DE102010032604A1

DE102010032604A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Zwischenspeichern von unlackierten Dosen

Info

Publication number: DE102010032604A1
Application number: DE102010032604A
Authority: DE
Inventors: Uwe Luz; Uwe Reich; Herwig Hirschek
Original assignee: Metzger & Becker GmbH
Current assignee: Mall und Herlan GmbH; Mall Herlan MB GmbH
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-02
Also published as: EP2598420A1; WO2012013461A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, Dosen mit einer anliefernden ersten Fördereinrichtung, mit einer ausliefernden zweiten Fördereinrichtung, mit einem Zwischenspeichereinrichtung und mit einer Handhabungseinrichtung (5) zum gleichzeitigen Überführen mehrerer Dosen (2) von der ersten Fördereinrichtung in die Zwischenspeichereinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zwischenspeichern von unlackierten Dosen (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, bevorzugt aus Metall bestehenden, Dosen mit einer anliefernden ersten Fördereinrichtung, mit einer ausliefernden zweiten Fördereinrichtung, mit einer Zwischenspeichereinrichtung und mit einer Handhabungseinrichtung zum gleichzeitigen Überführen mehrerer Dosen von der ersten Fördereinrichtung in die Zwischenspeichereinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, Dosen, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung zum Zwischenspeichern von Dosen, wobei gleichzeitig mehrere Dosen von einer anliefernden ersten Fördereinrichtung mit einer Handhabungseinrichtung in eine Zwischenspeichereinrichtung überführt werden.
Bisher werden als Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern von unlackierten Dosen zwischen einzelnen Fertigungsschritten in einer Dosenproduktionsanlage sogenannte, beispielhaft in 10 dargestellte Kettenspeicher 100 eingesetzt. Die Dosen werden von einer nicht dargestellten Produktionsmaschine über eine erste, Kettenstifte aufweisende Transportkette 101 zum Kettenspeicher 100 transportiert und in diesen über zwei miteinander zusammenwirkende Vakuum-Ladetrommeln 102, 103 überführt. Die Ladetrommeln sind mit Schiebeprismen ausgestattet, wobei jedes Schiebeprisma durch Ansaugen jeweils eine Dose am Umfang der jeweiligen Ladetrommel hält. Durch die Schiebefunktion kann die mit Unterdruck gehaltene Dosen von der Transportkette 101 abgenommen, auf die Ladetrommel 103 übergeben und von dieser auf den synchron laufenden Kettenspeicher 100 aufgeschoben werden.
Der Kettenspeicher 100 ist mit einer Vielzahl von Laufwagen 104 ausgestattet. Über die Höhenposition der Laufwagen 104 wird die wirksame Kettenlänge des Kettenspeichers 100 und damit die gespeicherte Dosenmenge eingestellt bzw. geregelt. Die Übergabe der Dosen von dem Kettenspeicher 100 an eine zweite, abführende Transportkette 105 erfolgt über weitere zwei Ladetrommeln 106, 107, die in umgekehrter Laufrichtung zu den beladenden Ladetrommeln 102, 103 arbeiten.
Der Speicherkapazität bekannter Kettenspeicher 100 ist durch die Raumhöhe, in der Praxis maximal 6 m, Grenzen gesetzt. So weißt ein Kettenspeicher mit 6 m Länge lediglich eine Speicherkapazität von etwa 2.800 Dosen auf, was bei einer Produktionsgeschwindigkeit von etwa 200 Dosen/min lediglich einer Speicherzeit von etwa 14 min entspricht. Um höhere Produktionsleistungen erzielen zu können, bestehen Bestrebungen, größere Dosenspeichermengen zu realisieren.
Bekannte Kettenspeicher sind nicht nur in ihrer Speicherkapazität begrenzt. Zudem besteht das Problem, dass in der Praxis die Funktion des Lückenschließens nur bis etwa 200 Dosen/min technologisch beherrschbar ist. Höhere Geschwindigkeiten erzeugen Taumel- und Stoßbewegungen bei der Übergabe mit Hilfe von Ladetrommeln 102, 103, 105, 106.
Eine im Hinblick auf eine erhöhte Speicherkapazität verbesserte Zwischenspeichereinrichtung ist in der EP 2 192 061 A1 beschrieben. Im Gegensatz zu einem Kettenspeicher umfasst die bekannte Speichereinrichtung nicht eine zuführende und eine abführende, Kettenstifte aufweisende Transportkette, sondern stattdessen Transportbänder, auf denen die Dosen aufliegen, um die Dosen durch Einführen von Transportdornen (Einschubstäben) in die Dosen mittels einer Handhabungseinrichtung von dem zuliefernden Transportband abnehmen zu können. Die Zwischenspeicherung erfolgt nicht wie beim Kettenspeicher entlang einer sich bewegenden Kette, sondern in einer Hochregal-Speichereinrichtung oder alternativ in einer Paternoster-Speichereinrichtung, in denen die mit Dosen versehenen Speicherbehälter voneinander beabstandet zwischengespeichert werden. Nachteilig bei dem Einsatz von Hochregal- oder Paternoster-Speichereinrichtungen ist der immer noch vergleichsweise große Raumbedarf. Mit der Handhabungsvorrichtung werden die Dosen mit Hilfe von Einschubstäben mechanisch gegriffen, um 180° verschwenkt und unmittelbar aufeinander im Speicherbehälter abgelegt. Zwar kann hierdurch das Speichervolumen in einem Speicherbehälter minimiert werden, jedoch ist diese Vorgehensweise nicht für unlackierte Dosen geeignet, da gebürstete und gewaschene Metalldosen unlackierten Zustands miteinander verhacken, was im schlimmsten Fall zum Stillstand der Zwischenspeichervorrichtung bzw. zum Dosenverlust führen kann. Darüber hinaus wird wie beim Kettenspeicher die Raumtiefe mit der bekannten Zwischenspeichervorrichtung nicht genutzt.
Ferner ist nachteilig, dass mit dem Einschubstäbe aufweisenden Handhabungssystem der bekannten Vorrichtung nur begrenzte Beschleunigungen oder Verzögerungen realisierbar sind, da ansonsten die Gefahr besteht, dass die Dosen von den in die Dosen eingreifenden Dornen abgeschleudert werden, verrutschen oder taumeln.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zwischenspeichern von unlackierten, insbesondere gebürsteten (Metall-), Dosen anzugeben, mit dem der zu Verfügung stehende Raum optimal für eine Zwischenspeicherung der Dosen genutzt werden kann, wobei das Verfahren und die Vorrichtung bevorzugt für den Einsatz bzw. die Realisierung in einer Dosenproduktionsanlage geeignet sein soll, mit welcher mehr als 300 Dosen/min herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Verwendung einer solchen Vorrichtung zum liegenden Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, Dosen gemäß Anspruch 17 gelöst.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
In Abkehr von der Lehre der EP 2 192 061 A2 liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die, vorzugsweise (noch) unlackierten (Metall-)Dosen nicht unmittelbar aufeinander in einem Speicherbehälter zu platzieren, sondern voneinander beabstandet, was auf den ersten Blick einer gewünschten Raumminimierung zuwiderläuft. Hierdurch kann jedoch überraschend der wesentliche Vorteil erreicht werden, dass sich die Dosen zu keinem Zeitpunkt berühren, wodurch eine Störung des Betriebs der Produktionsanlage durch ein ansonsten wahrscheinliches Verhaken von ungebürsteten Dosen vermieden wird. Um nun bei der berührungsfreien Anordnung der Dosen den Speicherraum zu minimieren bzw. das Speichervolumen unter Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes zu optimieren, wird gemäß der Erfindung die Raumtiefe zum Zwischenspeichern der Dosen erstmals genutzt, indem in einem Tray der Zwischenspeichereinrichtung nicht nur eine Reihe von nebeneinander liegend angeordneten, sich nicht berührenden Dosen abgelegt werden, sondern stattdessen mehrere hintereinander angeordnete Reihen von Dosen, wobei es bevorzugt ist, wenn sich nicht nur die Dosen jeder Reihe untereinander nicht berühren, sondern zusätzlich auch die Dosen von hintereinander angeordneten Reihen. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn in einem Tray der Speichereinrichtung mehr als zwei Dosenreihen hintereinander abgelegt werden. Unter vor- oder hintereinander abgelegten Reihen liegender Dosen wird verstanden, dass die Dosen zweier benachbarter Reihen mit ihren Stirnseiten einander zugewandt sind, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die mehreren Reihen von Dosen in einer Horizontalebene hintereinander abgelegt werden, wobei es grundsätzlich zunächst gleichgültig ist, ob eine zweite Reihe vor oder hinter die erste Reihe abgelegt wird. Bevorzugt werden die Reihen von Dosen dabei lediglich in einer einzigen Ebene abgelegt, d. h. ein Tray erhält nur in einer, vorzugsweise horizontalen, Ebene angeordnete Dosen, nicht jedoch übereinander angeordnete Dosen. Bevorzugt wird bei jedem Entnahme- bzw. Überführschritt eine Dosenreihe abgelegt und in einem darauf folgenden Schritt die nächste, vorzugsweise unmittelbar benachbarte, Dosenreihe. Durch die zuvor beschriebene erste Maßnahme wird, wie erwähnt, zur Zwischenspeicherung also erstmals die Raumtiefe genutzt. „Vor-„ bzw. „Hintereinander” meint dabei eine Anordnung senkrecht zu den Dosenreihenlängserstreckungen.
Um den Raumbedarf zur Speicherung einer erhöhten Dosenzahl zu minimieren, ist als weitere Maßnahme vorgesehen, dass in Abkehr von der EP 2 192 061 A2 nicht ein Hochregallager oder ein Paternosterlager zum Einsatz kommt, sondern dass die Speichereinrichtung als Stapelspeichereinrichtung ausgebildet ist, die dazu ausgelegt und bestimmt ist, mit mehreren Dosenreihen gefüllte Trays unmittelbar aufeinander zu stapeln, d. h. einen Traystapel aus mehreren übereinander angeordneten, sich unmittelbar kontaktierende Trays in der Art eines Palettenstapels herzustellen. Im Gegensatz zum Stand der Technik berühren sich somit die benachbarten Speicherbehälter unmittelbar, wodurch das Raumvolumen minimiert wird. Die Trays sind bevorzugt so gestaltet, dass sie sicher aufeinander gestapelt werden können, um die einer Stapelpalette ähnliche Geometrie zu erreichen. Bei Bedarf kann die Stapelspeichereinrichtung derart ausgebildet werden, dass ein fertiger Traystapel auf einer Seite von der Stapelspeicherrichtung entnommen werden kann und auf der anderen, vorzugsweise gegenüberliegenden Seite ein Traystapel wieder zugefügt werden kann. Hierdurch lassen sich weitere Logistiken mit großen Speicherkapazitäten realisieren. Grundsätzlich ist es sogar möglich, den Dosenpress- bzw. Tiefziehvorgang vollständig vom späteren Lackiervorgang zu trennen, wodurch eine deutliche Verbesserung bei der Effizienz der Dosenproduktionsanlage zu erzielen ist, da die Pressen, insbesondere Tiefzieheinrichtungen, prinzipiell langsam aber kontinuierlich arbeiten, während die Bedruckung mit hohen Durchsatzleistungen arbeitet, jedoch umrüstzeitenbedingte Unterbrechungen notwendig sind.
Wesentlich ist, dass die Dosen in den Trays liegend abgelegt bzw. zwischengespeichert werden, wobei unter einer liegenden Ablage verstanden wird, dass die Boden- und Deckelseite der Dose nicht parallel zu einer Horizontalebene, sondern vorzugsweise senkrecht zu dieser angeordnet ist, dass sich also die Längsachse der Dose zumindest näherungsweise parallel zur Horizontalebene erstreckt, wobei auch Neigungswinkel der Längsachse zur Horizontalebene von kleiner als 30°. Vorzugsweise kleiner als 20°, bevorzugt kleiner als 10° noch akzeptabel erscheinen.
Um hohe Durchlaufzeiten zu ermöglichen, ist gemäß der Erfindung, wieder in Abkehr von der EP 2 192 061 A2 , vorgesehen, dass anstelle der dort beanspruchten Transportbänder als Fördereinrichtung Kettenstifte aufweisende Transportketten eingesetzt werden, da an diesen die unlackierten Dosen optimal sowie schonend gehalten werden, da die Kettenstifte in die Dosen greifen und diese nicht mit der unlackierten Mantelfläche aufliegen. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Transportketten die einfache Realisierung mindestens eines vor oder nach der Stapelspeichereinrichtung vorgesehenen (kleineren) Kettenspeichers um wesentlich höhere Produktionsgeschwindigkeiten erzielen zu können. Ein weiterer Vorteil einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung besteht darin, dass diese formatteilfrei arbeiten kann, da die Dosen im Abkehr vom Stand der Technik nicht unmittelbar aufeinander gestapelt werden. Dies bedeutet, dass es bei entsprechender Traygestaltung möglich ist, nahezu beliebig formatige Dosen ohne Umrüstzeiten verarbeiten, d. h. zwischenspeichern zu können.
Zusammenfassend wird also durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ein völlig neuartiges, innovatives Speichersystem für unlackierte Metalldosen bereitgestellt, das sich neben einer erhöhten Durchsatzleistung durch eine optimale Raumnutzung auszeichnet. Das beschriebene Grundkonzept ist, wie bereits angedeutet, vorteilhaft, beispielsweise durch die Realisierung mindestens eines zusätzlichen (kleinen) Puffer-Kettenspeichers erweiterbar. Die mittels der Speicherstapeleinrichtung gestapelten mit Dosenreihen gefüllten Trays können bei Bedarf von der Stapelspeichereinrichtung entnommen und in einem separaten Lager abgestellt werden und zwar neben- als auch übereinander.
Wie bereits ausgeführt, ist es ein wesentlicher Kernbestandteil der Erfindung die jeweils in einer Reihe angeordneten Dosen voneinander beabstandet von der Transportkette zum Tray zu überführen und auch dort voneinander beabstandet abzulegen. Noch weiter bevorzugt ist es, wenn zudem auch die Dosenreihen voneinander beabstandet sind, so dass sich nicht nur die Dosen innerhalb der Reihen nicht berühren, sondern auch die Dosenreihen untereinander berührungsfrei angeordnet sind, indem die einander zugewandten, bevorzugt parallel ausgerichteten, Stirnseiten benachbarter Dosenreihen voneinander beabstandet sind. Alternativ ist es denkbar, um den Raumbedarf für die Dosenspeicherung weiter zu minimieren, dass sich zwei benachbarte Reihen in einem Tray berühren, derart, dass die Dosen mit ihren Stirnseiten aneinander anliegen. Auch in diesem Fall muss gewährleistet sein, dass die Mantelflächen der in Reihe angeordneten Dosen sich untereinander nicht berühren.
Zum Erzielen höchster Durchsatzgeschwindigkeiten ist es bevorzugt, wenn die Handhabungseinrichtung in Abkehr der Lehre der EP 2 192 061 A2 keine Einsteckdorne (Einschubstäbe) aufweisende Handhabungseinrichtung aufweist, sondern stattdessen mit Saugmitteln ausgestattet ist, um die Dosen an ihren Mantelflächen durch Aufschlagung mit Unterdruck anzusaugen. Hierdurch können im Stand der Technik wahrscheinliche Taumelbewegungen etc. beim Greifen bzw. Überführen der Dosen sicher vermieden werden. Auch ist es durch den Einsatz einer Saugmittel aufweisenden Handhabungseinrichtung nicht notwendig, die im Stand der Technik beschriebenen Transportbänder vorzusehen, sondern stattdessen die bevorzugten Kettenstifte aufweisenden Transportketten.
Um eine optimale Dosenmenge bei geringem Platzbedarf im Speicher realisieren zu können bzw. um eine einfache Anpassung der Handhabungseinrichtung an unterschiedliche Dosenformate und ggf. daraus resultierende Abstände zu ermöglichen, ist es bevorzugt, wenn der Abstand der Saugmittel untereinander, vorzugsweise automatisch, beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch einstellbar ist. So ist es beispielsweise denkbar, dass einzelne Greiferfinger (Saugfinger) verschiebbar angeordnet sind.
Besonders bevorzugt ist es, um einen Traywechsel möglichst schnell zu vollziehen, wenn die Stapel von unten nach oben aufgebaut werden, d. h. dass neu gefüllte Trays von unten einem Stapel hinzugefügt werden.
Grundsätzlich kann die Stapelspeichereinrichtung nach zwei unterschiedlichen Prinzipien arbeitend ausgebildet werden. Gemäß einer ersten Alternative arbeitet die Stapelspeichereinrichtung nach dem Umlaufprinzip. In diesem Fall kann in der Stapelspeichereinrichtung selbst der Speicherplatz optimiert werden. Beim Umlaufprinzip erfolgt nicht nur im Wirkbereich der Handhabungseinrichtung ein Umsetzen von einem ersten auf einen zweiten Stapel, sondern auch in einem dazu beabstandeten, vorzugsweise parallelen, insbesondere oberen, Bereich, so dass zwei „miteinander kommunizierende” Stapel immer gleicher Höhe erhalten werden. Mit einer zweiten Alternative arbeitet die Stapelspeichereinrichtung nach dem Pendelprinzip, wobei hier in einem ersten Stapel ausschließlich leere Trays und in einem zweiten Stapel ausschließlich mit Dosen gefüllte Trays vorgesehen sind und die Stapelhöhen insgesamt variieren.
Die unterschiedlichen Prinzipien unterscheiden sich also dadurch, dass beim Pendelprinzip lediglich eine Stapelseite durch Dosenspeicherung genutzt wird, beispielsweise links leer, rechts voll, können beim Umlaufprinzip beim gleichem Rauminhalt doppelt so viele mit Dosen gefüllte Trays untergebracht werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Trays mehrere, vorzugsweise unterbrechungsfreie Ablagespalten aufweisen, die sich senkrecht zur Längserstreckung der Dosenreihen erstrecken und wobei von jeder Dosenreihe bevorzugt in jeder Ablagespalte eine einzige Dose vorhanden ist. Innerhalb der Ablagespalten sind Dosen benachbarter Reihen mit ihren Stirnseiten einander zugewandt. Dadurch, dass nun die Ablagespalten senkrecht zur Längserstreckung der Dosenreihen durchgängig, d. h. ohne Unterbrechungen, d. h. abteilungsfrei ausgebildet sind, ist es theoretisch denkbar, die Dosen entlang der Ablagespalten zu verschieben. Hierdurch sind die Trays dosenformatunabhängig und es können mit demselben Tray unterschiedliche Dosenlängen gespeichert werden. Ganz besonders bevorzugt haben die Ablagespalten im Querschnitt eine Prismenform, so dass jede Dose an zwei parallel zu ihrer jeweiligen Längserstreckung orientierten Linien jeweils eine Schrägfläche eines prismenförmigen Ablagespaltes berühren. Gleichzeitig wird durch diese Form eine berührungsfreie Lagerung der Dosen im Rohzustand (vorzugsweise gewaschen und gebürstet, nicht lackiert) sichergestellt. Die Länge jeder Ablagespalte ist so gestaltet, dass mehrere, vorzugsweise mehr als zwei sich senkrecht zur Längserstreckung der Ablagespalten erstreckende Dosenreihen parallel zueinander hintereinander gelegt werden können.
Wie Eingangs bereits angedeutet, ist es besonders bevorzugt, wenn die hintereinander angeordneten Dosenreihen in einer gemeinsamen Horizontalebene angeordnet sind, wobei bevorzugt pro Tray nur eine Lage von Dosen vorgesehen ist, d. h. nicht zwei übereinander angeordnete Lagen.
In Förderrichtung hinter und/oder vor einer Übergabezone, in welcher die Handhabungseinrichtung Dosen von der ersten Transportkette entnehmen und/oder Dosen aus dem Zwischenspeicher auf die zweite Transportkette aufstecken und/oder unmittelbar Dosen von der ersten Transportkette auf die zweite Transportkette umsetzen kann, kann mindestens ein, vorzugsweise kleiner, Kettenspeicher vorgesehen werden, welcher bevorzugt mit der jeweiligen, d. h. ersten bzw. zweiten Transportkette realisiert ist, um hierdurch genügend Speicherkapazität beim Umladen vom und zur Stapelspeichereinrichtung zu haben. Bevorzugt weist der mindestens eine zum Einsatz kommende, unmittelbar dem Zwischenspeicher bzw. der Handhabungseinrichtung zugeordnete Kettenspeicher maximal fünf Laufwagen auf. Ganz besonders bevorzugt weniger als drei, noch weiter bevorzugt ein oder zwei Laufwagen. Im Stand der Technik sind die zusätzlich zu dem eigentlichen Zwischenspeicher vorgesehenen, insbesondere kleinen, Kettenspeicher nicht vorgesehen. Hierdurch hat das bekannte System während des Ein- und Auslagerns des Hochregallager und des Paternosterlagers ausschließlich Belegungsunterschiede auf den übereinander angeordneten Taschenbändern zur Verfügung, wodurch die Speicherkapazität zu niedrig ist, um hohe Leistungen zu realisieren. Wenn berücksichtigt wird, dass der abnehmende, dem Zwischenspeicher nachgelagerte Maschinenteil einer Dosenproduktionsanlage etwa 20% schneller laufen muss als der vorgelagerte Maschinenteil um sinnvoll die Möglichkeit zu haben, Dosen aus dem Zwischenspeicher dem Produktstrom wieder zuzufüttern, ist dies sinnvoll nur mit der Weiterbildung der Erfindung möglich, nach der mindestens ein Kettenspeicher vorgesehen wird, vorzugsweise jeweils ein Kettenspeicher vor und nach der Handhabungseinrichtung.
Um zu verhindern, dass die Dosen bei einer hohen Laufgeschwindigkeit der Transportketten von dieser abfallen können, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Kettenstifte gegenüber der Horizontalen unter einem Winkel zwischen etwa 2° und etwa 15°, vorzugsweise von etwa 8°, geneigt sind.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Handhabungseinrichtung nicht ausschließlich zum Beladen des Zwischenspeichers ausgebildet ist, sondern zusätzlich derart ausgebildet und angesteuert ist, dass mit dieser mehrere Dosen voneinander beabstandet von einem Tray der Stapelspeichereinrichtung entnehmbar und voneinander beabstandet zur zweiten Transportkette überführbar und auf deren Kettenstifte ebenfalls wieder voneinander beabstandet aufsteckbar sind.
Noch weiter bevorzugt ist es, wenn die Handhabungseinrichtung dazu ausgebildet und angesteuert ist, um Dosen unter Umgehung des Zwischenspeichers von der ersten Transportkette auf die zweite Transportkette umzusetzen.
Im Hinblick auf die konkrete relative Anordnung der beiden Transportketten im Wirkungsbereich (Übergabebereich) der Handhabungseinrichtung zueinander gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So ist es denkbar und bevorzugt, die Transportketten in einer gemeinsamen Horizontalebene, d. h. nicht übereinander anzuordnen. Alternativ ist es denkbar, die beiden Transportketten in einer gemeinsamen Vertikalebene übereinander anzuordnen. Zudem ist es denkbar, entweder in einer gemeinsamen Horizontalebene oder übereinander die Transportketten parallel oder winklig zueinander verlaufend anzuordnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet das voneinander beabstandete Nehmen mehrerer Dosen von den Kettenstiften einer ersten Transportkette mittels einer, vorzugsweise saugend arbeitenden, Handhabungseinrichtung, das voneinander beabstandete Überführen sowie voneinander beabstandete Ablegen zu einem bzw. in ein Tray einer Stapelspeichereinrichtung, die zum aufeinander Stapeln einer Anzahl von Trays ausgebildet ist. In einem ersten Schritt werden die Dosen voneinander beabstandet in einer ersten Reihe im Tray abgelegt und in einem zweiten, vorzugsweise unmittelbar auf den ersten Schritt folgenden Schritt wird eine weitere Reihe von Dosen von der ersten Transportkette entnommen. Voneinander beabstandet werden die Dosen zu demselben Tray überführt und dort, vorzugsweise in einer gemeinsamen Horizontalebene mit der, vorzugsweise den bereits dort abgelegten Dosenreihen abgelegt.
Wie bereits erwähnt, ist es wesentlich, den eigentlichen Speicher als Stapelspeichereinrichtung auszubilden, der bevorzugt nach dem Pendel- oder Umlaufprinzip arbeitend ausgebildet ist. Bevorzugt arbeitet die Stapelspeichereinrichtung derart, dass ein Stapel von unten mit einem gefüllten Tray ergänzt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Zwischenspeichervorrichtung, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen auf die Darstellung der zugehörigen Stapelspeichereinrichtung verzichtet wurde,
2 einen Stapel aus mehreren übereinander gestapelten, jeweils mit mehreren Dosenreihen gefüllten Trays,
3 eine Draufsicht auf ein gefülltes Tray mit insgesamt vier hintereinander angeordneten Dosenreihen,
4 in einer schematischen Darstellung den Fahrweg einer Handhabungseinrichtung zum Überführen von Dosen von einer ersten Transportkette in eine Stapelspeichereinrichtung,
5 in einer schematischen Darstellung den Fahrweg der Handhabungseinrichtung zum Entladen des Trays und Überführen der Dosen auf eine zweite Transportkette,
6 den Fahrweg der Handhabungseinrichtung zum unmittelbaren Umsetzen einer Dosenreihe von der ersten Transportkette auf die zweite Transportkette,
7 in einer schematischen Darstellung eine Ansicht der Handhabungseinrichtung mit Sauggreifern,
8 eine schematische Darstellung einer nach dem Pendelprinzip arbeitenden Stapelspeichereinrichtung,
9 eine schematische Darstellung einer nach dem Umlaufprinzip arbeitenden Stapelspeichereinrichtung, und
10 eine Darstellung eines Kettenspeichers nach dem Stand der Technik.
In den Figuren werden gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Zwischenspeichern von unlackierten Dosen 2 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst als eine anliefernde erste Fördereinrichtung eine aus Übersichtlichkeit nicht dargestellte, Kettenstifte aufweisende erste Transportkette 3 mit der Dosen 2 einen Übergabebereich 4 (Wirkbereich) einer Handhabungseinrichtung 5 (Handhabungsroboter) zugeführt werden. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine ausliefernde zweite Fördereinrichtung, die eine zweite Transportkette 6 umfasst, welche zum Transportieren der Dosen ebenfalls aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Kettenstifte trägt. In Förderrichtung vor der Handhabungseinrichtung 5 ist mittels der ersten Transportkette 3 ein Kettenspeicher 7 realisiert, der mehrere, hier drei, parallel verfahrbare Laufwagen 8 zur Einstellung der wirksamen Kettenlänge bzw. zur Einstellung des Kettenspeichervolumens aufweist. Die Anzahl der Laufwagen 8 sollte 10, vorzugsweise 5, nicht überschreiten. Die Dosen 2 werden über zwei mit entsprechenden Vakuumsaugschiebern arbeitenden Ladetrommeln 9, 10 von einem ersten Teil einer Produktionsanlage an die Vorrichtung 1, genauer die erste Transportkette 3 übergeben.
Mittels der Handhabungseinrichtung 5 können gleichzeitig eine Anzahl von Dosen in einem voneinander beabstandeten Zustand von der ersten Transportkette 3, genauer von deren Kettenstiften, abgezogen werden. Zum Halten der Dosen 2 weist die Handhabungseinrichtung 5 eine Anzahl von Saugmitteln 11 auf, deren Abstand zueinander automatisch veränderbar ist. Mit der Handhabungseinrichtung 5 können die Dosen 2 alternativ von der ersten Transportkette 3 in ein Tray einer weiter nicht dargestellten Stapeleinrichtung 1 überführt werden, oder von einem Tray der Stapeleinrichtung auf die zweite Transportkette 6, welche im Übergabebereich 4 parallel zur ersten Transportkette 3 verläuft. Auch ist es denkbar unter Umgehung der Stapelspeichereinrichtung unmittelbar eine Mehrzahl von Dosen mittels der Handhabungseinrichtung 5 berührungsfrei von der ersten Transportkette 3 auf die zweite Transportkette 6 zu überführen.
Wie sich aus 1 ergibt, ist mittels der zweiten Transportkette 6 ein zweiter Kettenspeicher 12 gebildet, der ebenfalls mehrere Laufwagen 13 aufweist. Der zweite Kettenspeicher 12 ist der Handhabungseinrichtung 5 in Förderrichtung (über Pfeile dargestellt) nachgeordnet. Von der zweiten Transportkette 6 können die Dosen 2 wieder über zwei Ladetrommeln 14, 15 an einen zweiten Maschinenstrang der Produktionsanlage übergeben werden.
Während beispielsweise bei einem 6 m langen Kettenspeicher, wie dieser in 10 beispielhaft dargestellt ist, etwa 2.800 Dosen zwischengespeichert werden können, sind es bei dem Ausführungsbeispiel bei der längsten Dosenlänge etwa 11.000 Dosen, bei kürzeren Dosenlängen entsprechend mehr. Werden 20 Dosen gleichzeitig gegriffen und eine Umsetzzeit (Zykluszeit beim Umsetzen) von 4 s erreicht, entspricht dies einer Förderleistung von 300 Dosen/min. Durch eine entsprechende Auslegung der Handhabungseinrichtung können auch kürzere Zykluszeiten erreicht werden. Bei einer Zykluszeit von etwa 3,5 s und einem gleichzeitigen Greifen von 30 Dosen pro Umsetzung ist das Leistungsspektrum der gezeigten Vorrichtung noch steigerbar.
In 2 ist ein Traystapel 16 der Stapelspeichereinrichtung gezeigt, bzw. ein mittels der Stapelspeichereinrichtung hergestellter Traystapel 16, in 2 umfassend 3 unmittelbar aufeinander gestapelte Trays 17. Jeweils übereinander angeordnete Trays 17 greifen unmittelbar formschlüssig ineinander ein.
Wie sich aus 2, die eine Seitenansicht des Traystapels 16 zeigt, ergibt, weist jedes Tray 17 eine Anzahl von Ablagespalten 18 auf, welche prismenförmig konturiert sind. Zu erkennen ist jeweils eine vordere Reihe 19 von Dosen, wobei sich unmittelbar hinter jeder Dosenreihe 19 mehrere weitere Dosenreihen befinden, jeweils in derselben Horizontalebene.
Die Ablagespalten 18 erstrecken sich senkrecht zur Längserstreckung der Reihen 19 von Dosen 2 in die Zeichnungsebene hinein und sich durchgängig, d. h. unterbrechungs- bzw. trennmittelfrei ausgestaltet, so dass ein und dasselbe Tray 17 für die unterschiedlichsten Dosenformate, insbesondere Dosendurchmesser und Dosenlängen einsetzbar ist.
3 zeigt eine Draufsicht auf ein vollständig gefülltes Tray. Zu erkennen sind die sich senkrecht zu den Dosenreihen erstreckenden Ablagespalten 18. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen voneinander beabstandet in jedem Ablagespalt 18 vier Dosen, wobei jede Dose einer eigenen Reihe 19, 20, 21, 22 von Dosen 2 zugeordnet ist.
Beim Befüllen des Trays 17 wird bevorzugt zunächst eine erste Reihe 19 von Dosen 2 abgelegt, woraufhin in der Horizontalebene hinter der ersten Reihe 19 eine zweite Reihe 20, dann eine dritte Reihe 21 und eine vierte Reihe 22 abgelegt werden. Mindestvoraussetzung ist das Vorsehen von zwei, insbesondere parallelen Reihen, vorzugsweise von mehr als zwei parallelen Reihen zur Ausnutzung der Raumtiefe.
In 4 ist ein Entnahme-, Für-, Überführ- und Traybeladezyklus der Handhabungseinrichtung gezeigt. In einem mit I gekennzeichneten Schritt wird die auf einem Kettenstift 23 der ersten Transportkette 3 sitzende Dose 2 mit Hilfe von Saugmitteln angesaugt und abgehoben. Dabei bewegt sich die Handhabungseinrichtung bevorzugt synchron zur Transportkette 3, damit die Transportkettengeschwindigkeit nicht reduziert werden muss. Daraufhin folgt im Schritt II ein Abziehen der Dose 2 von dem Kettenstift 23, im Schritt III ein Überführen zum Tray 17, im Schritt IV ein Ablegen im Tray 17 und in den Schritten V und VI ein Zurückfahren der Handhabungseinrichtung 5 zur ersten Transportkette 3. Im Schritt VII wird die Handhabungseinrichtung 5 dann abgesenkt um erneut mehrere Dosen gleichzeitig greifen, vorzugsweise ansaugen zu können. Bevorzugt erfolgt das Ablegen von Dosen 2 im Tray 17 reihenweise, wobei die Dosenreihen in einer Horizontalebene liegend abgelegt werden und innerhalb jeder Reihe voneinander beabstandet sind, vorzugsweise sind auch die Reihen untereinander voneinander beabstandet.
5 zeigt das Zurückführen von Dosen 2 aus einem Tray 17. Dabei wird mittels der Handhabungseinrichtung in einem ersten Schritt I eine Reihe von Dosen 2 entnommen, in Richtung zweiter Transportkette 6 überführt und auf diese im Schritt II aufgesteckt, wobei die Handhabungseinrichtung in den Schritten III und IV wieder zurückfährt um eine weitere Dosenreihe aus dem Tray 17 zu entnehmen. Bei dem Aufstecken der Dosen 2 auf die zweite Transportkette 6 bewegt sich die Handhabungseinrichtung bevorzugt synchron mit der zweiten Transportkette 6.
In 6 ist gezeigt, wie eine Anzahl von Dosen gleichzeitig von der ersten Transportkette entnommen und unter Umgehung des Zwischenspeichers unmittelbar auf Kettenstifte 23 der zweiten Transportkette 6 aufgesteckt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst dieser Zyklus, inklusive Rückführung der Handhabungseinrichtung acht Schritte (I bis VIII).
7 zeigt schematisch eine Handhabungseinrichtung 5, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeder Dose 2 mehrere Saugmittel 11 zugeordnet sind, um die Dose 2 in unterschiedlichen Bereichen ihrer Mantelfläche ansaugen zu können.
Die Handhabungseinrichtung 5 umfasst einen Schwenkarm 25, der über ein Schwenkgelenk 26 verschwenkbar mit einem horizontal und vertikal verfahrbaren Träger 27 verbunden ist.
8 zeigt eine Möglichkeit zur Ausbildung der Stapelspeichereinrichtung 28. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel arbeitet diese nach dem sogenannten Pendelprinzip, wobei in einem in der linken Zeichnungshälfte befindlichen ersten Stapel mehrere leere Trays unmittelbar aufeinander gestapelt sind. Von diesem in der linken Zeichnungshälfte befindlichen Stapel wird jeweils das untere leere Tray 17 entnommen und an eine, hier mittlere Be- und Entladeposition 24 überführt, in der eine Handhabungseinrichtung 5 mit ihren Saugmitteln 11 in Wechselwirkung treten kann, um den Tray 17 zu be- oder entladen. Nachdem in das Tray 17 in der Be- und Entladeposition mehrere Reihen von Dosen 2 in einer Horizontalebene hintereinander abgelegt wurden und das Tray 17 gefüllt ist, wird dieses zu dem in der Zeichnungsebene rechts befindlichen Stapel geführt und von unten in den dortigen Stapel ergänzt. In der Zeichnungsebene links können bei Bedarf mittels geeigneter Vorrichtungen, wie einem Stapler oder einem entsprechenden Roboter leere Trays nachgefüllt und in der Zeichnungsebene rechts mehrere gestapelte Trays entnommen werden. Es ist auch denkbar, die Stapelspeichereinrichtung 28 in der gezeigten Form zu nutzen, wenn die Anzahl der pendelnd hin und her verschobenen verschiebbaren Trays ausreichend groß ist. Bei 8 ist der Vollständigkeit halber noch zu erwähnen, dass im ungekehrten Fall, bei der Entleerung die Trays von der Zeichnungsebene rechts bzw. von der Be- und Entladeposition 24 nach dem Entladen von unten in dem in der Zeichnungsebene linken Stapel ergänzt werden.
In 9 ist eine alternative Ausführungsvariante einer Stapelspeichereinrichtung 28 gezeigt. Die Stapelspeichereinrichtung 28 gemäß 9 arbeitet nach dem umlaufenden Prinzip, bei welchem zwei Traystapel immer die gleiche Höhe aufweisen und für jedes dem rechten Stapel zugeführte Tray oben ein Tray entnommen und von oben auf den in der Zeichnungsebene linken Traystapel aufgesetzt wird. Bei einer umlaufend arbeitenden Stapelspeichereinrichtung 28 kann bei gleichem Raumbedarf im Vergleich zu einer nach dem Pendelprinzip arbeitenden Stapelspeichereinrichtung die doppelte Dosenmenge gespeichert werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Dosen
3: erste Transportkette
4: Übergabebereich
5: Handhabungseinrichtung
6: zweite Transportkette
7: Kettenspeicher
8: Laufwagen
9: Ladetrommel
10: Ladetrommel
11: Saugmittel
12: zweiter Kettenspeicher
13: Laufwagen
14: Ladetrommel
15: Ladetrommel
16: Traystapel
17: Tray
18: Ablagespalte
19: Reihe
20: Reihe
21: Reihe
22: Reihe
23: Kettenstift
24: Be- und Entladeposition
25: Schwenkarm
26: Schwenkgelenk
27: Träger
28: Stapelspeichereinrichtung
100: Kettenspeicher
101: Transportkette
102: Ladetrommel
103: Ladetrommel
104: Laufwagen
105: Transportkette
106: Ladetrommel
107: Ladetrommel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2192061 A1 [0006]
EP 2192061 A2 [0012, 0013, 0015, 0018]

Claims

Vorrichtung zum Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, Dosen mit einer anliefernden ersten Fördereinrichtung, • mit einer ausliefernden zweiten Fördereinrichtung, • mit einer Zwischenspeichereinrichtung und • mit einer Handhabungseinrichtung (5) zum gleichzeitigen Überführen mehrerer Dosen (2) von der ersten Fördereinrichtung in die Zwischenspeichereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, • dass die erste Fördereinrichtung eine Kettenstifte (23) aufweisende erste Transportkette (3) umfasst, und • dass die zweite Fördereinrichtung eine Kettenstifte (23) aufweisende zweite Transportkette (6) umfasst, und • dass die Zwischenspeichereinrichtung als Stapelspeichereinrichtung (28) ausgebildet ist, mit der eine Anzahl von Trays (17) aufeinander zu einem Traystapel (16) stapelbar sind, und • dass die Handhabungseinrichtung (5) ausgebildet und angesteuert ist, um in einem ersten Schritt mehrere Dosen (2) voneinander beabstandet von der ersten Transportkette (3) zu entnehmen und voneinander beabstandet zu einem Tray (17) der Stapelspeichereinrichtung (28) zu überführen und auf dieses voneinander beabstandet liegend in einer ersten Reihe (19) abzulegen, und dass die Handhabungseinrichtung (5) ausgebildet und angesteuert ist, um in einem zweiten Schritt weitere Dosen (2) voneinander beabstandet von der ersten Transportkette (3) zu entnehmen und voneinander beabstandet zu demselben Tray (17) der Stapelspeichereinrichtung (28) zu überführen und auf dieses voneinander beabstandet liegend in einer zu ersten Reihe (19) parallelen, vor oder hinter der ersten Reihe (19) angeordneten zweiten Reihe (20) abzulegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (5) derart ausgebildet und angesteuert ist, dass die Reihen (19, 20, 21, 22) von Dosen (2) auf dem Tray (17) der Speichereinrichtung voneinander beabstandet abgelegt werden oder derart, dass sich zwei benachbarte Reihen von Dosen (2) ausschließlich mit den Dosenstirnseiten berühren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (5) Saugmittel (11) zum Festhalten der Dosen (2), insbesondere an deren, vorzugsweise unbedruckten, Mantelflächen aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Saugmittel (11) untereinander, vorzugsweise automatisch, einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelspeichereinrichtung (28) zur Ausbildung des Traystapel die Trays (17) von unten in den Traystapel (16) einfügend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelspeichereinrichtung (28) nach dem Pendelprinzip oder dem Umlaufprinzip arbeitend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trays (17) mehrere nebeneinander angeordnete und zueinander parallele Ablagespalten (18) aufweisen, die ein Berühren von in einer sich senkrecht zu den Ablagespalten (18) erstreckenden Reihe abgelegten Dosen (2) verhindernd ausgebildet sind, und dass die Ablagespalten (18) in Richtung ihrer Längserstreckung durchgängig ausgebildet sind, derart, dass eine Dose (2) entlang Längserstreckung jeder Ablagespalte (18) in dieser verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Dosen (2) auf dem Tray (17) in einer gemeinsamen Horizontalebene ablegbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung der Dosen (2) vor der Handhabungseinrichtung (5) ein, insbesondere mittels der ersten Transportkette (3) realisierter, erster Kettenspeicher (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung der Dosen (2) nach der Handhabungseinrichtung (5) ein, insbesondere mittels der zweiten Transportkette (6) realisierter, zweiter Kettenspeicher (12) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenstifte (23) bei der Entnahme der Dosen (2) unter einem Winkel aus einem Winkelbereich zwischen 2° und 15°, vorzugsweise von 8°, zur Horizontalen geneigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (5) ausgebildet und angesteuert ist, um mehrere Dosen (2) voneinander beabstandet von einem Tray (17) der Stapelspeichereinrichtung (28) zu entnehmen und voneinander beabstandet zu der zweiten Transportkette (6) zu überführen und auf deren Kettenstifte (23) voneinander beabstandet aufzustecken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (5) ausgebildet und angesteuert ist, um mehrere Dosen (2) voneinander beabstandet von der ersten Transportkette (3) zu entnehmen und ohne Überführung in den Zwischenspeicher voneinander beabstandet zu der zweiten Transportkette (6) zu überführen und auf deren Kettenstifte (23) voneinander beabstandet aufzustecken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Transportkette (3, 6) im Wirkungsbereich der Handhabungseinrichtung (5) in einer gemeinsamen Horizontalebene oder in einer gemeinsamen Vertikalebene, parallel oder winklig zueinander, angeordnet sind.
Verfahren zum Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, Dosen, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung zum Zwischenspeichen von Dosen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei gleichzeitig mehrere Dosen von einer anliefernden ersten Fördereinrichtung mit einer Handhabungseinrichtung in eine Zwischenspeichereinrichtung überführt werden, dadurch gekennzeichnet, • dass mit der Handhabungseinrichtung (5) in einem ersten Schritt mehrere Dosen (2) voneinander beabstandet von Kettenstiften (23) einer ersten Transportkette (3) der ersten Fördereinrichtung entnommen und voneinander beabstandet zu einem Tray (17) der als Stapelspeichereinrichtung (28) zum Aufeinanderstapeln einer Anzahl von Trays (17) ausgebildeten Zwischenspeichereinrichtung überführt werden und auf das Tray (17) voneinander beabstandet liegend in einer ersten Reihe abgelegt werden, und • dass mit der Handhabungseinrichtung (5) in einem zweiten Schritt weitere Dosen (2) voneinander beabstandet von Kettenstiften (23) der ersten Transportkette (3) entnommen und voneinander beabstandet zu demselben Tray (17) der Stapelspeichereinrichtung (28) überführt und auf dieses voneinander beabstandet liegend in einer zu ersten Reihe (19) parallelen, vor oder hinter der ersten Reihe (19) angeordneten zweiten Reihe (20) abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ablegen von mindestens zwei Dosenreihen auf dem Tray (17) der Stapelspeichereinrichtung (28) das Tray (17), vorzugsweise von unten, einem Traystapel zugeführt wird, vorzugsweise derart, dass das Tray (17) mindestens ein weiteres Tray (17) des Traystapels trägt.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum liegenden Zwischenspeichern von, vorzugsweise unlackierten, Dosen (2).