DE10036681C1 - Vorrichtung zum Einstapeln von flachen Gegenständen in einseitig offene Behälter - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung besteht aus einer angetriebenen und steuerbaren Schwenkeinheit (2), mittels welcher der in einer Behälteraufnahme (11) befindliche Behälter (3) zwischen einer Behälterwechselposition mit oben befindlicher Öffnung und einer Einstapelpostion mit seitlicher Öffnung, in der die flachen Gegenstände liegend von der Seite mittels eines Transportmittels zum Einstapeln eingeschossen werden, wobei dabei der Behälterboden als Prallwand dient und einer auf der Schwenkeinheit (2) befindlichen, in der Behälterwechselposition vertikal verfahrbaren, Einstapelhilfe (12), bestehend aus einer Seitenwand (15), einem in Stapelrichtung verfahrbaren, in Einschussrichtung und zu der Seitenwand (15) hin geneigten Stapelboden (17) und einer über der Einschussebene befindlichen Leiteinrichtung (14) zum Leiten der Gegenstände in eine liegende Position übereinander.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstapeln von flachen Sendungen in einseitig offene Behälter.

In verschiedenen Prozessen der Postdienstautomatisierung ist es üblich, die behandelten (sortiert, geordnet, verteilt) Sendungen in offenen Behältern zu transportieren, d. h. am En­ de des jeweiligen Prozesses werden die Sendungen in den Be­ hältern abgelegt.

So weist eine Vorrichtung zum Einstapeln von flachen Gegen­ ständen in einseitig offene Behälter gemäß DE-AS 10 88 877 eine Einstapelhilfe mit einem in Stapelrichtung verfahrbaren Stapelboden auf, welche Einstapelhilfe auch aus dem Behälter entfernbar bzw. in ihn hineinbringbar ist.

Des weiteren ist es auch bekannt, einseitig offene Behälter zum Befüllen mit flachen Gegenständen in eine Lage mit seit­ lich orientierter Öffnung und zum Wechseln der Behälter in eine Lage mit nach oben orientierter Öffnung zu verbringen (DE 196 51 663 C1).

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum sicheren Einstapeln von lie­ gend transportierten, flachen Gegenständen eines großen Spektrums hinsichtlich der Formate und Dicken in einseitig offene Behälter zu schaffen, mit welcher die Stapelqualität und die mit diesen Behältern erreichbare maximale Stapelhöhe erhöht wird.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, erstens die Flugstrecke der liegend zugeführten Gegenstände ohne Verdre­ hungen möglichst klein und konstant zu halten und zweitens die Gegenstände hochkant stehend im Behälter zu transportie­ ren, so dass die Höhe des Behälters nicht mehr die Stapelhöhe bestimmt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Behälter zum Beladen so gekippt wird, dass sich die Öffnung seitlich be­ findet. Die Gegenstände werden seitlich in den Behälter ge­ fördert, der Behälterboden hat dabei die Funktion einer Prallwand. Nach Befüllen des Behälters wird er wieder in sei­ ne Ausgangslage gedreht, so dass die Gegenstände wie ge­ wünscht auf ihren Schmalseiten im oben offenen Behälter ste­ hen. Da die Behälter nicht immer formstabil sind, die Seiten­ wände häufig schräg nach außen angeordnet sind und die Sta­ pelbedingungen während des Einstapelprozesses bei definierten kleinen Flugkurven gleich sein müssen, wird eine Einstapel­ hilfe in den Behälter geschoben, die nach Befüllung wieder entfernt wird. Diese Einstapelhilfe besitzt eine Seitenwand, an der sich die eingeschossenen oder eingeworfenen flachen Gegenstände ausrichten können. Sie gleicht die Schrägheit der Behälterwände aus. Weiterhin weist sie einen in Stapelrich­ tung verfahrbaren Stapelboden auf, der in Einschussrichtung und zur Seitenwand hin geneigt ist. Um ein definiertes Flug­ verhalten der Sendungen beim Einschießen zu garantieren, be­ sitzt die Einstapelhilfe über der Einschussebene eine Leit­ einrichtung zum sicheren Leiten der unterschiedlichen Gegen­ stände mit auch unterschiedlichem Flugverhalten in die lie­ gende Position.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen dargestellt.

So ist es vorteilhaft, den Behälter in der Behälterwechselpo­ sition zu neigen, damit sich der Stapel der auf ihren Schmal­ seiten stehenden flachen Gegenstände an der Seitenwand der Einstapelhilfe und an dem Behälterboden ausrichtet. Damit wird ein sauberes Stapelbild erreicht und ein Umkippen der Gegenstände vermieden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung besitzt die Einstapelhilfe einen Fachfüllstandssensor, der die Höhenlage des obersten Gegenstandes des Stapels mit den liegenden Gegenständen erkennt.

Vorteilhaft ist es, den Stapelboden der Einstapelhilfe so verfahrbar auszuführen, dass in Abhängigkeit von der gemesse­ nen Höhenlage des obersten Gegenstandes des Stapels sich die­ ser stets in einem festgelegten Abstand unterhalb der Ein­ schussebene befindet. Damit herrschen immer gleiche Stapelbe­ dingungen, und die Flugbahn der Gegenstände ist möglichst kurz.

Bei festgelegter Stapeldicke kann die Zufuhr der Gegenstände unterbrochen werden, so dass ein Überlaufen verhindert wird.

Zur Gewährleistung eines guten Zuganges zu den Behältern in der Behälterwechselstellung für einen manuellen Behälterwech­ sel ist es vorteilhaft, die Schwenkeinheit mit einer Horizon­ talauszugseinheit auszustatten, auf welcher sich die Behäl­ teraufnahme und die Einstapelhilfe befinden. Zur horizontalen Bewegung der Behälteraufnahme und der Einstapelhilfe sind in vorteilhafter Ausführung Teleskopschienen vorgesehen.

Vorteilhaft ist die Einstapelhilfe nur nach oben aus dem in der Behälteraufnahme befindlichen Behälter und wieder zurück verfahrbar, wenn die Horizontalauszugseinheit aus dem Bereich der Einschussstelle herausgefahren ist. Dies ist notwendig, um eine Kollision mit den die Gegenstände zuführenden Bau­ gruppen beim Hochfahren der Einstapelhilfe zu vermeiden. Wei­ terhin wird hierdurch ein manueller Behälterwechsel in für den Bediener ergonomischer Position möglich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mit dem Hubmechanismus die Behälteraufnahme mit dem Behälter nach un­ ter die örtlich feste Einstapelhilfe und unter das Transport­ niveau einer Transportbahn zum Abführen der gefüllten Behäl­ ter und zum Zuführen der leeren so verfahrbar, dass die Be­ hälter von der Transportbahn übernommen werden. Durch das Nachuntenfahren aus der Einstapelhilfe heraus ist ein hori­ zontales Ausziehen der Behälteraufnahme mit der Einstapelhilfe nicht mehr notwendig und der gesamte Vorgang kann automa­ tisch ablaufen.

Um Sortiervorgänge in verschiedene Behälter zu ermöglichen oder um Unterbrechungen zum Be- und Entladen zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, mehrere Einstapelvorrichtungen hintereinander anzuordnen. Das Transportmittel zum Zuführen der flachen Gegenstände befindet sich über den Einstapelvor­ richtungen und besteht aus hintereinander angeordneten, nach unten schwenkbaren Endlosband-Transportmodulen. Das jeweilige vor der Einstapelvorrichtung mit dem zu beladenen Behälter befindliche Transportmodul schwenkt aus der Transportposition in die Einschussposition nach unten.

Damit die Gegenstände sicher in die Behälter geleitet werden, ist es vorteilhaft, über den Transportmodulen drehbare, elas­ tische Andruckrollen zum Andrücken der flachen Gegenstände an die Transportmodule anzuordnen.

Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von drei hinterein­ ander angeordneten Einstapelvorrichtungen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Ein­ stapelvorrichtung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Einstapelvor­ richtung horizontal ausgefahren zum Behälterwech­ sel,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer horizontal ausgefahrenen Einstapelvorrichtung mit nach oben aus dem Behälter herausgefahrener Einstapelvor­ richtung.

In der Fig. 1 ist ein feststehendes, leicht nach hinten ge­ neigtes Maschinengestell 1 zu erkennen, an dem hintereinander drei Einstapelvorrichtungen angebracht sind. Jede Einstapel­ vorrichtung besteht aus einer Schwenkeinheit 2, die mittels eines an sich bekannten und deshalb nicht näher dargestellten Schwenkantriebes, ausgelöst über eine Steuerung, zwischen zwei Endlagen um annähernd 90° hin und her geschwenkt wird. Die Schwenkeinheit 2 besitzt jeweils eine Behälteraufnahme 11 für einen Behälter 3. In der einen Endlage der Schwenkein­ heit 2 befindet sich die Öffnung des Behälters 3 oben und in der anderen Endlage seitlich (mittlere Schwenkeinheit). Über den Schwenkeinheiten 2 befindet sich ein Transportpfad für die in die Behälter 3 zu stapelnden flachen Gegenstände, in diesem Fall Großbriefe, der aus hintereinander angeordneten, schwenkbaren Endlosband-Transportmodulen 6 besteht. Zu den Transportmodulen 6 gehören drehbare Schaumstoffrollen 5, die die Gegenstände auf die Oberfläche der Bänder drücken. Soll ein Gegenstand in einen bestimmten Behälter 3 gestapelt wer­ den, so schwenkt das vor der betreffenden Schwenkeinheit 2 befindliche Transportmodul 6 wie dargestellt nach unten (um ca. 13°), und der Gegenstand wird in den mit der Öffnung in Richtung dieses Transportmoduls 6 geschwenkten Behälter 3 (Einstapelposition) geleitet. Da ein Weiterleiten der Gegen­ stände über die letzte Schwenkeinheit 2 hinaus nicht mehr notwendig ist, ist das letzte Transportmodul 6 ständig in der nach unten geschwenkten Stellung.

Die Behälter 3 sind sowohl in der Einstapelstellung (Öffnung seitlich links) als auch in der Behälterwechselposition (Öff­ nung oben) geneigt, so dass sich die Sendungen/Gegenstände nach mindestens einer Kante hin ausrichten. In dem darge­ stellten Beispiel erfolgt der Behälterwechsel manuell. Um ei­ ne ergonomische Lage zum Behälterwechsel zu erhalten und gleichzeitig aus dem Bereich der beim Behälterwechsel stören­ den Transportmodule 6 zu kommen, ist eine Horizontalauszugs­ einheit 10 mit Teleskopschienen Bestandteil der Schwenkeinheit 2. Sie ist so befestigt, dass sie manuell herausgezogen werden kann, wenn die Schwenkeinheit 2 die Behälterwechselpo­ sition mit oben befindlicher Öffnung des Behälters 3 einge­ nommen hat.

Auf dieser Horizontalauszugseinheit 10 befindet sich eine Be­ hälteraufnahme 11 sowie eine Einstapelhilfe 12, die, wenn die Horizontalauszugseinheit 10 ausgefahren ist, vertikal nach oben aus dem Behälter 3 geliftet werden kann (Fig. 2 und Fig. 3). Dies geschieht vorteilhafterweise zur Entlastung des Personals mit Hilfe eines Gewichtsausgleiches.

Die Einstapelhilfe 12 (siehe Fig. 4 im gelifteten Zustand) be­ steht aus:

• - einer Seitenwand 15, an der sich eingeworfene Gegenstän­ de/Sendungen ausrichten können. Diese Seitenwand 15 gleicht die Schrägheit der vorhandenen Behälterwand aus,
• - einer Leiteinrichtung 14 zum Leiten der Gegenstän­ de/Sendungen in den Behälter 3. Diese Leiteinrichtung 14 trägt einen Fachfüllstandssensor 16. Dieser Sensor ermit­ telt die Höhenlage des obersten Gegenstandes des Sta­ pels 13 mit den liegenden Gegenständen über den Abstand (Reflextaster) oder das Volumen (z. B. Ultraschall),
• - einem absenkbaren, verfahrbaren und in zwei Ebenen ein­ stellbaren Stapelboden 17, der in Abhängigkeit von den Signalen des Fachfüllstandssensors 16 so verfahren wird, dass immer die gleichen idealen Einstapelbedingungen herr­ schen, d. h. der oberste Gegenstand befindet sich immer in einem festgelegten Abstand zur Einschussebene. Der Stapel­ boden 17 wird mit Hilfe eines Verfahrantriebes 4 bewegt. Dieser besteht aus einem über den Fachfüllstandssensor 16 gesteuerten Motor und von diesem über einen kurzen Riemen angetriebenen Spindelantrieb, an dessen Spindelmutter der Stapelboden 17 dann längs verschoben wird.

Die Behälter 3 haben für ein qualitativ hochwertiges Absta­ peln eine ungünstige Formgestaltung. So sind z. B. beim USPS Flat Mail Tray die Außenwände schräg nach außen angestellt. Außerdem ist der Behälter 3, weil aus verformbarem Kunststoff produziert, nicht ausreichend formstabil. Es wird aber ein Stapel 13 benötigt, in dem alle Gegenstände/Sendungen ausge­ richtet nach ihrer Vorderkante sowie einer definierten Längs­ kante übereinanderliegen.

Der Behälter 3 wird in die Behälteraufnahme 11 auf der Schwenkeinheit 2 aufgespannt. Die Schwenkeinheit 2 schwenkt in die Einstapelposition, die einfahrenden Gegenstän­ de/Sendungen werden eingeworfen. Der rechtwinklig gegenüber der Flugbahn stehende Behälterboden dient so als Prallwand für einfliegende Gegenstände/Sendungen. Der dämpfende Effekt kann durch das geeignete Anordnen von Dämpfungsmaterial zwi­ schen Behälterboden und Behälteraufnahme 11 gesteigert wer­ den. Ein so abgebremster Gegenstand fällt nach dem so ge­ dämpften Anschlag an der Prallwand direkt auf den darunter angeordneten Stapel 13 bzw. Stapelboden 17. Registriert der Füllstandssensor 16 ein Anwachsen des Stapels 13, wird er über die Steuerung veranlassen, dass der Stapelboden 17 so­ weit abgesenkt wird, dass der jeweils oberste Gegenstand des Stapels 13 einen zum Abstapeln des nächsten Gegenstandes optimalen Abstand zur Einschussebene hat.

Parameter zur Beeinflussung der Stapelqualität sind: Nei­ gungswinkel der Bandweiche, Transportgeschwindigkeit sowie Orientierung des Behälterbodens (Prallwand) gegenüber der eingeschwenkten Bandweiche.

Ein Erreichen der unteren Endposition des Stapelbodens 17 signalisiert ein volles Fach und wird ein Abbrechen des Ein­ stapelns bewirken.

Anschließend wird die Schwenkeinheit 2 in die Behälterwech­ selposition (Der Behälter 3 bleibt auch in Wechselposition leicht geneigt, damit der Stapel nicht umfällt!) geschwenkt. Der Bediener kann nun die Horizontalauszugeinheit 10 betäti­ gen und zieht damit im Ausführungsbeispiel den gefüllten Be­ hälter 3 unter der horizontal verlaufenden Transportstrecke hervor. Dadurch ist es nun möglich, die Einstapelhilfen 12 manuell aus dem Behälter 3 zu liften. Die Gegenstände stehen jetzt auf ihren Vorderkanten und stützen sich an der kürzeren Behälterstirnseite und der Seitenwand 15 der Einstapel­ hilfe 12 ab. Anschließend kann der volle Behälter 3 gegen ei­ nen leeren getauscht werden. Die Einstapelhilfe 12 wird abge­ senkt und spannt dabei den Behälter 3 in die Behälteraufnah­ me 11, der Horizontalauszug 1c wird eingeschoben, und die Schwenkeinheit 2 begibt sich in die Einstapelposition. Der Behälter 3 kann nun wieder befüllt werden.

Um den manuellen Aufwand beim Behälterwechsel zu reduzieren oder den Behälterwechsel vollautomatisch auszuführen, kann folgende Variante gewählt werden:

Ein in dem Maschinengestell 1 gelagerte Schwenkeinheit 2 ar­ beitet wie schon oben beschrieben zwischen den beiden Ar­ beitspositionen: Einstapel- und Behälterwechselpositionen. Ist der Behälter 3 voll, so schwenkt die Einrichtung in die fast horizontale Behälterwechselposition. Hier wird der Be­ hälter 3 mitsamt der Behälteraufnahme 11, auf der er steht, soweit abgesenkt, dass die Einstapelhilfe 12 komplett aus dem Behälter 3 heraus ist. Diese Absenkhöhe ist bestimmt durch die maximal abzustapelnde Länge der Gegenstände. Der Behäl­ ter 3 wird dabei auf eine Transportbahn abgesenkt. Die Behäl­ teraufnahme 11 wird noch weiter in die Transportbahn hinein abgesenkt, so dass der Behälter 3 dann ohne weiteren Wider­ stand automatisch oder auch manuell auf der Transportbahn aus der Maschine geschoben werden kann. Nun kann weiterhin ein leerer Behälter 3 per Transportbahn automatisch oder manuell über die abgesenkte Behälteraufnahme 11 geschoben werden. Die Behälteraufnahme 11 hebt sich dann aus der Transportbahn, hebt den Behälter 3 nach oben und stülpt ihn über die dort bereitstehende Einstapelhilfe 12. Die Behälteraufnahme 11 wird von der Schwenkeinheit aufgenommen (verriegelt), der Hubmechanismus senkt sich ab. Anschließend kann der Behäl­ ter 3 in seine Einstapelposition geschwenkt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Einstapeln von flachen Gegenständen in einseitig offene Behälter, gekennzeichnet durch

• - eine angetriebene und steuerbare Schwenkeinheit (2), mittels welcher der in einer Behälteraufnahme (11) be­ findliche Behälter (3) zwischen einer Behälterwechsel­ position mit nach oben orientierter Öffnung und einer Einstapelposition mit seitlich orientierter Öffnung, in der die flachen Gegenstände liegend von der Seite mit­ tels eines Transportmittels zum Einstapeln eingeschos­ sen werden, wobei dabei der Behälterboden als Prallwand dient, schwenkbar ist,
• - eine auf der Schwenkeinheit (2) befindliche Einstapel­ hilfe (12), bestehend aus einer Seitenwand (15), einem in Stapelrichtung verfahrbaren, in Einschussrichtung und zu der Seitenwand (15) hin geneigten Stapel­ boden (17), und einer über der Einschussebene befindli­ chen Leiteinrichtung (14) zum Leiten der Gegenstände in eine liegende Position übereinander, wobei in der Be­ hälterwechselposition die Einstapelhilfe (12) bei ge­ fülltem Behälter (3) nach oben aus dem Behälter (3) oder der Behälter (3) unter die Einstapelhilfe (12) mittels eines Hubmechanismus verfahrbar ist und bei leerem Behälter (3) vor dem Einstapeln die Einstapel­ hilfe (12) in den Behälter (3) hinein oder der Behäl­ ter (3) in die Einstapelhilfe (12) hinein verfahrbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Behälter (3) in der Einstapelposition leicht geneigt ist, damit sich der Sta­ pel (13) der auf ihren Schmalseiten stehenden flachen Ge­ genstände an der Seitenwand (15) der eingefügten Einsta­ pelhilfe (12) und dem Behälterboden ausrichtet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Einstapelhilfe (12) einen Fachfüllstandssensor (16) aufweist, der die Höhen­ lage des obersten Gegenstandes des Stapels (13) aus fla­ chen Gegenständen in der liegenden Position erkennt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Stapelboden (17) der Einstapelhilfe (12) in Abhängigkeit von der Höhenlage so verfahrbar ist, dass der oberste flache Gegenstand des Stapels (13) sich stets in einem festgelegten Abstand un­ terhalb der Einschussebene befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (2) ei­ ne Horizontalauszugseinheit (10) aufweist, auf welcher sich die Behälteraufnahme (11) und die Einstapelhil­ fe (12) befinden und die horizontal verfahrbar ist, wenn sich der Behälter (3) in der Behälteraufnahme (11) in der Behälterwechselposition befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Horizontalauszugsein­ heit (10) zum Verfahren Teleskopschienen aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstapelhilfe (12) nur nach oben aus dem in der Behäl­ teraufnahme (11) befindlichen Behälter (3) und wieder zu­ rück verfahrbar ist, wenn die Horizontalauszugsein­ heit (10) aus dem Bereich der Einschussstelle heraus ge­ fahren ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass mit dem Hubmechanismus die Behälteraufnahme (11) mit dem Behälter (3) nach unten un­ ter die örtlich feste Einstapelhilfe (12) und unter das Transportniveau einer Transportbahn zum Abführen der ge­ füllten Behälter (3) und Zuführen der leeren Behälter (3) so weit verfahrbar ist, dass die Behälter (3) von der Transportbahn übernommen werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einstapelvorrichtungen hintereinander angeordnet sind und das über den Einstapelvorrichtungen befindliche Transportmittel zum Zuführen der flachen Gegenstände aus hintereinander angeordneten, nach unten schwenkbaren End­ losband-Transportmodulen (6) besteht, wobei das jeweilige vor der Einstapelvorrichtung mit dem zu beladenden Behäl­ ter (3) befindliche Transportmodul (6) nach unten in eine Einschussposition schwenkt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass über den Transportmodu­ len (6) drehbare, elastische Andruckrollen (5) zum Andrü­ cken der flachen Gegenstände an die Transportmodule (6) angeordnet sind.