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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Anordnung von Artikeln, Objekten oder Stückgütern in palettierfähigen Lagenanordnungen und die Handhabung entsprechender Lagenanordnungen. Insbesondere für die Herstellung von Lagenanordnungen umfassend jeweils eine Mehrzahl von Flaschen und Dosen.
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Hierbei kann es sich vorzugsweise um befüllte oder leere Getränkeflaschen oder Dosen handeln. In der Regel werden die Flaschen oder Dosen in Gassen geführt einem Lagenbildungsbereich zugeführt und dort entsprechend der gewünschten Lage angeordnet. Anschließend wird die gebildete Lage auf eine Palette überführt.
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Beispielsweise zeigt die Patentschrift
EP 472909 B1 eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Reihen von aufrechtstehenden, im Querschnitt runden Gefäßen, aus welchen mehreren Reihen anschließend Lagen gebildet werden. Hierbei werden die Artikel auf einem Fördertisch in parallelen Gassen zur Ausbildung der Reihen gegen einen Anlaufleiste geführt. Weiterhin sind Einrichtungen zum Zusammenschieben der Flaschenreihen quer zur Förderrichtung vorgesehen, um den Abstand zwischen den Flaschenreihen zu beseitigen.
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Nachteilig ist hierbei die aufwändige Konstruktion mit Gassenführungen und anschließender Notwendigkeit des Zusammenschiebens, welches die Vorrichtung teuer in der Herstellung macht. Zudem muss bei einer Produktumstellung gegebenenfalls die Breite und Anzahl der Gassen durch aufwändige Umbauarbeiten an der Vorrichtung angepasst werden, um beispielsweise Artikel mit einer kleineren Querschnittsfläche ebenfalls innerhalb der Vorrichtung verarbeiten zu können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einfacher und zeitoptimierter Weise Artikel in eine geeignete Lagenanordnung zu verbringen. Insbesondere soll die Vorrichtung zur Handhabung von unterschiedlichen Artikeln geeignet sein.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Die vermittels der Vorrichtung und des Verfahrens gebildeten Lagenanordnungen umfassen jeweils eine Mehrzahl von Artikeln. Hierbei kann es sich insbesondere um Getränkebehälter oder andere mit einem fluiden Inhalt befüllte Behälter handeln, welche vorzugsweise eine im Wesentlichen oder zumindest bereichsweise zylindrische oder ähnliche Form aufweisen.
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Somit weisen die Artikel bevorzugt eine kreisförmige Grundfläche auf. Besonders bevorzugt werden die Artikel durch Dosen oder Flaschen gebildet, insbesondere durch befüllte oder leere Getränkedosen oder Getränkeflaschen. Mit der Vorrichtung können jedoch auch Artikel mit anderen Grundflächen gehandhabt werden, allerdings ist die Vorrichtung eher nicht für Artikel mit einer quadratischen oder rechteckigen Grundfläche geeignet, vielmehr für Artikel mit einer sechseckigen Grundfläche, einer achteckigen Grundfläche, einer oval oder anderweitig ausgebildeten Grundfläche, welche Artikel in eine verdichtete Anordnung gebracht werden können, bei welcher verdichteten Anordnung jedoch aufgrund der Artikelform noch minimale Lücken zwischen den Artikeln bestehen.
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Die Vorrichtung wird insbesondere zur Ausbildung von Artikellagen verwendet, aus welchen Artikeln es aufgrund ihrer kreisförmigen oder kreisähnlichen Grundfläche oder anderweitig nicht rechteckigen Grundfläche nicht möglich ist, eine komplett lückenfreie Anordnung zu erzeugen.
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Die Vorrichtung umfasst einen Zuführungseinrichtung, welche zumindest bereichsweise in einen Vorformierungsbereich hineinragt und welche Zuführeinrichtung dazu ausgebildet ist, Artikel in einer Transportrichtung im ungeordneten Massenstrom zu bewegen und einem Lagenbildungsbereich der Vorrichtung zuzuführen. Insbesondere ist dem Vorformierungsbereich zumindest ein Teil der Zuführungseinrichtung zugeordnet.
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Der Vorformierungsbereich umfasst mindestens eine Einrichtung zum Überführen der im Massenstrom bewegten Artikel in eine verdichtete Anordnung, in der die zwischen benachbarten Artikeln ausgebildeten Lücken minimiert sind.
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Die verdichtete Anordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Artikel versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch wird der vorhandene Platz optimal ausgenutzt und die Größe der aufgrund der Form der Artikel zwingend zwischen diesen bestehenden Lücken minimiert. Die verdichtete Anordnung wird auch als genestete Anordnung oder Kugelpackung bezeichnet.
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Der Lagenbildungsbereich der Vorrichtung umfasst mindestens eine Handhabungseinrichtung zum Erfassen einer Mehrzahl von Artikeln, welche Artikel sich in der verdichteten Anordnung befinden und eine palettierfähige Lagenanordnung bilden. Die erfasste Lagenanordnung wird insbesondere auf eine Palette überführt.
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Die Handhabungseinrichtung wird beispielsweise durch einen Roboter o.ä. gebildet, welcher einen Lagengreifer umfasst. Zum Erfassen von aus Getränkedosen gebildeten Lagenanordnungen oder von Lagenanordnungen umfassend leere, noch zu befüllende Dosen sind Lagengreifer in Form von Saugplatten geeignet. Zum Erfassen von leeren oder befüllten Flaschen eignen sich dagegen Greiferköpfe mit einer geeigneten Anzahl und Anordnung von Greifelementen in Form von Tulpengreifern o.ä.
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Das insbesondere mit der vorbeschriebenen Vorrichtung durchführbare Verfahren zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnung sieht dementsprechend vor, dass die Artikel in einer Transportrichtung im ungeordneten Massenstrom zugeführt werden, wobei die Artikel einen Vorformierungsbereich durchlaufen, in welchem die kontinuierlich in Transportrichtung bewegten Artikel in eine genestete Anordnung überführt werden. Hierzu werden die in Transportrichtung bewegten Artikel zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente beaufschlagt.
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Anschließend werden in einem Lagenbildungsbereich die Mehrzahl von eine Lagenanordnung bildenden, in einer verdichteten Anordnung befindlichen Artikel gemeinsam erfasst und der weiteren Handhabung zugeführt, insbesondere wird die erfasste Lagenanordnung palettiert, wobei mehrere Lagenanordnungen auf einer Palette übereinander gestapelt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zwischen den übereinander gestapelten Lagenanordnungen jeweils eine Zwischenlage angeordnet wird. Eine solche Zwischenlage besteht vorzugsweise aus einem flächigen Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, Papier, Karton oder Verbundmaterial, und dient insbesondere der Stabilisierung. Gerade bei der Palettierung von Lagenanordnungen aus Flaschen ist die Verwendung von Zwischenlagen zur Stabilisierung der Lagenstapel sinnvoll.
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Um die Artikel in die verdichtete Anordnung zu überführen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die im Massenstrom bewegten Artikel während der Bewegung in Transportrichtung mit oszillierenden Bewegungen oder Rüttelbewegungen zu beaufschlagen.
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Die oszillierende Bewegungskomponente kann dabei beispielsweise durch eine Bewegungskomponente in einer Horizontalebene oder eine Bewegungskomponente in einer im Wesentlichen horizontal angeordneten Ebene gebildet werden, wobei die Bewegungskomponente seitlich auf die Artikel aufgebracht wird. Die Bewegungskomponente kann alternativ oder zusätzlich durch eine vertikale Bewegungskomponente gebildet werden, welche beispielsweise von unten her auch die Artikel aufgebracht wird. Die Bewegungskomponente ist nicht auf eine horizontale oder vertikale Ausrichtung beschränkt, weitere für den Fachmann denkbare und technisch realisierbare Möglichkeiten sollen ebenfalls durch die Anmeldung abgedeckt werden.
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Die Bewegungskomponente kann hierbei in kontinuierlicher und/oder regelmäßiger Weise auf die Artikel aufgebracht werden. Es sind sowohl langsame als auch schnelle Bewegungen möglich. In der Regel ist es ausreichen, wenn nur sehr kleine Bewegungen auf die Artikel aufgebracht werden, um die gewünschte Relativbewegungen der Artikel gegeneinander zu erzeugen, die zur Ausbildung der verdichteten Anordnung notwendig sind.
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Insbesondere umfasst der Vorformierungsbereich mindestens eine hierfür geeignete Einrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Artikel zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente oder Rüttelbewegung zu beaufschlagen.
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Die Einrichtungen können dabei von der Seite her und/oder von unten her auf zumindest einen Teil der im Massenstrom in Transportrichtung bewegten Artikel einwirken.
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Eine erste Ausführungsform einer solchen Einrichtungen wird durch seitliche Geländerführungen gebildet, welche die Zuführungseinrichtung und somit die Transportstrecke für die Artikel seitlich begrenzen. Bevorzugt sind die Geländerführungen parallel zur Transportrichtung angeordnet und beweglich ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Geländerführungen zwischen zwei parallel zur Transportrichtung angeordneten Endlagen beweglich ausgebildet sind. Weiterhin ist den Geländerführungen mindestens ein Antriebsmittel zur Bewegung zwischen den beiden Endlagen zugeordnet sowie eine Steuerungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine oszillierende Bewegung der Geländerführungen anzusteuern, insbesondere eine entgegengesetzt gerichtete oszillierende Bewegung der Geländerführungen. Die Steuerungseinrichtung kann dabei beispielsweise durch die Maschinensteuerung der Vorrichtung gebildet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen winklig zueinander angestellt sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen in Transportrichtung TR aufeinander zulaufend angeordnet sind, so dass sich die Breite der Transportstrecke für die Artikel in Transportrichtung verjüngt, was die Verdichtung der Artikelanordnung zusätzlich unterstützt.
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Die Geländerführungen sind vorzugsweise querbeweglich zur Transportrichtung ausgebildet. D.h., die parallel zur Transportrichtung angeordneten Geländerführungen können zwischen zwei parallel zur Transportrichtung angeordneten Endlagen hin und her bewegt werden. Analoges gilt für winklig angestellte Geländerführungen. Insbesondere führen die beiden Geländerführungen jeweils eine in entgegengesetzte Richtungen oszillierende Bewegung durch, d.h., die Geländerführungen bewegen sich jeweils aufeinander zu oder voneinander weg.
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Durch die oszillierende Bewegung der Geländerführungen wird zumindest auf die äußeren Artikel des Massenstroms eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung aufgebracht, welche durch diese an die weiter innen im Massenstrom befindlichen Artikel weitergegeben wird. Die oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung bewirkt, dass die Artikel nicht nur durch die Zuführungseinrichtung in Transportrichtung bewegt werden, sondern sich auch mit einer Bewegungskomponente quer zur Transportrichtung TR gegeneinander verschieben, was zu der gewünschten Verdichtung der Artikelanordnung führt.
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Weiterhin ist denkbar, dass die Geländerführungen eine oszillierende Bewegung in und entgegen der Transportrichtung durchführen, wodurch ebenfalls eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung auf die Artikel aufgebracht wird. Auch die Überlagerung von oszillierenden Bewegungen in und entgegen der Transportrichtung sowie oszillierenden Bewegungen quer zur Transportrichtung oder in einem Winkel zur Transportrichtung kann in vorteilhafter Weise die Verdichtung der in Transportrichtung bewegten Artikel bewirken.
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Eine weitere Ausführungsform einer solchen Einrichtung kann vorsehen, dass diese durch eine zumindest bereichsweise unterhalb der Zuführungseinrichtung angeordnete Rüttelplatte gebildet wird, welche zur Übertragung einer oszillierenden oder rüttelnden Bewegung auf die im Massenstrom zugeführten Artikel in mechanischer Wirkverbindung mit der Zuführungseinrichtung steht. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine oszillierende oder rüttelnde Bewegung mit einer vertikalen Bewegungskomponente, die von unten her auf die Artikel wirkt.
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Insbesondere kann eine Kombination von zwei einander gegenüberliegend, seitlich der Transportstrecke angeordneter, oszillierender Geländerführungen und einer unterhalb der Transportstrecke angeordneten Rüttelplatte zur Verdichtung der Artikelanordnung verwendet werden. Durch die Kombination der unterschiedlichen Einrichtungen kann gegebenenfalls die Länge der Transportstrecke verkürzt werden, da sich durch die unterschiedlichen oszillierenden Bewegungskomponenten die verdichtenden Effekte verstärken und die Verdichtung der Artikelanordnung somit schneller erzielt werden kann.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der Lagenbildungsbereich ein sich quer zur Transportrichtung erstreckendes Anschlagelement umfasst, welches vorzugsweise mit einer in Transportrichtung konturiert ausgebildeten Rückseite ausgestattet ist. Die Konturierung bzw. Profilierung des Anschlagelementes bildet insbesondere die Kontur der vordersten Artikelreihe einer aus mehreren Artikelreihen gebildeten Lagenanordnung nach. Insbesondere sind die Artikelreihen hierbei gegeneinander verschoben.
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Der im Vorformierungsbereich in eine geordnete, verdichtete Anordnung überführte Artikelstrom wird gegen das Anschlagelement geführt und die Artikel stauen sich hinter dem Anschlagelement in verdichteter Anordnung auf. Hierbei wird durch die Profilierung des Anschlagelements die gewünschte Position der Artikel der vordersten Reihe der Lagenanordnung festgelegt, so dass die Lagenanordnung nachfolgend in korrekter und präziser Weise durch die Handhabungsvorrichtung erfasst und auf die Palette überführt werden kann.
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Nachdem eine komplette Lagenanordnung in den Lagenbildungsbereich übergetreten ist, wird zumindest kurzzeitig ein Rückhalteelement in Form eines Stopp-Balkens o.ä. auf die direkt nachfolgenden Artikel abgesenkt. Der Stopp-Balken erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Transportrichtung quer über die gesamte Transportstrecke für die Artikel und drückt von oben auf die der Lagenanordnung direkt nachfolgenden Artikel. Dadurch wird die Bewegung dieser Artikel zumindest kurzzeitig abgebremst und/oder angehalten und es wird ein Abstand zu den die Lagenanordnung bildenden Artikeln ausgebildet.
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Das Rückhalteelement bewirkt insbesondere, dass der Staudruck der nachfolgenden Artikel auf die eine Lagenanordnung bildenden Artikel reduziert wird. Gegebenenfalls kann in diesem Zusammenhang zusätzlich vorgesehen sein, den Transport der Artikel im Vorformierungsbereich und gegebenenfalls die Zuführung von Artikeln zu dem Vorformierungsbereich kurzzeitig komplett anzuhalten.
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Nach Erfassen der Lagenanordnung durch die Handhabungseinrichtung wird der Stopp-Balken wieder angehoben, so dass die durch den Stopp-Balken kurzzeitig fixierten Artikel und nachfolgende Artikel weiter in Transportrichtung in den Lagenbildungsbereich hineinbewegt werden können.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass dem Vorformierungsbereich ein zweites Anschlagelement zugeordnet ist. Auch dieses zweite Anschlagelement erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Transportstrecke quer zur Transportrichtung. Vorzugsweise weist das zweite Anschlagelement ebenfalls eine Rückseite auf, welche profiliert ausgebildet ist und die Kontur der vordersten Reihe von Artikeln einer Lagenanordnung nachbildet. Dieses Anschlagelement ist insbesondere bei der Erstbefüllung und/oder dem Erstbetrieb der Vorrichtung notwendig, um die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen.
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Auch zu einem späteren Zeitpunkt kann es notwendig sein, die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen und/oder sicherzustellen, wenn beispielsweise zu wenige Artikel nachgefördert werden. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass sich die verdichtete Anordnung aufgrund von fehlendem seitlichem Druck wieder auflockert.
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Damit das zweite Anschlagelement bei Nichtgebrauch den Artikelfluss nicht stört, ist vorgesehen, dass das zweite Anschlagelement mit einer nach oben gerichteten Bewegung oder mit einer seitlichen Schwenkbewegung o.ä. aus dem Transportweg der Artikel herausgenommen werden kann und nur bei Bedarf innerhalb des Transportwegs angeordnet wird.
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Die Vorrichtung ist zudem für unterschiedliche Artikel geeignet, da nur die Anschlagelemente gegebenenfalls bei einem Produktwechsel ausgewechselt werden müssen, um die Vorrichtung an das neue Produkt anzupassen. Gegebenenfalls kann es notwendig sein, den Lagengreifer der Handhabungseinrichtung an das neue Produkt anzupassen.
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Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
- 1 zeigt schematisch und in einer Draufsicht eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen.
- 2 zeigt schematisch und in seitlicher Darstellung das Bilden einer Lagenanordnung 100 innerhalb einer Vorrichtung.
- 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen.
- 4 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 3.
- 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen.
- 6 zeigt schematisch eine weitere Möglichkeit einer Lagenbildung.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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Die 1 zeigt in stark schematisierter Weise eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen 100.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine Zuführungseinrichtung 2, welche dazu ausgebildet ist, Artikel 101 in einer Transportrichtung TR im ungeordneten Massenstrom MS zu bewegen.
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Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Vorformierungsbereich 3 und einen Lagenbildungsbereich 4.
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In dem Vorformierungsbereich 3 werden die im ungeordneten Massenstrom MS zugeführten Artikel 101 in eine verdichtete Anordnung vA überführt, in welcher Lücken L zwischen benachbarten, insbesondere aneinandergrenzenden, Artikeln 101 reduziert sind.
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Die in der Vorrichtung 1 gehandhabten Artikel 101 weisen in der Regel eine im Wesentlichen oder zumindest bereichsweise zylindrische Form auf. D.h. bevorzugt weisen die Artikel 101 eine kreisförmige Grundfläche auf. Besonders bevorzugt werden die Artikel 101 durch Dosen 102 oder Flaschen gebildet, insbesondere Getränkedosen oder Getränkeflaschen. Mit der Vorrichtung 1 können auch Artikel 101 mit anderen Grundflächen gehandhabt werden, allerdings ist die Vorrichtung 1 eher nicht für Artikel mit einer quadratischen oder rechteckigen Grundfläche geeignet, vielmehr für Artikel mit einer sechseckigen Grundfläche, einer achteckigen Grundfläche, einer oval oder anderweitig ausgebildeten Grundfläche, welche Artikel 101 in eine verdichtete Anordnung vA gebracht werden können.
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Die verdichtete Anordnung vA zeichnet sich dadurch aus, dass die Artikel 101 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Größe der aufgrund der Form der Artikel 101 zwingend zwischen diesen bestehenden Lücken L minimiert ist. In der verdichteten Anordnung vA sind somit Minimal- Lücken L(M) zwischen den Artikeln 101 ausgebildet. Das Minimum ergibt sich aufgrund der Grundfläche der Artikel 101 zwingend automatisch, da es insbesondere bei Artikeln 101 mit einer kreisförmigen oder kreisähnlichen Grundfläche nicht möglich ist, eine komplett lückenfreie Anordnung zu erzeugen.
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Die verdichtete vA Anordnung wird auch als genestete Anordnung oder Kugelpackung bezeichnet.
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Um die Artikel 101 in die verdichtete Anordnung vA zu überführen, umfasst der Vorformierungsbereich 3 mindestens eine hierfür geeignete Einrichtung 10, welche dazu ausgebildet ist, die Artikel 101 zumindest bereichsweise mit einer oszillierenden Bewegungskomponente zu beaufschlagen.
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Die oszillierende Bewegungskomponente kann dabei beispielsweise durch eine Bewegungskomponente in einer Horizontalebene oder im Wesentlichen horizontal angeordneten Ebene gebildet werden, welche seitlich auf die Artikel 101 aufgebracht wird. Die Bewegungskomponente kann alternativ oder zusätzlich durch eine vertikale Bewegungskomponente gebildet werden, welche beispielsweise von unten her auch die Artikel 101 aufgebracht wird.
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Die Bewegungskomponente kann hierbei in kontinuierlicher und/oder regelmäßiger Weise aufgebracht werden. Hierbei sind langsame oder schnelle Bewegungen möglich. In der Regel werden nur sehr kleine Bewegungen auf die Artikel 101 aufgebracht.
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Mögliche Ausführungsformen für entsprechende Einrichtungen 10 werden im Zusammenhang mit den 3 und 4 beschrieben.
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Die in verdichteter Anordnung vA befindlichen Artikel 101 werden dem Lagenbildungsbereich 4 zugeführt, in welchem eine Artikellage oder Lagenanordnung 100 von einer entsprechenden Handhabungseinrichtung 5 erfasst und auf eine Palette 20 überführt wird. Insbesondere umfasst eine Artikellage oder Lagenanordnung 100 eine Mehrzahl an Artikeln 101 in verdichteter Anordnung vA, welche Mehrzahl an Artikeln 101 eine palettierfähigen Lagenanordnung 100 bildet.
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Die Handhabungseinrichtung 5 wird beispielsweise durch einen Roboter 6 gebildet, welcher einen Lagengreifer 7 (vergleiche 2) umfasst. Zum Erfassen von aus Getränkedosen 102 gebildeten Lagenanordnungen 100 oder zum Erfassen von Lagenanordnungen 100 umfassend leere, noch zu befüllende Dosen 102 sind Lagengreifer 7 in Form von Saugplatten geeignet. Zum Erfassen von leeren oder befüllten Flaschen eignen sich dagegen Greiferköpfe mit einer geeigneten Anzahl und Anordnung von Greifelementen in Form von Tulpengreifern o.ä.
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Der Lagenbildungsbereich 4 weist ein sich quer zur Transportrichtung TR der Artikel 101 erstreckendes Anschlagelement 8 auf, gegen welches die in geordneter, verdichteter Anordnung vA befindlichen Artikel 101 geführt werden. Das Anschlagelement 8 weist insbesondere eine Profilierung 9 auf, welche die Kontur der vordersten Reihe der Artikel 101 der Lagenanordnung 100 nachbildet. Dadurch wird insbesondere die gewünschte Position der Artikel 101 der vordersten Reihe der Lagenanordnung 100 innerhalb des Lagenbildungsbereichs 4 festgelegt, so dass die Lagenanordnung 100 von der Handhabungseinrichtung 5 in korrekter und präziser Weise erfasst und auf die Palette 20 überführt oder anderweitig gehandhabt werden kann.
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Der innerhalb des Vorformierungsbereichs 3 verdichtete Artikelstrom wird gegen das Anschlagelement 8 gefahren und die Artikel 101 stauen sich dahinter in verdichteter Anordnung vA auf. Nachdem eine komplette Lagenanordnung 100 in den Lagenbildungsbereich 4 übergetreten ist, wird zumindest kurzzeitig ein Rückhalteelement in Form eines Stopp-Balkens 16 auf die direkt nachfolgenden Artikel 101 abgesenkt, welcher Stopp-Balken 16 sich senkrecht zur Transportrichtung TR quer über die Transportstrecke TS für die Artikel 101 im Vorformierungsbereich 3 erstreckt und von oben auf die der Lagenanordnung 100 direkt nachfolgenden Artikel 101 drückt.
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Dadurch wird die Bewegung dieser Artikel 101 zumindest kurzzeitig abgebremst und ein Abstand A zu den die Lagenanordnung 100 bildenden Artikeln 101 ausgebildet. Der Stopp-Balken 16 bewirkt insbesondere, dass der Staudruck der nachfolgenden Artikel 101 auf die eine Lagenanordnung 100 bildenden Artikel 101 reduziert wird. Gegebenenfalls kann in diesem Zusammenhang zusätzlich vorgesehen sein, den Transport der nachfolgenden Artikel 101 im Vorformierungsbereich 3 und gegebenenfalls die Zuführung von Artikeln 101 zu dem Vorformierungsbereich 3 kurzzeitig komplett anzuhalten.
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Die erfasste Lagenanordnung 100 wird auf einer bereitstehenden Palette 20 bzw. auf eine obere Artikellage von auf einer Palette 20 bereits gestapelten Lagenanordnungen 100 abgesetzt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zwischen den auf der Palette 20 aufeinander gestapelten Lagenanordnungen 100 jeweils eine Zwischenlage aus einem flächigen Material, beispielsweise einem Kunststoff, Papier, Karton oder Verbundmaterial angeordnet wird.
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Nach Erfassen der Lagenanordnung wird der Stopp-Balken 16 wieder angehoben, so dass die durch den Stopp-Balken 16 kurzzeitig fixierten Artikel 101 und nachfolgende Artikel weiter in Transportrichtung TR in den Lagenbildungsbereich 4 hineinbewegt werden.
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Die 2 zeigt schematisch und in seitlicher Darstellung das Bilden einer Lagenanordnung 100 innerhalb einer Vorrichtung 1. Die Artikel 101, insbesondere Dosen 102, laufen aus dem Vorformierungsbereich 3 in verdichteter Anordnung vA in Transportrichtung TR in den Lagenbildungsbereich 4 ein und gegen das Anschlagelement 8. Wenn alle eine Lagenanordnung 100 bildenden Artikel 101 in den Lagenbildungsbereich 4 eingelaufen sind, wird der Antrieb der Zuführungseinrichtung 2 ausgeschaltet. Zusätzlich wird ein Stopp-Balken 16 von oben auf zumindest die zuvorderst der Lagenanordnung 100 nachfolgenden Artikel 101 aufgedrückt, um zu verhindern, dass diese beispielsweise durch den Staudruck nachfolgender Artikel 101 ebenfalls in den Lagenbildungsbereich 4 übertreten.
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Vorzugsweise wird hierbei ein zumindest geringfügiger Abstand A zwischen den Artikeln 101 der Lagenanordnung 100 innerhalb des Lagenbildungsbereichs 4 den im Vorformierungsbereich 3 nachfolgenden Artikeln 101 ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Zuführungseinrichtung 2 nicht in den Lagenbildungsbereich 4 erstreckt, sondern dass dieser eine eigene Transporteinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, welche beispielsweise durch ein fluchtend an die Zuführungseinrichtung 2 anschließendes Förderband gebildet wird und welche vorzugsweise unabhängig angesteuert werden kann.
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Die Lagenanordnung 100 kann nunmehr über die Handhabungseinrichtung 5 erfasst und auf eine Palette 20 überführt werden. Insbesondere wird eine aus Dosen 102 gebildete Lagenanordnung 100 durch einen als Saugplatte ausgebildeten Lagengreifer 7 erfasst. Dagegen wird eine aus Flaschen gebildete Lagenanordnung 100 vorzugsweise durch einen Lagengreifer 7 umfassend eine Mehrzahl von Tulpengreifern o.ä. erfasst. Zum Absetzen der aus Dosen 102 gebildeten Lagenanordnung 100 wird das Vakuum der Saugplatte wieder aufgehoben und die Dosen 102 somit freigegeben.
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Die schematische Ansicht der 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen 100, während die 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung 1 gemäß 3 verdeutlicht.
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Die hier dargestellte Vorrichtung 1 umfasst ebenfalls eine Zuführungseinrichtung 2, einen Vorformierungsbereich 3 und einen Lagenbildungsbereich 4.
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Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen von Einrichtungen 10 zur Herstellung der verdichtenden Anordnung der Artikel (nicht dargestellt) näher beschrieben. Insbesondere handelt es sich hierbei um Einrichtungen 10, welche dazu ausgebildet sind, oszillierende Bewegungen oder Rüttelbewegungen auf die im ungeordneten Massenstrom zugeführten Artikel (nicht dargestellt) aufzubringen.
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In einer ersten Ausführungsform wird die Einrichtung 10 durch Geländerführungen 11 gebildet, welche die Zuführungseinrichtung 2 seitlich begrenzen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Geländerführungen 11, welche parallel zur Transportrichtung TR der Artikel angeordnet und beweglich ausgebildet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen 11 winkelig zueinander angestellt sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Geländerführungen 11 in Transportrichtung TR aufeinander zulaufend angeordnet sind, so dass sich die Breite der Transportstrecke TS für die Artikel in Transportrichtung TR verjüngt, was die Verdichtung des Artikelstroms zusätzlich unterstützt.
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Die Geländerführungen 11 sind vorzugsweise querbeweglich zur Transportrichtung TR ausgebildet. D.h., die parallel zur Transportrichtung TR angeordneten Geländerführungen 11 können zwischen zwei parallel zur Transportrichtung TR angeordneten Endlagen hin und her bewegt werden. Analoges gilt für winklig angestellte Geländerführungen 11.
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Hierfür ist den Geländerführungen 11 beispielsweise mindestens ein Antriebsmittel 12 zugeordnet, insbesondere ein Motor 13, welcher dazu ausgebildet ist, die oszillierende Bewegung der Geländerführungen 11 quer zur Transportrichtung TR anzutreiben. Insbesondere führen die beiden Geländerführungen 11 jeweils eine in entgegengesetzte Richtungen oszillierende Bewegung durch, d.h., die Geländerführungen 11 bewegen sich jeweils aufeinander zu oder voneinander weg. Dies ist beispielhaft durch den Doppelpfeil quer zur Transportrichtung TR gekennzeichnet.
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Durch die Bewegung der Geländerführungen 11 wird auf die äußeren Artikel des Massenstroms eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung aufgebracht, welche durch die äußeren Artikel an die weiter innen im Massenstrom befindlichen Artikel weitergegeben wird. Die oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung bewirkt, dass die Artikel nicht nur durch die Zuführungseinrichtung 2 in Transportrichtung TR bewegt werden, sondern sich auch mit einer Bewegungskomponente quer zur Transportrichtung TR gegeneinander verschieben, was zu der gewünschten Verdichtung im Artikelstrom führt.
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Weiterhin ist denkbar, dass die Geländerführungen 11 eine oszillierende Bewegung in und entgegen der Transportrichtung TR durchführen, wodurch ebenfalls eine oszillierende Bewegung oder Rüttelbewegung auf die Artikel aufgebracht wird. Auch die Überlagerung von oszillierenden Bewegungen in und entgegen der Transportrichtung TR sowie oszillierenden Bewegungen quer zur Transportrichtung TR kann in vorteilhafter Weise die Verdichtung der in Transportrichtung TR bewegten Artikel bewirken.
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Das Antriebsmittel 12 ist insbesondere mit einer Steuerungseinrichtung 15 der Vorrichtung 1 verbunden, welche Steuerungseinrichtung 15 unter anderem dazu ausgebildet ist, die oszillierende Bewegung der Geländerführungen 11 anzusteuern, insbesondere eine entgegengesetzt gerichtete oszillierende Bewegung der Geländerführungen 11 quer zur Transportrichtung TR.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest bereichsweise unterhalb der Zuführungseinrichtung 2 eine Rüttelplatte 14 angeordnet ist, welche in mechanischer Wirkverbindung mit der Zuführungseinrichtung 2 steht, um eine oszillierende oder rüttelnde Bewegung auf die im Massenstrom zugeführten Artikel aufzubringen. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine oszillierende oder rüttelnde Bewegung mit einer vertikalen Bewegungskomponente, die von unten her auf die Artikel wirkt.
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Weiterhin ist bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 im Vorformierungsbereich 3 ein weiteres, zweites Anschlagelement 17 vorgesehen, welches ebenfalls eine Profilierung 18 aufweist, welche Profilierung 18 die Kontur der vordersten Reihe von Artikeln einer Lagenanordnung nachbildet. Dieses Anschlagelement 17 ist insbesondere bei der Erstbefüllung und/oder dem Erstbetrieb der Vorrichtung 1 notwendig, um die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen.
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Auch zu einem späteren Zeitpunkt kann es notwendig sein, die die Kontur der vorderen Reihe der in verdichtete Anordnung verbrachten Artikel herzustellen, wenn beispielsweise zu wenige Artikel nachgefördert werden. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass sich die verdichtete Anordnung aufgrund von fehlendem seitlichen Druck wieder auflockert.
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Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, dass das Anschlagelement 17 mit einer nach oben gerichteten Bewegung oder mit einer seitlichen Schwenkbewegung o.ä. aus der Transportstrecke TS der Artikel herausgenommen werden kann und nur bei Bedarf innerhalb der Transportstrecke TS angeordnet wird.
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Die schematische Darstellung der 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden und Handhaben von palettierfähigen Lagenanordnungen. Hierbei werden zwei Vorformierungsbereiche 3a, 3b und zwei Lagenbildungsbereiche 4a, 4b abwechselnd von einem Roboter 6 bedient, d.h., zwei Produktlinien werden parallel mit nur einer Handhabungseinrichtung 5 bearbeitet. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Handhabungseinrichtung 5 die Lagenanordnungen schneller erfassen und auf eine jeweilige Palette 20a, 20b verbringen kann, als ausreichend Artikel für neue Lagenanordnungen über eine einzige Zuführungseinrichtung 2 herantransportiert und im Vorformierungsbereich 3 in verdichtete Anordnung verbracht werden können.
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Die 6 zeigt schematisch eine weitere Möglichkeit einer Lagenbildung. Hierbei laufen die Artikel 101, insbesondere Dosen 102, innerhalb eines Lagenbildungsbereichs 4 im Massenstrom MS gegen einen geraden oder profilierten Anlagebalken 19, welcher sich quer zur Transportrichtung TR erstreckt. Dabei bildet sich durch Eindrängeln der Artikel 101 und aufgrund des Staudrucks der nachfolgenden Artikel 101 eine verdichtete Anordnung vA aus.
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Wenn die eine Lagenanordnung 100 bildenden Artikel 101 vollständig in den Lagenbildungsbereich 4 übergetreten sind, wird der Antrieb der Zuführungseinrichtung 2 ausgeschaltet und somit die weitere Zuführung an Artikeln 101 gestoppt. Der Lagengreifer 7 ist im vorliegenden Fall als Greiferkopf 21 mit Rückhalterechen 22 und beweglichen Klemmelementen 23 ausgebildet. Eines der beweglichen Klemmelemente 23a greift an der vorderen Artikelreihe der Lagenanordnung 100, während das andere bewegliche Klemmelement 23b hinter der hinteren Artikelreihe der Lagenanordnung 100 eingeführt wird. Weiterhin befindet sich das gemeinsam mit dem hinteren beweglichen Klemmelement 23b eingeführte Rückhalterechen 22 zwischen diesem hinteren beweglichen Klemmelement 23b und den vordersten nachlaufenden Artikel 101 bzw. Artikelreihe.
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Der Greiferkopf 21 ist derart ausgebildet, dass eine Verziehbewegung innerhalb des Greiferkopfes 21 durchgeführt werden kann, vermittels welcher die Lagenanordnung 101 gemeinsam mit dem Anlagebalken 19 in Transportrichtung TR geschoben wird. Insbesondere werden also die beweglichen Klemmelemente 23,23a,23b gemeinsam und synchron in Transportrichtung TR bewegt, während der Rückhalterechen 22 in seiner Position verbleibt. Somit wird zwischen den die Lagenanordnung 100 bildenden Artikeln 101 und den nachfolgenden Artikeln 101 ein Abstand A ausgebildet, der es ermöglicht, die Lagenanordnung 100 einfach zu erfassen und in eine gewünschte neue Position, beispielsweise auf einer Palette (nicht dargestellt) zu verbringen.
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Insbesondere wird hierzu die Saugplatte des Greiferkopfes 21 aktiviert, welche die Artikel 101 der Lagenanordnung 100 ansaugt, so dass die gesamte Lagenanordnung 100 angehoben und gehandhabt werden kann.
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Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass dem Lagenbildungsbereich 4 ein Vorformierungsbereich (nicht dargestellt) - so wie er im Zusammenhang mit den 1 bis 5 vorbeschrieben wurde - vorgeordnet ist.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind.
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Wenn auch im Zusammenhang der vorstehenden Figurenbeschreibung generell von „schematischen“ Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten Größenverhältnissen der Artikel und/oder Teilen der Vorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2,2a,2b
- Zuführungseinrichtung
- 3,3a,3b
- Vorformierungsbereich
- 4,4a,4b
- Lagenbildungsbereich
- 5
- Handhabungseinrichtung
- 6
- Roboter
- 7
- Lagengreifer
- 8
- Anschlagelement
- 9
- Profilierung
- 10
- Einrichtung
- 11
- Geländerführung
- 12
- Antriebsmittel
- 13
- Motor
- 14
- Rüttelplatte
- 15
- Steuerungseinrichtung
- 16
- Rückhalteelement, Stopp-Balken
- 17
- beweglich ausgebildetes Anschlagelement
- 18
- Profilierung
- 19
- Anlagebalken
- 20.20a,20b
- Palette
- 21
- Greiferkopf
- 22
- Rückhalterechen
- 23a,23b
- bewegliches Klemmelement
- 100
- Lagenanordnung
- 101
- Artikel
- 102
- Dose
- A
- Abstand
- L
- Lücke
- L(M)
- Minimal-Lücke
- MS
- Massenstrom
- TR
- Transportrichtung
- vA
- verdichtete Anordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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