DE4402610A1 - Vorrichtung zum Handhaben von Gruppen von Gegenständen, insbesondere Verpackungsbehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen Transportieren und Absetzen einer Gruppe von Gegenständen mit Zwischenräumen zwischen diesen, insbesondere von (runden) Behältern, wie Dosen, Flaschen und dergleichen, vorzugsweise im Zusammenhang mit dem Füllen oder Entleeren von Verpackungsbehältern.

In der Verpackungstechnik müssen unterschiedliche Gegen­ stände transportiert werden, insbesondere zum Füllen oder Entleeren von Verpackungsbehältern (Kartons). Hierfür werden vielfach Tragvorrichtungen eingesetzt, die mit Saugorganen an der Oberseite der Gegenstände angreifen und diese so erfassen.

Die Erfindung befaßt sich mit der Handhabung solcher Gegen­ stände, die das Ansetzen von Saugorganen an deren Oberseite nicht zulassen. Als Beispiel sind hierfür solche Dosen zu nennen, bei denen für die spätere Handhabung nach dem erstmaligen Öffnen durch den Verbraucher ein gesonderter Kunststoffdeckel mitgeliefert wird. Dieser sitzt lose auf der im übrigen hermetisch geschlossenen Dose. Solche Packungstypen werden vielfach für gemahlenen Röstkaffee eingesetzt. An der Oberseite derartiger Packungen wirkende Saugorgane könnten den Kunststoffdeckel abziehen, so daß die Dose selbst nicht mit erfaßt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen von Gruppen von Gegenständen, insbesondere Packungen bzw. Behälter, vorzuschlagen, bei der die einzelnen Gegenstände zuverlässig und zugleich schonend erfaßt werden können, ohne daß Haltekräfte auf deren Oberseite ausgeübt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrich­ tung dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände einer Gruppe durch in die Zwischenräume zwischen den Gegenständen eintretende Spannorgane seitlich gegeneinander verspannbar und so als Einheit handhabbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden demnach die Gegenstände durch wechselseitiges Abstützen gegeneinander bzw. gegen äußere Stützorgane verspannt, so daß die Gruppe als Einheit handhabbar ist. Zu der Vorrichtung gehören deshalb zum einen feststehende, entsprechend der Formation der Gruppe positionierte Stützorgane und Spannorgane zum Erzeugen quergerichteter Spannkräfte auf der anderen Seite.

Die Spannorgane und Stützorgane treten bei runden Gegen­ ständen, also insbesondere bei Dosen, in die durch die geometrische Gestalt der Gegenstände vorgegebenen Zwischen­ räume bzw. seitliche Lücken ein, so daß sich die Organe der erfindungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen innerhalb der vorgegebenen Außenkontur einer Gruppe von Gegenständen befinden. Dies ist wichtig, wenn die Gruppen in Kartons gesetzt oder diesen entnommen werden sollen.

Stützorgane und Spannorgane sind an einem gemeinsamen Halter angebracht und bilden so einen von oben auf die Gruppe der Gegenstände absetzbaren Kopf, der seinerseits bewegbar an einem Handhabungsgerät angebracht ist, insbe­ sondere am Ausleger- bzw. Gelenkarm eines Roboters.

Die Spannorgane sind vorzugsweise so ausgebildet, daß die seitwärts gerichteten Spannkräfte durch ein Druckmedium, insbesondere Druckluft, erzeugt werden. Dieses dehnt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine elastische Außenum­ hüllung auf, die unter Erzeugung der Spannkraft an Mantel­ flächen der benachbarten Gegenstände anliegt.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausbil­ dung der Spannorgane und der Stützorgane. Ausführungsbei­ spiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Füllstation für zylindrische Dosen im sche­ matischen Grundriß,

Fig. 2 weitere Einzelheiten der Füllstation gemäß Fig. 1 in Seitenansicht bzw. im Querschnitt,

Fig. 3 eine Vorrichtung, nämlich ein Greifkopf, zum Erfassen einer Gruppe von Gegenständen im Hori­ zontalschnitt bei vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine Einzelheit des Greifkopfs gemäß Fig. 3 in Seitenansicht,

Fig. 5 ein Spannorgan als Teil des Greifkopfs im Verti­ kalschnitt,

Fig. 6 ein weiteres Beispiel für die Ausbildung eines Stützorgans als Teil des Greifkopfs in Seitenan­ sicht.

Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spielen geht es um die Handhabung von zylindrischen Dosen, zum Beispiel für die Verpackung von gemahlenem Röstkaffee. Die Dosen 10 weisen an der Oberseite einen Vorsprung auf, bei dem es sich um einen Rand 11 eines (Kunststoff-)Deckels 12 handelt.

Die so ausgebildeten, verschlossenen Dosen sollen in größere Behälter verpackt werden, nämlich in Kartons 13. Deren Abmessungen sind so gewählt, daß Gruppen 14 von bei­ spielsweise zwölf Dosen 10 passend im Karton 13 Aufnahme finden. Die äußeren Dosen 10 der Gruppe 14 haben einen geringen Abstand von Seitenwänden 15 des Kartons 13. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel finden zwei überein­ ander angeordnete Gruppen 14 Aufnahme in einem Karton 13.

Die Gegenstände, nämlich Dosen 10, werden im Bereich einer Verpackungsstation gemäß Fig. 1 und Fig. 2 auf einem Zu­ förderer 16, insbesondere einem Gurtförderer, angeliefert. Die Dosen 10 werden in geordneter Formation, nämlich in Längs- und Querreihen, auf dem Zuförderer 16 transportiert bis an einen Endanschlag 17. Hier bilden sich durch Auf­ stauen der Längsreihen jeweils Gruppen 14 als zu verpacken­ de Einheiten.

Quer zum Zuförderer 16 verläuft ein Kartonförderer 18. Dieser besteht aus einer Bodenplatte 19, auf der die aufge­ falteten, oben offenen Kartons 13 zum Befüllen bereitge­ halten und anschließend abtransportiert werden. Die gefüllten Kartons 13 werden gleitend auf der Bodenplatte 19 bewegt, und zwar durch Seitenförderer 20, 21. Diese bestehen aus je zwei übereinander angeordneten Fördergurten mit quergerichteten Mitnehmern 22 zum Erfassen der Kartons 13 im Bereich rückwärtiger Seitenwände 15.

Die Kartons 13 werden zusammengefaltet nacheinander einem Kartonmagazin 45 entnommen, aufgefaltet und auf dem Karton­ förderer 18 benachbart zum Zuförderer 16 abgestellt. Die Gruppen 14 von Dosen 10 werden nun durch ein Handhabungsge­ rät, nämlich einen Roboter 23, von dem Zuförderer 16 aufge­ nommen, transportiert und dann im oben offenen Karton 13 auf dem Kartonförderer 18 abgesetzt. Der ortsfest instal­ lierte Roboter 23 besteht aus einem Gelenkarm 24 an einem um eine vertikale Achse drehbaren Traggestell 25.

Am freien Ende des Gelenkarms 24 ist eine Handhabungsvor­ richtung zum Erfassen einer Gruppe 14 von Dosen 10 ange­ bracht, nämlich ein Greifkopf 26. Dieser ist über ein Gelenk 27 mit dem freien Ende des Gelenkarms 24 verbunden. Der Greifkopf 26 wird zum Erfassen einer Gruppe 14 von oben her auf diese abgesenkt. Mit der Gruppe 14 wird dann der Greifkopf 26 angehoben. Nach entsprechender Förderbewegung wird die Gruppe 14 durch den Greifkopf 26 im Karton 13 abgesetzt.

Der Greifkopf 26 ist so ausgebildet, daß die Gegenstände, nämlich Dosen 10 der Gruppe 14 ausschließlich im Bereich von (zylindrischen) Mantelflächen 28 der Dosen 10 erfaßt werden. Zu diesem Zweck sind an einem gemeinsamen Träger, im vorliegenden Fall an einer Tragplatte 29, nach unten ragende Organe zum Erfassen der Dosen 10 angeordnet. Es handelt sich dabei zum einen um Spannorgane 30 und zum anderen um Stützorgane 31. Diese im Querschnitt zylin­ drischen oder annähernd zylindrischen Organe treten in Zwischenräume 32 bzw. in seitliche Lücken 33 der Gruppe 14 ein. Die Zwischenräume 32 und Lücken 33 entstehen aufgrund der vorgegebenen Gestalt der Dosen 10 zwischen diesen, auch wenn die Dosen mit ihren Mantelflächen 28 oder den Deckeln 12 aneinander liegen. Die Zwischenräume 32 werden dabei von jeweils vier Dosen begrenzt, während die seitlich liegenden Lücken 33 durch jeweils zwei Dosen gebildet werden.

Die Dosen 10 der Gruppe 14 werden durch seitwärts gerichte­ te Druckkräfte gegeneinander verspannt, so daß sie eine transportable Einheit bilden ohne die Gefahr von Relativ­ bewegungen. Zu diesem Zweck treten die Spannorgane 30 in die Zwischenräume 32 ein und erzeugen durch Querschnittsver­ änderungen Druckkräfte an den Mantelflächen 28 der Dosen 10. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Spann­ organe 30 zylindrische, bolzenartige Organe, die mittels Druckluft den Querschnitt verändern, nämlich erweitern. Zu diesem Zweck ist auf einem festen langgestreckten Kern 34 in einem unteren Teilbereich eine elastische bzw. dehnbare Umhüllung 35 angeordnet. Diese ist mit ihrem oberen Rand 36 luftdicht eingespannt. Der Kern 34 enthält Luftkanäle, nämlich einen Hauptkanal 37 mit quergerichteten Abzweig­ kanälen 38. Durch Zufuhr von Druckluft wird die Umhüllung 35 aufgebläht. Durch das dehnbare Material ergibt sich eine Querschnittserweiterung unter Erhaltung der zylindrischen Form. Die elastische Umhüllung 35 kommt unter Erzeugung von Druck an den Mantelflächen 28 zur Anlage.

Der Kern 34 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 5) mit einem zylindrischen Anschlußstück 39 verbunden, welches seinerseits an der Tragplatte 29 sitzt. Der Haupt­ kanal 37 hat eine Fortsetzung im Bereich des Anschlußstücks 39 und führt zu einer zentralen Druckluftleitung 40. Der Kern 34 ist über eine Gewindekupplung 41 mit dem Anschluß­ stück 39 verbunden. Durch die Gewindekupplung 41 kann auch der flanschartige Rand 36 der Umhüllung 35 dichtend einge­ spannt werden.

Mit den Spannorganen 30 wirken die Stützorgane 31 zusammen. Diese sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel längs des äußeren Bereichs des Greifkopfs 26 angebracht, und zwar in Gestalt von aufrechten Bolzen. In jede Lücke 33 tritt ein solches Stützorgan 31 ein. Darüber hinaus ist an allen vier Ecken - bezogen auf den Karton 13 - ein Stützorgan 31 angeordnet. Die Stützorgane sind die Halte- bzw. Gegen­ organe zu den Spannorganen 30 zum Verspannen der Dosen 10.

Die äußeren Dosen werden gegen die Stützorgane 31 gedrückt. Diese sind, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, so angeordnet, daß die Kontur der Gruppe 14 nur im Bereich der vier Ecken überschritten wird. In diesem Bereich entsteht aber innerhalb des Kartons 13 ohnehin eine Lücke, so daß die Gruppe 14 zwängungsfrei mit dem Greifkopf 26 in den Karton 13 eintreten kann.

Die bolzenförmigen Stützorgane 31 sind beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 4 mit einer an der Mantelfläche 28 anliegen­ den zylindrischen Verdickung 42 versehen. Dadurch befinden sich die Spannkräfte und Reaktionskräfte in gleicher Höhe aufgrund der entsprechenden Anordnung der Umhüllung 35 der Spannorgane 30.

Die Stützorgane 31 können auch beweglich angeordnet sein, wie in Fig. 6 gezeigt. Das Stützorgan 31 ist hier als zwei­ armiger Hebel ausgebildet und über ein Gelenk 43 schwenkbar an der Tragplatte 29 gelagert. Ein ebenfalls gelenkig anschließender, hin- und herbewegbarer Stößel 44 dient zur Bewegung des Stützorgans 31 aus der Stützposition (ausge­ zogene Linien) in eine stützfreie Position (strichpunk­ tiert). Letztere ermöglicht ein erleichtertes Heben und Senken des Greifkopfs 26 relativ zur Gruppe 14 ohne Beein­ trächtigung durch die Deckel 12. Auch bei dem Beispiel gemäß Fig. 6 können die Stützorgane 31 im Querschnitt zylindrisch sein mit einer Abflachung auf der den Dosen 10 zugekehrten Seite. Die Stützorgane 31 können bei dieser Ausführung einzeln oder gruppenweise durch Stößel 44 betätigt werden.

Bezugszeichenliste

10 Dose
11 Rand
12 Deckel
13 Karton
14 Gruppe
15 Seitenwand
16 Zuförderer
17 Endanschlag
18 Kartonförderer
19 Bodenplatte
20 Seitenförderer
21 Seitenförderer
22 Mitnehmer
23 Roboter
24 Gelenkarm
25 Traggestell
26 Greifkopf
27 Gelenk
28 Mantelfläche
29 Tragplatte
30 Spannorgan
31 Stützorgan
32 Zwischenraum
33 Lücke
34 Kern
35 Umhüllung
36 Rand
37 Hauptkanal
38 Abzweigkanal
39 Anschlußstück
40 Druckluftleitung
41 Gewindekupplung
42 Verdickung
43 Gelenk
44 Stößel
45 Kartonmagazin

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Aufnehmen, Transportieren und Ab­ setzen einer Gruppe von Gegenständen mit Zwischenräumen zwischen diesen, insbesondere von (runden) Behältern, wie Dosen, Flaschen und dergleichen, vorzugsweise im Zusammen­ hang mit dem Füllen oder Entleeren von Verpackungsbehäl­ tern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände, insbesondere Dosen (10), einer Gruppe (14) durch in die Zwischenräume (32) zwischen den Gegenständen eintretende Spannorgane (30) seitlich gegeneinander ver­ spannbar und so als Einheit handhabbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Zwischenräume (32) einführbaren Spannorgane (30) durch Veränderung der äußeren Form, insbesondere durch eine Querschnittserweiterung, eine seitwärts gerichtete Druckkraft auf die Gegenstände, insbesondere Dosen (10), übertragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens außenliegende Dosen (10) einer Gruppe (14) durch Stützorgane (31) abgestützt sind, wobei wenigstens einige Stützorgane (31) in zwischen benachbarten Dosen (10) gebildete Lücken (33) eintreten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Formation der Dosen (10) in Längs- und Quer­ reihen an äußeren, benachbart zu Ecken eines Kartons (13) angeordneten Dosen (10) Stützorgane (31) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannorgane (30) durch ein Druckmedium, insbesondere durch Druckluft, formveränderbar sind, vorzugs­ weise durch Aufblasen einer dehnbaren, äußeren Umhüllung (35).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannorgan (30) einen vorzugsweise zylindrischen Kern (34) aufweist, auf dem die dehnbare äußere Umhüllung (35) luftdicht ange­ ordnet ist, wobei im Kern (34) an eine zentrale Druckluft­ leitung (40) angeschlossene Luftkanäle gebildet sind, nämlich ein Hauptkanal (37) und an der Umhüllung (35) mündende Abzweigkanäle (38).

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützorgane (31) querbewegbar sind, insbesondere durch Ausbildung als schwenkbarer, zweiarmiger Hebel.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannorgane (30) und die Stützorgane (31) an einem gemeinsamen Träger ange­ ordnet sind, insbesondere an einer Tragplatte (29), unter Bildung eines Greifkopfs (26), der seinerseits mit einem Förderer verbunden ist, vorzugsweise mit einem Gelenkarm (24) eines Roboters (23).