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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entpacken von Artikeln aus einer Verpackung sowie eine Entpackungsanlage.
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Hintergrund der Erfindung
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Automatisierte Verpackungsanlagen werden häufig beim Verpacken von Produkten für den Verkauf im Einzelhandel oder solchen eingesetzt, die für die weitere Verarbeitung bestimmt sind. Die Produkte werden typischerweise mit einem Kasten oder einer Schale zu einem Pack gebündelt, sind in dieser Form palettierbar bzw. können auf einer Palette gestapelt werden und bilden so eine Transporteinheit.
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Die Schrumpffolienverpackung stellt dabei eine besondere Form dar, mittels der die Produkte gebündelt werden können. Der Einsatz schrumpfbarer Plastikfolie zum Verpacken von verschiedenen Produkten ist generell bekannt. Die Produkte werden typischerweise in einer Schichtanordnung, also nebeneinander, angeordnet, und nach und nach einem Schrumpfofen zugeführt. Der entropiegeführte Schrumpfprozess formt hierbei eine eng sitzende Hülle um die Produkte herum. Das entstandene Bündel kann schließlich automatisiert weitergeführt werden, beispielsweise in einem automatisierten Stapelprozess, ohne dass das Risiko bestünde, dass ein einzelnes Produkt aus der Hülle herausfällt.
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Bei der weiteren automatisierten Verarbeitung sowie dem Entpacken der mit Schrumpffolie versehenen Produkte sind einige Herausforderungen zu meistern. Die eingesetzte Schrumpffolie ist oft nicht gleichmäßig um die Produkte verteilt. Beispielsweise können sich Toleranzmaße zu jedem Produkt über die Schichtanordnung hinweg addieren und zu fehlerhaften Packabmessungen führen. Die Schrumpffolie kann sich dabei bereichsweise in Falten legen. Es können also lokale Verdickungen auftreten, welche schwierig zu bearbeiten sind.
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Beispielsweise zeigt die US-Patentschrift
US 4 050 223 eine halbautomatische Entpackungsvorrichtung, wobei der eigentliche Entpackvorgang manuell vorgenommen wird, es sind Einrichtungen zur Unterstützung des Entpackers vorgesehen. Beispielsweise kann ein Pack automatisch geklemmt werden oder die Schrumpffolie kann automatisiert abgezogen werden. Das Schneiden der Schrumpffolie muss jedoch händig vorgenommen werden.
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Aus der US-Patentschrift
US 3 889 442 A geht eine Methode hervor, eine Verpackung, die eine Vielzahl von Einheiten umwickelt, teilweise zu entfernen. Dem Verfahren ist nachteilig, dass das Schneidverfahren nur sehr begrenzt angepasst werden kann, so dass mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit verdickte Ecken der Schrumpffolie nicht geschnitten werden können. Sobald jedoch ein automatisierter Schneidvorgang nicht erfolgreich verläuft, muss die typischerweise in einem sicheren Anlagenbereich arbeitende Entpackungsvorrichtung abgeschaltet werden und entweder der Pack entnommen oder der Schnitt händig vollendet werden. Außerdem ist dem gezeigten Verfahren nachteilig, dass die Produkte bei dem gezeigten Schneidvorgang selbst aufgeritzt werden, also mit unbekannter Kraft ein Schnitt in das Produkt einwirken kann.
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Das US-Patent
US 5 463 841 A zeigt eine Entpackungsvorrichtung zum Entpacken einer palettierten Ladung. Die Maschine ist aber nur geeignet zum Entpacken großer palettierter Ladungen. Mit einer Schneidvorrichtung, die nur in der Vertikalen verstellbar ist, ist das gezeigte System gar nicht in der Lage, Konturenschnitte durchzuführen.
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Das US-Patent
US 3 922 778 A zeigt eine Vorrichtung zum Schneiden der Seitenwände einer Kiste, um den Deckel ganz oder teilweise zu entfernen. Eine Qualitätskontrolleinrichtung erkennt, ob der Schnitt vollständig durchgeführt wurde, eine Korrektur im Falle eines fehlerhaften Schnittes muss aber gegebenenfalls weiterhin manuell durchgeführt werden.
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Aus der
DE 20 2009 005 086 U1 geht ferner eine Öffnungseinrichtung für flexible Verpackungen von Waren hervor.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2007 027 878 A1 zeigt schließlich eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entnehmen eines sterilen Gegenstands aus einer Sterilverpackung.
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So ist den bisher beschriebenen und den käuflich erwerbbaren Entpackungsvorrichtungen gemein, dass diese keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzeugen. Darüber hinaus arbeiten diese nicht schnell genug oder benötigen zu viel Bauraum.
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Allgemeine Beschreibung der Erfindung
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Es ergibt sich daher als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entpackungsvorrichtung bereit zu stellen, welche die vorgenannten Nachteile behebt oder verbessert.
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Ein Aspekt der Erfindung ist es, eine platzsparende Vorrichtung bereitzustellen.
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Ein weiteren Aspekt der Erfindung ist es, zuverlässigere Schnitte von Schrumpffolienverpackungen zu gewährleisten.
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Weitere Aufgaben ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bzw. den besonderen Vorteilen die mit bestimmten Ausführungsformen erzielt werden.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die nun im Weiteren vorgestellte Erfindung löst also die Aufgabe, eine Schrumpffolienverpackung, welche eine Vielzahl mittels der Folie gebündelter Artikel umgibt, vollautomatisch zu entpacken und dabei tolerant gegenüber unvollkommenen Schrumpffolien zu sein. Die vorgestellte Erfindung ist darüber hinaus kompakt aufgebaut, so dass der Platzbedarf gegenüber bekannten Anlagen zudem deutlich verringert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren zum vollautomatisierten Entpacken einer Mehrzahl gemeinsam in Schrumpffolie verpackter und zu einem Pack zusammengefasster Artikel zunächst der Pack mit den Artikeln bereitgestellt.
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Typischerweise werden mehrere der Packs auf einer Palette gemeinsam angeliefert und jeweils einer der Packs, beispielsweise mittels eines Roboters, zu einer Zuführeinrichtung gebracht, also beispielsweise auf eine Zuführschiene gelegt. Der Pack wird in der Entpackungsanlage weiterbewegt, bis der Pack festgeklemmt wird, um für die Öffnung der Schrumpffolienverpackung eine stabile und definierte Position einzunehmen. Die Position des Packs kann ggf. beim Festklemmen an Vorgaben angepasst bzw. korrigiert oder optimiert werden.
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Zur Vorbereitung des Schneidvorgangs werden elektronische Schnittparameter zum aktiven Steuern einer Schneidvorrichtung bereitgestellt. Die elektronischen Schnittparameter können beispielsweise Einstellwerte sein, mit denen die Schneidvorrichtung eingestellt wird, oder Angaben über die Abmessungen des Packs.
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Erfindungsgemäß folgt das Anstellen der Schneidvorrichtung an die Schrumpffolie des Packs. Mit anderen Worten wird die Schneidvorrichtung derart an die Schrumpffolie angenähert, dass der Schnittvorgang durchgeführt werden kann. Gegebenenfalls wird der Pack auch bei dem Festklemmen bereits so positioniert, dass die Schneidvorrichtung beim Festklemmen direkt an den Pack angestellt ist. In der Regel ist es aber vorteilhaft, wenn beim Festklemmen ein, wenn auch geringer, Platz zu der Schneidvorrichtung verbleibt, so dass der Pack zunächst positioniert werden kann, ohne dass beispielsweise die Möglichkeit besteht, dass der Pack an der Schneidvorrichtung hängen bleibt oder die Schneidvorrichtung im Weg ist.
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Erfindungsgemäß ist die Schneidvorrichtung steuerbar. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Position der Schneidvorrichtung durch translatorische und/oder rotatorische Bewegung oder durch Änderung des Anstellwinkels verändert werden. Die Änderung kann beispielsweise servomotorisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Die Einstellung der Position erfolgt besonders vorteilhaft anhand der elektronischen Schnittparameter.
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Das Schneiden der Schrumpffolie wird dann ausgeführt, indem zwischen der Schneidvorrichtung und dem Pack eine Relativbewegung stattfindet, und die Schneidvorrichtung dabei unter Berücksichtigung der elektronischen Schnittparameter an den Pack angestellt wird. Der Pack wird dabei also geöffnet. Mit anderen Worten schneidet die Schneidvorrichtung den Pack entlang des Umfangs der Schnittebene, während eine Relativbewegung zwischen der Schneidvorrichtung und dem Pack stattfindet.
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Die Schneidvorrichtung kann unter Beaufschlagung einer Anpresskraft an den Pack angestellt sein. Dies kann beispielsweise eine Vorspannkraft sein.
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Der Pack kann dabei um eine Drehachse gedreht werden. Beispielsweise geht eine solche Drehachse durch den Schwerpunkt des Packs, bevorzugt ist die Drehachse eine zu einer Packebene senkrechte vertikale Drehachse. Die Drehachse des Packs ist dabei typischerweise eine zu der Schnittfläche bzw. -ebene senkrechte Achse.
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Sodann folgt das Ablösen eines Oberteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack. Beispielsweise kann eine Haltevorrichtung mit Saugnäpfen vorgesehen sein, die das Oberteil der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack unter Beaufschlagung einer Unterdruckkraft entfernt.
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Mit dem Ablösen eines Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack ist die gesamte Schrumpffolienverpackung von den Artikeln entfernt. Die vollständig entpackten Artikel werden zur weiteren Verwendung abgeführt, also beispielsweise auf einer Fördereinrichtung weiter transportiert, wo die Artikel, das heißt insbesondere Flaschen, Gefäße oder Container, beispielsweise gereinigt, befüllt oder anderweitig weiter bearbeitet werden.
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Bevorzugt taucht zu Beginn des Schneidvorgangs ein Schneidmesser der Schneidvorrichtung in die Schrumpffolie ein. Das Schneidmesser ist dabei bevorzugt so angeordnet, dass seine scharfe Schneidseite während des Schneidvorgangs von den Artikeln abgewandt ist, so dass eine stumpfe Seite des Schneidmessers bei dem Schneidvorgang den Artikeln zugewandt ist. Mit anderen Worten durchtaucht das Schneidmesser die gespannte Schrumpffolie und schneidet diese von der Innenseite der Schrumpffolie her. Das Schneidmesser wird also durch die Schrumpffolie hindurchgeführt, beispielsweise zwischen zwei Artikeln in die Schrumpffolie eingestochen, so dass das Schneidmesser von der Innenseite der Schrumpffolie her die Schrumpffolie durchschneidet.
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Der Anordnung des mit der stumpfen Seite den Artikeln zugewandten Schneidmessers ist vorteilhaft, dass die Artikel, die insbesondere Glasflaschen sind, nicht von dem Schneidmesser angeritzt und so vorgeschädigt werden, wie es bislang häufig bei Entpackungsmaschinen auftrat. Vorschäden an Artikeln durch zum Beispiel Zerkratzen oder Ritzen können einerseits zu verfrühtem Bruch der Artikel führen, beispielsweise schon im normalen Gebrauch der Artikel. Andererseits können beim Anritzen der Artikel Partikel der Artikel gelöst werden und, sofern eine Reinraumumgebung, wie insbesondere bei pharmazeutischen Produkten verlangt, notwendig sein sollte, kann die Reinraumumgebung bereits durch diese Partikel belastet werden. Dies vermag die vorliegende Erfindung zu verhindern bzw. zu verringern.
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Die Positionierung der Schneidvorrichtung bei dieser bevorzugten Schneidmesserausrichtung ist dabei aufwändig herzustellen, weshalb es von besonderem Vorteil ist, die Schneidvorrichtung anhand der elektronisch verfügbaren Schneidparameter gegebenenfalls auch während des Schneidvorgangs verstellen und einstellen zu können. So kann die Schneidvorrichtung unter Heranziehung der Schneidparameter, beispielsweise der Packabmessungen, voreingestellt werden, aber auch auf Unregelmäßigkeiten während der Schnittführung reagieren.
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Das Schneiden der Schrumpffolie unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher nun in vorteilhafter Weise ohne Herauslösen von Partikeln der Artikel erfolgen, d.h. beispielsweise von Glaspartikeln, wie es bei bekannten Schneidverfahren regelmäßig auftritt. Die Gläser erhalten beim Öffnen der Verpackung daher keine „Sollbruchstelle“ im Schnittbereich mehr, auch ist die Gefahr des Auftretens von Splittern in den Artikeln erheblich reduziert.
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Darüber hinaus ist auch kein Einsatz eines Heizverfahrens nötig, um die Schrumpffolie zu schneiden, wie es bei bekannten Verfahren regelmäßig eingesetzt wird, so dass ferner auch weniger oder keine Partikel der Schrumpffolie freigesetzt werden. Beim Öffnen der Schrumpffolie treten daher insgesamt deutlich weniger Fremdstoffe aus, wie im Vergleich zu bekannten Verfahren.
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Somit kann es mit Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens nun möglich sein, die Schrumpffolie, die ggf. luftdicht abschließt, in einem Reinraum zu öffnen, d.h. die Artikel zu entpacken, ohne den Reinraum übermäßig mit Partikeln durch den Öffnungsvorgang zu belasten. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren eine vollständige Prozesskette der Artikel in einer Reinraumumgebung ermöglichen.
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Das Schneidmesser ist bevorzugt derart schwimmend gelagert, dass Unregelmäßigkeiten und/oder Abweichungen in der Schrumpffolie, insbesondere Schwankungen in einer Dicke der Folie oder einer Breite des Packs, toleriert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schnittfläche der Schrumpffolienverpackung mittels eines Sensors erfasst. Beispielsweise kann der Pack um eine Drehachse gedreht werden während ein Sensor, insbesondere ein Lasersensor, die Schrumpffolienverpackung abtastet und somit erfasst. Insbesondere kann das Erfassen der Schnittfläche nach dem Schritt des Festklemmens und Positionierens des Packs mit den Artikeln durchgeführt werden.
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Mittels der mit dem Sensor erfassten Schnittfläche kann in einer weiteren Ausführungsform eine Hüllkurve ermittelt werden. Die Hüllkurve kann wiederum bei der Einstellung des Schneidmessers berücksichtigt werden. Mit anderen Worten können Schnittparameter des Schneidmessers anhand der Hüllkurve eingestellt werden.
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Für das Ablösen des Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie von dem geöffneten Pack konnte in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine vorteilhafte Durchführung gefunden werden, indem das Unterteil an den Artikeln verbleibt, während die Artikel in eine erste Ebene angehoben werden. Mit anderen Worten ist der ganze Pack im Bereich des Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie noch um den Pack gespannt, während die Artikel von unten, beispielsweise durch eine Platte wie eine Hubebene, angehoben werden. Bei dem Hubvorgang löst sich sodann die noch gespannte Schrumpffolie. Die Schrumpffolie wird dabei bevorzugt von einer Abstreifeinrichtung beim Passieren der Abstreifeinrichtung im Bereich des Schnittes erfasst und beim weiteren Anheben der Artikel durch eine Hubeinrichtung von den Artikeln abgestreift. Die Schrumpffolie kann dann über die Hubeinrichtung gestülpt werden.
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Die Hubeinrichtung kann auch so gestaltet sein, dass nach dem Schneidvorgang die Klemmkraft auf den Pack aufgehoben wird und das Unterteil der Schrumpffolie fixiert wird, insbesondere durch Unterdrucksauger, und das Unterteil der Schrumpffolie nach unten fixiert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Pack in der ersten Ebene bereitgestellt und in eine zweite Ebene, die unter der ersten Ebene liegt, transportiert, um dort festgeklemmt und geschnitten zu werden.
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Bei noch einer weiteren Ausführungsform werden nach dem Ablösen der Schrumpffolie das geschnittene Oberteil und/oder das geschnittene Unterteil der Schrumpffolie ausgestoßen, insbesondere mittels eines Gasdruckstoßes von den Maschinenteilen gelöst. Hierdurch können ggf. auftretende elektrostatische Anziehungskräfte der Folienteile überwunden werden und die Folienteile sicher entfernt werden.
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Eine erfindungsgemäße Entpackungsanlage zum vollautomatisierten Entpacken von einer Mehrzahl gemeinsam in Schrumpffolie verpackter und zu einem Pack zusammengefasster Artikel, weist eine Klemmeinrichtung zum Festklemmen des Packs auf. Der Pack wird mittels einer Zuführeinrichtung, welche hergerichtet ist zum Zuführen des Packs mit den Artikeln zu der Klemmeinrichtung, zu der Klemmeinrichtung befördert. In einem einfachen Fall kann die Zuführeinrichtung ein Förderband sein. Beispielsweise auch Rollen, angetrieben oder nicht, sind als Zuführeinrichtung geeignet. Bevorzugt weist die Zuführeinrichtung einen Zuführarm auf. Mit anderen Worten wird der Pack beispielsweise mit einem Roboterarm oder einem Portalsystem von der Palette entladen, auf das Förderband gestellt und dort automatisch, insbesondere mittels des Zuführarmes, der Klemmeinrichtung zugeführt. Die Klemmeinrichtung fixiert den Pack und positioniert gegebenenfalls den Pack.
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Die Entpackungsanlage weist ferner eine steuerbare Schneidvorrichtung zum Öffnen der Schrumpffolie, wenn der Pack in der Klemmeinrichtung festgeklemmt ist, auf. Es ist also eine Schneidvorrichtung vorgesehen, welche in Ansprechen auf dedizierte Steuerbefehle steuerbar ist. Steuerbefehle sind insbesondere elektronische Schnittparameter, mit welcher die Schneidvorrichtung auch bei schwierigeren Schnittflächen steuerbar ist. Mit anderen Worten ist die Schneidvorrichtung hergerichtet, auf Steueranweisungen hin Änderungen am Schnitt herbeizuführen. Beispielsweise kann die Schneidvorrichtung hierfür Einstellmittel, insbesondere servomotorische, pneumatische oder hydraulische Einstellmittel, aufweisen. Mittels der Einstellmittel kann das Schneidmesser insbesondere hinsichtlich der radialen Position relativ zu dem Pack und/oder hinsichtlich des Anstellwinkels eines Schneidmessers an die Schrumpffolie eingestellt werden.
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Eine Steuereinrichtung stellt die elektronischen Schnittparameter bereit, mittels welcher die Schneidvorrichtung steuerbar ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eine kommerziell erhältliche Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) umfassen, um Steuerbefehle an die Schneidvorrichtung auszugeben und somit das Schneidmesser während dem Schnitt kontrolliert zu führen. Die SPS kann eine so hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit aufweisen, dass die Schnittparameter während der Steuerung der Schneidvorrichtung, also insbesondere während der Pack geschnitten wird, erzeugt und an die Schneidvorrichtung zur Steuerung derselben ausgegeben werden. Somit lässt sich das Schneidmesser präziser führen. Fehlstellen in der Schrumpffolienverpackung, wie beispielsweise mehrlagige Verdickungen der Folie oder Löcher in der Folie, können in einer Ausführungsform während des Schneidvorgangs nachgeführt werden, so dass fehlerhafte Schnittvorgänge auf ein Mindestmaß reduziert werden.
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Die Schneidvorrichtung ist derart ausgebildet, die Schrumpffolie in einer Schnittebene zu schneiden. Die Schnittebene ist dabei bevorzugt eine Fläche, die im Wesentlichen parallel zu einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Packs ist. Die Schnittebene liegt ferner typischerweise so, dass die Schnittebene durch die Artikel geht. Der mit dem Schneidmesser der Schneidvorrichtung durchgeführte Schnitt führt dabei entlang des Umfangs, der von der Schrumpffolie des Packs auf der Schnittebene gebildet wird.
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Eine Entpackungsanlage weist ferner eine Ablöseeinrichtung zum Ablösen eines Oberteils der geschnittenen Schrumpffolie auf. Nach dem Schneidvorgang kann somit die im Weiteren nicht mehr benötigte Schrumpffolie von den Artikeln abgezogen werden. Die Artikel werden dabei gegebenenfalls weiter von der Klemmeinrichtung festgeklemmt, während die Ablöseeinrichtung das Oberteil der Schrumpffolie, bevorzugt in einer vertikalen Richtung, von dem Pack entfernt.
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Auch das Unterteil der geschnittenen Schrumpffolie wird in der Entpackungsanlage von den Artikeln entfernt. Das Unterteil wird beispielsweise nach dem die Artikel von der Klemmeinrichtung gelöst sind, abgestreift. Zum Abstreifen des Unterteils der geschnittenen Schrumpffolie weist die Entpackungsanlage eine Abstreifeinrichtung auf.
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Das Oberteil und das Unterteil der geschnittenen Schrumpffolie kann überdies nach dem Schneidvorgang mittels einer Ausstoßeinrichtung automatisch aus der Entpackungsanlage ausgestoßen werden. Beispielsweise können die Teile der Schrumpffolie mit einem definierten Ausstoß von Druckluft zusammen mit der entweichenden Luftströmung seitlich aus der Entpackungsanlage austreten.
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Die elektronischen Schnittparameter können einen oder mehrere Werte umfassen, die beispielsweise direkt an dem Pack messbar sind. So kann ein elektronischer Schnittparameter die vertikale Position der Schnittebene sein. Diese Position ist vor Beginn des Schneidvorgangs von der Schneidvorrichtung anzufahren.
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Die elektronischen Schnittparameter können auch aus Werten, insbesondere direkt am Pack messbaren Werten, gebildet werden. Beispielsweise kann mittels eines Sensors die maximale und/oder minimale Dicke der Schrumpffolienverpackung in der Schnittebene gemessen werden und daraus beispielsweise berechnet werden, welche Krafteinstellungen bei der Steuerung des Schneidmessers zu setzen sind.
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Weitere elektronische Schnittparameter können sein die Länge und/oder Breite des Packs, der Umfang des Packs in der Schnittebene, die mittlere Dicke der Schrumpffolienverpackung in der Schnittebene, der Verlauf der Dicke der Schrumpffolienverpackung entlang des Schnittumfangs, die Kontur der Schrumpffolie zwischen den Artikeln und/oder die Geometrie des einzelnen Artikels.
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Elektronische Schnittparameter können auch in Zusammenhang mit vordefinierten Werten stehen. So kann ein Packtyp vordefiniert werden, bei welchem insbesondere vor Aufnahme des regulären Entpackprozesses die benötigten Werte und Schnittparameter bereits berechnet wurden. Der Packtyp kann dann beim Anfahren der Entpackungsanlage und/oder bei einem Einlesevorgang des Packs, insbesondere über einen Barcode oder Ähnliches, in der Entpackungsanlage eingestellt werden.
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Zu einem Pack kann auch eine relative Abweichung der Position der Schrumpffolie zu einer vordefinierten geometrischen Figur erfasst werden. In einem einfachen Fall kann die geometrische Figur ein Rechteck sein. Beispielsweise kann aber der Packtyp die vordefinierte geometrische Figur darstellen, wobei als elektronischer Schnittparameter die Abweichung des gerade in der Entpackungsanlage eingesetzten Packs von dem Packtyp bzw. von der vordefinierten geometrischen Figur abgelegt ist. Durch das Vordefinieren von Packtypen und/oder geometrischen Figuren kann ggf. der Rechenaufwand bei der Bearbeitung eines Packs verringert werden.
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Eine Entpackungsanlage kann eine automatische Kompensationseinrichtung der Schneidvorrichtung zur Kompensation kleinerer Unregelmäßigkeiten und/oder Abweichungen in der Schrumpffolie aufweisen. Unregelmäßigkeiten sind insbesondere Dickeschwankungen der Schrumpffolie entlang des Schnittumfangs und Konturabweichungen. Häufig treten Dickeschwankungen im Bereich der Ecken des Packs auf, wobei sich mehrere Lagen der Schrumpffolie übereinander legen und das Schneiden der Schrumpffolie erheblich erschweren.
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Die automatische Kompensationseinrichtung kann ferner eine Translations- oder Exzentereinheit umfassen, wobei die Translationseinheit eine Verschiebung der Schneidvorrichtung in der Schnittebene ermöglicht. Mit anderen Worten ermöglicht die Translationseinheit eine Bewegung der Schneidvorrichtung in Richtung auf die Artikel zu sowie in einer Richtung von den Artikeln weg, also eine radiale Bewegungsrichtung senkrecht zu dem Schnittumfang und in der Schnittebene.
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Die Translationseinheit kann Vorspannmittel aufweisen, um eine in tangentialer Richtung zur Schnittebene wirkende Vorspannkraft auf die an den Pack angestellte Schneidvorrichtung auszuüben. Bei den Vorspannmitteln können beispielsweise eine mechanische Feder, eine Gasdruckfeder, pneumatische wirkende Elemente oder eine Kombination daraus die Vorspannkraft aufbringen. Eine solcherart vorgespannte Schneidvorrichtung zeigt alle Vorzüge einer schwimmenden Lagerung, wobei die Schneidvorrichtung dem Schnittumfang mit kurzen Ansprechzeiten präzise folgen kann, aber zudem auf Abweichungen automatisch reagieren kann.
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Die Entpackungsanlage kann ferner eine Hubeinrichtung zum Verfahren des Packs von einer ersten Ebene in eine zweite Ebene aufweisen. Die zweite Ebene ist dabei unterhalb der ersten Ebene angeordnet. Die Schneidvorrichtung kann in dieser Ausführungsform im Bereich der zweiten Ebene angeordnet sein, so dass der Pack geschnitten werden kann, wenn er in die zweite Ebene verfahren ist. Mit anderen Worten wird die automatisierte Entpackung in dieser Ausführungsform in mehreren Ebenen durchgeführt, welche übereinander angeordnet sind, um einerseits den Prozess zügiger durchzuführen, andererseits auch wertvollen Platz in der Produktions- bzw. Abfertigungshalle einzusparen.
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Des Weiteren kann in der Entpackungsanlage eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein zum Erfassen der Schnittebene des Packs. Die Erfassungseinrichtung kann einen Sensor, insbesondere einen Lasersensor, umfassen.
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Der Sensor kann dabei feststehend angeordnet sein. Der Sensor kann in einer Ausführungsform der Erfindung die Schnittebene erfassen, während der Pack mittels der hier drehbar ausgeführten Klemmeinrichtung um die Drehachse gedreht wird.
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Anhand der mit der Erfassungseinrichtung erfassten Schnittebene können insbesondere die Schnittparameter für ein sicheres Schneiden der Schrumpffolie definiert werden. Unter Heranziehung der Schnittparameter kann die Schneidvorrichtung dann das Schneidmesser zum Schneiden der Schrumpffolienverpackung steuern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die Rotationsachse (50) im Wesentlichen durch den durch die Masse gebildeten Schwerpunkt des Packs (80) sowie senkrecht zu einer Oberseite und/oder einer Unterseite des Packs (80) .
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Bevorzugt halten die Schieber (26, 27) beim Abschieben der vereinzelten Artikel eine vordefinierbare, relative Position zueinander. Mit anderen Worten interagiert bevorzugt die Zuführeinrichtung (23) mit der Abführeinrichtung (25) beim Abschieben der entpackten Artikel dergestalt, dass der Raum zwischen dem vorderen Schieber (26) der Zuführeinrichtung (23) und dem hinteren Schieber (27) der Abführeinrichtung konstant bleibt. Ein fest vorgebbarer, konstanter Raum, der sich mit den Artikeln beim Abführen mitbewegt, ermöglicht ein sicheres Transportieren der Artikel, die beispielsweise auch über kleinere Unebenheiten bewegt werden können, ohne dass einzelne Artikel umfallen und ggf. den Weg blockieren können.
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Die Schieber (26, 27) können ferner bevorzugt beim Abschieben der vereinzelten Artikel eine auf die vereinzelten Artikel (82) gerichtete Kraft ausüben. Besonders bevorzugt wird als Antrieb für die Schieber (26, 27) eine Servoproportionaltechnologie eingesetzt, die ein genaues Einstellen des Abstandes zwischen dem vorderen Schieber (26) und dem hinteren Schieber (27) ermöglicht.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine Totalansicht einer erfindungsgemäßen Entpackungsanlage in einer sicherheitsgerichteten Umgebung,
- 2 eine Totalansicht einer erfindungsgemäßen Entpackungsanlage,
- 3 eine Zuführeinrichtung,
- 4 eine Abführeinrichtung,
- 5 eine Entpackungsanlage, wobei der Pack auf eine Hubebene transportiert wurde,
- 6 eine Hubeinrichtung,
- 7 eine Ablöseeinrichtung,
- 8 eine Entpackungsanlage, wobei der Pack in der Klemmeinrichtung geklemmt ist,
- 9 eine Klemmeinrichtung,
- 10 eine Entpackungsanlage, wobei der Pack in der Klemmeinrichtung gedreht ist,
- 11 eine simulierte Hüllkurve eines Packs,
- 12 eine Schneidvorrichtung,
- 13 eine Abstreifeinrichtung,
- 14 eine Kompensationseinrichtung,
- 15 eine Entpackungsanlage mit vereinzelten Artikeln.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt eine Totalansicht einer Entpackungsanlage 10 in einer ggf. überwachten sicherheitsgerichteten Umgebung. Die beweglichen und daher unter Umständen gefährlichen Teile der Entpackungsanlage 10 sind in dieser Ausfühungsform in einer Kabine 110 untergebracht. Die Kabine 110 weist eine Zuführöffnung 116 sowie eine Ausführöffnung 118 auf zum Eingeben bzw. Entnehmen der packweise zu bearbeitenden Artikel 82. Rückseitig kann eine Öffnung der Kabine 110 für die Folienausbringung vorgesehen sein, wobei der Bereich, in den die Folie ausgebracht wird, bevorzugt dem sicherheitsgerichteten Bereich zugeordnet ist. Die übrige Umhäusung der Kabine ist allseits geschlossen, wobei vorderseitig eine oder zwei Türen 112 für Zwecke der Zugänglichkeit der Entpackungsanlage 10 angeordnet sind. Die Türen 112 weisen Türschließkontakte (nicht dargestellt) auf, so dass der geschlossene Zustand der Kabine 110 sicher erkannt werden kann. Der Schließzustand der Kabine 110 kann über eine Anzeigeeinrichtung 120 in leicht verständlicher Weise - beispielsweise über die Anzeigen rot, gelb und grün - angezeigt werden. Ferner ermöglicht eine in diesem Beispiel an einem Tragarm 102 montierte Bedienungseinrichtung 100, Eingaben an die Entpackungsanlage 10 vorzunehmen. Beispielsweise kann die Entpackungsanlage 10 über die Bedienungseinrichtung 100 gestartet oder gestoppt werden oder die Prozessgeschwindigkeit verändert werden. Ferner ist es auch möglich, über die Bedienungseinrichtung 100 manuell den Packtyp der zu verarbeitenden Artikel 82 vorzugeben und so eine ggf. in der Entpackungsanlage 10 sicherheitshalber stattfindende automatische Erkennung des Packtyps zu vereinfachen.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Entpackungsanlage 10, wobei diese Ausführungsform beispielsweise auch in die mit 1 gezeigte sicherheitsgerichtete Kabine 110 eingesetzt sein kann. Die Entpackungsanlage 10 ist in einem Ausgangszustand gezeigt, wobei der Pack 80 gerade in die Entpackungsanlage 10 eingeführt wird.
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Die Entpackungsanlage 10 weist eine Schiene 20 auf. Bei der Schiene 20 handelt es sich im Wesentlichen um eine Vorrichtung, die ein möglichst störungsfreies Verschieben der Artikel ermöglicht. Beispielsweise kann die Schiene 20 eine durchgehende Metallschiene oder Metallplatte oder Kunststoffschine oder Kunststoffplatte oder eine Kombination daraus sein. Bei der Schiene 20 kann es sich auch um eine Vielzahl von Rollen handeln, die nebeneinander angeordnet ein Passieren der Artikel ermöglichen. Auch weitere Fördertechnologien wie beispielsweise Riemen- oder Bandtriebe sind möglich. Die Schiene 20 ist in zwei Bereiche aufgeteilt, eine Zuführschiene 22 und eine Abführschiene 24. Auf der Zuführschiene 22 wird der noch verschlossene Pack verschoben, so dass die Gestaltung der Zuführschiene 22 hieran angepasst werden kann. Auf der Abführschiene 24 sind die Artikel 82 vereinzelt, also die Schrumpffolie 84 geschnitten bzw. geöffnet. Auf der Abführschiene 24 besteht also die Möglichkeit, dass die Artikel 82 einzeln umfallen, was den Weitertransport erschwert. Die Gestaltung der Abführschiene 24 ist hieran anzupassen, so dass ein eventuelles Umfallen der Artikel 82 verhindert wird. Im Vorliegenden Fall ist als Abführschiene 24 eine Platte 24 ausgeführt, auf welcher die Artikel 82 mittels des Schiebers 26 und des Schiebers 27 verschoben werden können. Es hat sich herausgestellt, dass eine einheitliche Gestaltung der Zuführ- bzw. Abführeinrichtung 23, 25 vorteilhaft ist. Beispielsweise können in der gezeigten Form der Schieber 26 der Zuführeinrichtung 23 und der Schieber 27 der Abführeinrichtung 25 zusammenwirken und so auch den Pack 80 positionieren. Der Pack 80 kann dabei von dem Schieber 26 mittels des Zuführarms 34 in Richtung der Schneidvorrichtung 90 geschoben werden, und gleichzeitig kann der Schieber 27 als Gegenlager eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung auf den Pack 80 ausüben. Somit kann in dieser Ausführungsform eine exakte Positionierung des Packs über das Zusammenwirken der Zuführeinrichtung 23 und der Abführeinrichtung 25 erfolgen.
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Die Schiene 20 ist in dieser Ausführungsform in einer ersten Ebene 16 angeordnet. Die Schiene 20 ist gemeinsam mit dem Zuführarm 34 Teil der Zuführeinrichtung 23, mittels welcher der Pack 80 mit den Artikeln 82 schließlich zu der Schneidvorrichtung 90 der Entpackungsanlage 10 zugeführt wird.
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In 2 ist ferner eine Drehachse 50 angedeutet, um welche der Pack 80 gedreht werden kann. Beispielsweise kann die Drehung des Packs 80 elektromotorisch erfolgen, wenn der Pack 80 auf einen Rundtisch 58 der Hubeinrichtung 52 abgestellt ist. Ferner weist die Entpackungsanlage 10 der 2 eine Ablöseeinrichtung 44 auf, mit der das geschnittene Oberteil 84A und Unterteil 84B der Schrumpffolie 84 entfernt werden kann .
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3 zeigt die Zuführeinrichtung 23. Der Zuführarm 34 kann entlang der Zuführschiene 22 in einer Translationsrichtung 32 der Zuführeinrichtung bewegt werden. Der Schieber 26 kann in einer Rotationsrichtung 30 des Schiebers rotiert werden, so dass der Schieber 26 hinter einem neu eingeführten Pack 80 entgegen der Pfeilrichtung 30 rotieren und den Pack 80, gehalten von dem Zuführarm 34, schieben kann.
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Die Zuführeinrichtung 23 weist in 3 auch eine Positionserfassungseinrichtung 28 auf. Die Positionserfassungseinrichtung 28 kann beispielsweise in einfacher Weise über eine Zahnstange die Position des Zuführarms 34 erfassen und somit indirekt die Position des Packs 80. In einem anderen Beispiel kann die Positionserfassungseinrichtung 28 über optische, Hall-Sensorik, magnetische oder magnetostriktive Mittel den Abstand zu dem Zuführarm 34 erfassen und daraus die Position des Zuführarms und/oder des Packs 80 bestimmen. Wenn die Zuführschiene 22 fest mit der übrigen Entpackungsanlage 10 verbunden ist, kann die Positionserfassungseinrichtung 28 kalibriert werden, so dass eine absolute Position des Packs 80, also auch relativ zu beispielsweise der Schneidvorrichtung 90 oder der Klemmeinrichtung 70, erhalten werden kann. In einer Ausführungsform können auch beispielsweise Absolutmesssysteme Verwendung finden. Die Positionserfassungseinrichtung 28 kann somit einen Positionswert ausgeben, der zur exakten Positionierung des Packs 80 vor dem Schneiden der Schrumpffolie 84 verwendet werden kann.
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4 zeigt die Abführeinrichtung 25. An der Abführschiene 24 ist in dieser Ausführungsform der Abführarm 35 angeordnet, welcher eine Translationsbewegung 40 durchführen kann. Ferner kann der Schieber 27 am Abführarm 35 eine Rotationsbewegung 38 durchführen. Eine Positionserfassungseinrichtung 36 kann beispielsweise die Position des Abführarms 35 und/oder die Position der abzuführenden Artikel 82 und/oder die Position des Packs 80 erfassen.
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5 zeigt eine Entpackungsanlage 10, wobei ein Pack 80 von dem Zuführarm 34 bereits entlang der Zuführschiene 22 weiterbewegt wurde. Der Pack 80 ist in 5 mittels Zuführarm 34 und Abführarm 35 fertig positioniert.
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5 zeigt darüber hinaus eine Ausführungsform, bei welcher der Abführarm 35 die Translationsbewegung 40 auf einer Abführarmschiene 33 vollzieht. Die Abführarmschiene 33 ist hier seitlich neben und parallel zu der Abführschiene 24 angeordnet.
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Des Weiteren weist die Ausführungsform der 5 eine erste Ebene 16 und eine zweite Ebene 18 auf. In der ersten Ebene 16 wird jeweils ein Pack 80 mit Artikeln 82 auf einer Hubebene 58 (vgl. z.B. 6) zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt. In der ersten Ebene 16 werden außerdem die entpackten Artikel 82 von der Hubebene 58 abgeholt und mittels der Schieber 26, 27 aus der Entpackungsanlage 10 befördert.
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6 zeigt eine Ausgestaltung einer Hubeinrichtung 52. Ein Hubzylinder 54 kann in einer insbesondere vertikalen Hubrichtung 56 einen Hubkolben 53 bewegen, an dem die Hubebene 58 angebracht ist. Sofern auf der Hubebene 58 Artikel 82 abgestellt sind, können diese daher mittels der Hubeinrichtung 52 in vertikaler Richtung 56 bewegt werden. Die Artikel 82 können dabei insbesondere von der ersten Ebene 16 zu der zweiten Ebene 18 und wieder zurück bewegt werden.
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Die Hubeinrichtung 52 der 6 weist ferner auf Kragarmen angeordnete Klemmeinrichtungshalter 62 auf, auf welchen die Klemmeinrichtung 70 fixiert werden kann.
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Die Hubeinrichtung 52, wie sie beispielshaft in 6 gezeigt ist, kann auf einer Drehringführung 75 gelagert sein (vgl. bspw. 2, 5, 8, 10, 12, 15). Durch die Drehringführung 75 kann der Hubzylinder 54 nach unten hindurchragen. Die Klemmeinrichtung 70, die beispielsweise auf den Klemmeinrichtungshaltern 62 fixiert ist (vgl. bspw. 8), ist dann mitsamt der ganzen Hubeinrichtung 52 auf der Drehringführung 75 drehbar gelagert, wenn die Drehringführung 75 gedreht wird.
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7 zeigt eine Ausführungsform der Ablöseeinrichtung 44. Die Ablöseeinrichtung 44 kann an dem Mast 61 eine Translationsbewegung 66 vollführen, d.h. insbesondere sich heben und senken. Darüber hinaus kann der Rotationsantrieb 69 die Ablöseeinrichtung 44 in der Rotationsrichtung 68 drehen. An einem Ausleger 63 ist ein Ablöserahmen 65 positioniert, welcher eine Packöffnung 67 zur Aufnahme des Oberteils des Packs 80 aufweist. Ferner weist der Ablöserahmen 65 Haftmittel 64 auf, welche eine Haftkraft erzeugen können dergestalt, dass die Ablöseeinrichtung 44 an der Schrumpffolie 84 des Packs 80 haftet. Bevorzugt handelt es sich bei den Haftmitteln 64 um pneumatisch wirkende Saugsysteme, welche einen Unterdruck auf die Schrumpffolie beaufschlagen können. Besonders bevorzugt können die pneumatisch wirkenden Saugsysteme auch einen Überdruck erzeugen, so dass die mit Unterdruck angesaugte und an der Ablöserahmen 65 fixierte Schrumpffolie 84 mittels eines Überdruckstoßes abgestoßen werden kann.
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8 zeigt erneut eine Entpackungsanlage 10. Der Pack 80 mit den Artikeln 82 ist mittels der Hubeinrichtung 52 von der ersten Ebene 16 in die zweite Ebene 18 verfahren. Darüber hinaus ist der Pack 80 von der Klemmeinrichtung 70 festgeklemmt. Die Ablöseeinrichtung 44 ist bereits an der Schrumpffolie 84 mittels Haftmitteln 64 angebracht, insbesondere durch Unterdruckkraft angesaugt.
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9 zeigt eine Detailansicht einer Klemmeinrichtung 70. In diesem Beispiel ist in der Klemmeinrichtung 70 ein übereinanderliegender Doppelrahmen 78 gebildet, beispielsweise aus Edelstahlprofilen, wobei sich zwischen dem Doppelrahmen 78 Klemmkörper 72 befinden. Die Klemmkörper sind in der Richtung 74 bewegbar bzw. ausdehnbar. Bevorzugt können die Klemmkörper mittels Druckluft aufgebläht werden, so dass diese eine Klemmkraft auf einen in der Packöffnung 76 eingesetzten Pack 80 ausüben.
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Die Klemmeinrichtung 70 ist bevorzugt an Klemmeinrichtungshaltern 62 befestigt, also beispielsweise festgeschraubt. Wird ein Pack 80 sodann über die Hubeinrichtung 52 in den Bereich der Packöffnung 76 gebracht, kann die Klemmeinrichtung 70 mittels der Klemmkörper 72 eine Klemmkraft auf den Pack 80 ausüben und diesen festklemmen.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Entpackungsanlage 10. In der Packöffnung 76 der Klemmeinrichtung 70 ist ein Pack 80 eingesetzt. Die Klemmeinrichtung 70 ist gegenüber der Ausgangslage gedreht.
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Die Drehung der Klemmeinrichtung 70 wird in der Ausführungsform der 10 dadurch erreicht, dass die mittels der Klemmeinrichtungshalter 62 befestigte Klemmeinrichtung 70 auf einer Drehringführung 75 gedreht wird. Die Drehringführung 75 wiederum wird beispielsweise von einem Elektromotor (nicht dargestellt) angetrieben.
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In 10 ist überdies das Schneidmesser 92 der Schneidvorrichtung 90 an die Schrumpffolie 84 des Packs 80 angestellt.
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11 zeigt einen mit einem Computer simulierten Pack 80a, um den eine Hüllkurve 86 gelegt ist. Die Hüllkurve kann aus bekannten Packparametern mit einer Steuereinrichtung 12 berechnet werden, beispielsweise auf Grundlage einer einfachen geometrischen 87, beispielsweise dem gezeigten Rechteck 87. Eine solche einfache geometrische 87 kann bereits anhand der Positionswerte ermittelt werden, die von den Positionserfassungseinrichtungen 28, 36 erfasst werden, beispielsweise anhand des Abstandes der Positionserfassungseinrichtungen 28, 36 zueinander. Das Anschmiegverhalten bzw. generell die Formgebung der Schrumpffolie 84 kann dann ebenfalls mit der Steuereinrichtung 12 berechnet werden. Es ist jedoch auch möglich, den Pack 80 mit einem Sensor 91 abzutasten (vgl. z.B. 10). Sofern der Sensor 91 fest angebaut ist und nicht drehbar ist, kann beispielsweise der Pack 80 vor dem Schneidvorgang einmal gedreht werden und von dem Sensor 91 erfasst werden. Eine Erfassungseinrichtung 91, die um den Pack 80 drehbar ist, ist ebenfalls möglich. Aus den Sensordaten kann die Steuereinrichtung 12 schließlich eine Hüllkurve 86 berechnen und Steuerparameter an die Schneidvorrichtung 90 übertragen.
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Die Schneidvorrichtung 90 kann schließlich mit den Steuerparametern so gesteuert werden, dass das Schneidmesser 92 die Hüllkurve so entlangfährt, dass die Schrumpffolie 84 sauber geschnitten wird, dabei aber die Artikel 82 nicht angeritzt werden.
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12 zeigt eine Schneidvorrichtung 90, die mittels Schneidmesseranstellern 94 an einen Pack 80 (vgl. z.B. 10) angestellt werden kann. Das Schneidmesser 92 wird von der Kompensationseinrichtung 99 geführt (in 14 noch detaillierter dargestellt). Die Länge der Schneidmesseranstellerführungen 96 ermöglicht, verschiedene Packgrößen zu bearbeiten, beispielsweise auch Packs mit einem deutlicheren Unterschied zwischen Länge und Breite des Packs 80. Die Schneidmesseranstellerführung 96 ist mit einem Anstelleranschlag 98 davor gesichert, dass der Schneidmesseransteller 94 die Führung verlässt.
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Verschiedene Steuerleitungen und elektrische Versorgungsleitungen werden über die Schneidmesseransteller 94 zu dem Schneidmesser 92, dem Sensor 91 und/oder der Kompensationseinrichtung 99 geführt. Hierfür sind flexible Zuleitungen 97 vorgesehen.
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Ferner ist in 12 die Drehringführung 75, auch Drehtisch 75 genannt, gezeigt, die die Rotationsbewegung der Hubeinrichtung 52 bewirken kann.
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13 zeigt die Abstreifeinrichtung 42. Die Abstreifeinrichtung 42 ist in der gezeigten Ausführungsform in der ersten Ebene 16 so angeordnet, dass diese bündig den Boden zwischen der Zuführschiene 22 und der Abführschiene 24 bildet. Wenn also ein Pack 80 von der zweiten Ebene 18 in die erste Ebene 16 mittels der Hubeinrichtung 52 gehoben wird, so durchläuft der Pack 80 die Packöffnung 43. Die Abstreifeinrichtung 42 weist Stechmittel 46 auf, die eine in der mit dem Richtungspfeil 47 verdeutlichte Richtung wirkende Stechwirkung auf einen in der Packöffnung 43 befindlichen Pack 80 ausüben können. Die Stechmittel 46 sind dazu ausgelegt, in der Schnittebene und durch den mit der Schneidvorrichtung 90 vollzogenen Schnitt zwischen die getrennten Schrumpffolienteile 84A, 84B einzudringen. Der Pack 80 wird daher nach dem Schneidvorgang bevorzugt soweit, quasi auf eine Zwischenebene, angehoben, dass die Stechmittel 46 gerade auf Höhe der Schnittebene sind, wonach die Stechmittel 46 in die Schrumpffolie 84 eingelassen werden. Bei einer weiteren Aufwärtsbewegung des Packs mittels der Hubeinrichtung 52 löst die Abstreifeinrichtung 42 das Unterteil 84A der Schrumpffolie 84 von dem Pack und stülpt dieses in einem entspannten Zustand über die Hubebene 58 der Hubeinrichtung 52. Mit anderen Worten kann mit der Abstreifeinrichtung 42 die Unterseite eines Packs 80 von der Schrumpffolie 84 befreit werden.
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Das abgetrennte und nun im Wesentlichen lose auf den Artikeln 82 liegende Oberteil der Schrumpffolie 84 wird von der Ablöseeinrichtung 44 mittels der Haftmittel 64 von den Artikeln abgelöst. Hernach können die entpackten Artikel 82 aus der Entpackungsanlage 10 ausgegeben werden.
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Der obere Teil 84B der Schrumpffolie 84 kann über die Abführeinrichtung 25 direkt aus der Entpackungsanlage 10 ausgebracht werden.
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Werden die Artikel 82 von der Hubebene 58 entfernt, also insbesondere durch die Abführeinrichtung 25 abgeführt, wird die noch um die Hubeinrichtung 52 gestülpte untere Schrumpffolie 84A durch die Ablöseeinrichtung 44 mit den Haftmitteln 64 angesaugt, ausgebracht und durch einen Druckstoß abgeworfen.
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Beispielsweise kann das Oberteil 84B der Schrumpffolie 84 auch durch die Ablöseeinrichtung 44 linear nach unten bis zur Hubebene 58 transportiert, und mit einem kurzen Druckstoß der Haftmittel 64 auf das Unterteil 84A der Schrumpffolie 84 abgeworfen werden. Das Unterteil 84A kann dann zusammen mit dem Oberteil 84B der Schrumpffolie 84 angehoben werden. Dieser Vorgang stellt sich so dar, dass die Ablöseeinrichtung 44 das Oberteil 84B der Schrumpffolie 84 für einen sehr kurzen Moment loslässt. Wenn nun wieder der Unterdruck auf die Haftmittel 64 gegeben wird, kann das Oberteil der Schrumpffolie 84 durch die Verformung der Folien gewissermaßen das Unterteil der Schrumpffolie 84 „greifen“, indem sich die beiden Schrumpffolienteile ineinander verkrallen bzw. verknäulen. Dieser Vorgang lässt sich zuverlässig reproduzieren. Die Ablöseeinrichtung 44 kann hernach alle Folienteile, also die gesamte Schrumpffolie 84 aus der Entpackungsanlage 10 mittels einer Translations- und/oder Rotationsbewegung 66, 68 (vgl. 7) herausführen. Sollte die Schrumpffolie 84 nach dem Lösen der Haftmittel 64, also insbesondere dem Ablassen des Unterdrucks, sich nicht selbsttätig der Schwerkraft folgend von der Ablöseeinrichtung 44 lösen, so kann mittels der Haftmittel 64 beispielsweise ein Druckluftpuls abgegeben werden, der die Schrumpffolie sicher löst.
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14 zeigt eine Detailansicht des Schneidmessers 92 mit der Kompensationseinrichtung 99. Die Kompensationseinrichtung 99 weist ein Vorspannelement 93 in Form eines Federelementes 93 auf, welches eine Vorspannkraft auf das Schneidmesser 92 ausübt. Darüber hinaus ist das Schneidmesser 92 mittels einer Translationseinheit 95 verfahrbar. Die Translationseinheit 95 ermöglicht eine feinere und ggf. schnellere Einstellung der Linearposition im Vergleich zu dem Schneidmesseransteller 94, so dass die Translationseinheit 95 zusammen mit der Verstellung über den Schneidmesseransteller 94 eine verbesserte Einstellung der Linearposition des Schneidmessers 92 an die Schrumpffolie 84 des Packs 80 ermöglicht. Die Schneidvorrichtung 90 ist insgesamt an einer Halterung 89 angebracht.
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14 zeigt ferner eine wirkungsvolle Ausführungsform eines Schnitttiefenbegrenzers 88. Ein unterhalb der Translationseinheit 95 angeordnetes Rollrad 88 kann während des Schneidvorgangs auf der Außenseite der gespannten Schrumpffolie 84 auf dem Pack 80 rollen. Zunächst definiert dabei der Durchmesser des Rollrades auf einfache Weise die Eindringtiefe des Schneidmessers in die Schrumpffolie 84. Das Rollrad lässt sich darüber hinaus aber auch mit dem Vorspannelement 93 kombinieren. Die Art der Lagerung des Rollrads 88 oder die Ausgestaltung des Rollrades 88 selbst, beispielsweise als Gummischlauch, kann schließlich in Zusammenwirkung mit dem Anstellen der Schneidvorrichtung 90 an den Pack 80 eine definierte Vorspannkraft erzeugen und somit ein getrenntes Vorspannelement 93 substituieren. Anstelle des Rollrades 88 kann beispielsweise auch ein Gleitschuh 88 als Schnitttiefenbegrenzer eingesetzt sein.
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15 zeigt schließlich eine letzte Ausführungsform der Entpackungsanlage 10. In dieser Ausführungsform ist die Schrumpffolie mit dem Schneidmesser 92 bereits geschnitten, die Artikel 82 sind vereinzelt und werden mit der Zuführeinrichtung 23 in Zusammenwirkung mit der Abführeinrichtung 25 aus der Entpackungsanlage 10 befördert. Die Artikel 82 wurden dabei von der Hubeinrichtung 52 vertikal nach oben von der zweiten Ebene 18 in die erste Ebene 16 verfahren. Während die Hubeinrichtung 52 die Artikel 82 mit der geschnittenen Schrumpffolie 84 anhebt verbleibt die Klemmeinrichtung 70 in Position, die Klemmmittel 72 sind also gelöst. Wie zuvor beschrieben wird die Schrumpffolie 84 an der Abstreifeinrichtung 42 von den Artikeln 82 entfernt.
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Zusammenfassend wird eine vollautomatische Entpackungsanlage 10 vorgestellt, welche die Schrumpffolie 84 vollständig von den Artikeln 82 zu entfernen vermag, und dies in einer kurzen Zeit und mit hoher Präzision.
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Die Schneidvorrichtung kann bei dem Schnitt einer vordefinierten Kontur folgen, da sie durch die Steuereinrichtung 12 steuerbar ist. Es kann eine theoretische Hüllkurve 86 vorgegeben werden, der die Schneidvorrichtung folgt. Diese Konturschnitttechnologie kann mittels der Steuereinrichtung 12 angepasst werden. Wenn beispielsweise der entropiegeführte Schrumpfprozess, dem die Schrumpffolie 84 beim Verpacken der Artikel 82 unterliegt, eine noch dichtere Hülle um jeden einzelnen Artikel bildet, kann die Hüllkurve 86 entsprechend angepasst werden, beispielsweise hinsichtlich der Eindringtiefe des Schneidmessers.
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Die Kompensationseinrichtung 99 vermag übrige Abweichungen zwischen der theoretischen Hüllkurve 86, die auch durch die Addition der Einzelartikelabmessungen jedes einzelnen Artikels in der Schichtanordnung erzeugt werden kann, und der realen Hülle, welche jeden Artikel hinsichtlich der echten Abmessungen integriert, auszugleichen. Die Kompensationseinrichtung 99 umfasst eine Translationseinheit 95, an der das Schneidmesser 92 angebracht ist. Eine Vorspannkraft wird mittels des Vorspannelements 93 senkrecht zu der Hüllkurve 86 aufgebracht. Die Vorspannkraft kann beispielsweise mit einer Feder, einem Feder-Dämpfungselement oder pneumatisch oder einer Kombination daraus induziert werden. Um das Schneidmesser 92 in der Eindringtiefe einzustellen und ggf. zu steuern wird ein Schnitttiefenbegrenzer 88 eingesetzt, der insbesondere auf der Seitenwand der Schrumpffolie 84 rollen oder gleiten kann. Mehrere Millimeter Abweichungen können somit toleriert werden.
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Um die Größe der Maschine zu reduzieren werden alle Schritte in horizontalen Ebenen durchgeführt, also insbesondere in mehreren übereinander angeordneten Ebenen. Die Schrumpffolie 84 und die entpackten Artikel 82 werden mit zwei verschiedenen Einrichtungen bewegt, einerseits die Zuführ- und Abführeinrichtung 23, 25 für die Translationsbewegung, andererseits die Hubeinrichtung 52 für die Vertikalbewegung. Diese Aufteilung führt zu einer kompakten Handhabung der Schrumpffolie in einer Station mit mehreren Ebenen.
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Optische Detektionsverfahren können hinzugefügt werden, um den Schneidbereich abzutasten (z. B. mit einem Laser-Scanner), so dass die Hüllkurve vor dem Schneiden erfasst werden kann. Anschließend berechnet die Steuereinheit 12 die Schneidbahn. Die gleiche Technologie optischer Detektionsverfahren kann verwendet werden, um den Schnitt vor dem Schälen der Schrumpffolie zu überprüfen oder auch um ggf. vorhanden Partikel der Schrumpffolie auf den Artikeln 82 zu erkennen.
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Die Ausgabeleistung der Entpackungsanlage 10 in Bezug auf die Anzahl entpackter Artikel 82 ist abhängig von den Abmessungen der Schrumpffolie 84 und der Hüllkurve. Vier bis acht Schrumpffolienverpackungen 84 von ca. 600 x 400 mm können voraussichtlich in einer Minute ausgepackt werden. Für gewöhnlich weisen die Artikel eine Höhe im Bereich von 25 mm bis 350 mm auf. Weitere Formate sind möglich, die Entpackungsanlage kann daran angepasst werden.
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Auch ist ein bevorzugter Einsatzzweck der Entpackungsanlage 10 der Einsatz bei pharmazeutischen Produkten, bei denen beispielsweise auch hygienischen Anforderungen entsprochen werden muss. Da hier die Schrumpffolie 84 als Schutz gegen schädliche Umwelteinflüsse eingesetzt werden kann, ist die Schrumpffolienverpackung besonders stabil und damit auch kritischer zu schneiden. Darüber hinaus ist es bei diesen Produkten von Bedeutung, dass bei dem Schnitt keine Partikel von den Artikeln 82 und/oder von der Schrumpffolie 84 abgelöst werden, da hier ggf. Reinraumbedingungen einzuhalten sind.
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Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Entpackungsanlage
- 12
- Steuereinrichtung
- 16
- erste Ebene
- 18
- zweite Ebene
- 20
- Schiene
- 22
- Zuführschiene
- 23
- Zuführeinrichtung
- 24
- Abführschiene
- 25
- Abführeinrichtung
- 26
- Schieber
- 27
- Schieber
- 28
- Positionserfassungseinrichtung
- 30
- Rotationsrichtung des Schiebers
- 32
- Translationsrichtung der Zuführeinrichtung
- 34
- Zuführarm
- 35
- Abführarm
- 36
- Positionserfassungseinrichtung
- 38
- Rotationsrichtung des Schiebers
- 40
- Translationsrichtung der Abführeinrichtung
- 42
- Abstreifeinrichtung
- 43
- Packöffnung
- 44
- Ablöseeinrichtung
- 46
- Stechmittel
- 47
- Richtungspfeil
- 50
- Drehachse
- 52
- Hubeinrichtung
- 53
- Hubkolben
- 54
- Hubzylinder
- 55
- Segmentierung
- 56
- Hubrichtung
- 58
- Hubebene
- 61
- Mast
- 62
- Klemmeinrichtungshalter
- 63
- Ausleger
- 64
- Haftmittel
- 65
- Ablöserahmen
- 66
- Translationsrichtung der Ablöseeinrichtung
- 67
- Packöffnung
- 68
- Rotationsrichtung der Ablöseeinrichtung
- 69
- Rotationsantrieb
- 70
- Klemmeinrichtung
- 72
- Klemmkörper
- 74
- Richtungspfeil
- 75
- Drehringführung/Rundtisch
- 76
- Packöffnung
- 78
- Doppelrahmen
- 80
- verschlossener Pack mit Artikeln
- 82
- Artikel
- 84
- Schrumpffolie
- 84A
- Unterteil der geschnittenen Schrumpffolie
- 84B
- Oberteil der geschnittenen Schrumpffolie
- 86
- Hüllkurve
- 88
- Schnitttiefenbegrenzer
- 89
- Halterung der Schneidvorrichtung
- 90
- Schneidvorrichtung
- 91
- Erfassungseinrichtung, Sensor
- 92
- Schneidmesser
- 93
- Vorspannelement
- 94
- Schneidmesseransteller
- 95
- Translationseinheit
- 96
- Schneidmesseranstellerführung
- 97
- flexible Zuleitung
- 98
- Anstelleranschlag
- 99
- Kompensationseinrichtung
- 100
- Bedienungseinrichtung
- 102
- Tragarm
- 110
- Kabine
- 112
- Sicherheitstrennwand
- 114
- Not-Aus-Knopf
- 116
- Zuführöffnung
- 118
- Ausführöffnung
- 120
- Anzeigeeinrichtung
