EP3239080A1 - Stapelmagazin für stückgüter aus flachmaterial - Google Patents
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- EP3239080A1 EP3239080A1 EP16167303.3A EP16167303A EP3239080A1 EP 3239080 A1 EP3239080 A1 EP 3239080A1 EP 16167303 A EP16167303 A EP 16167303A EP 3239080 A1 EP3239080 A1 EP 3239080A1
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Definitions
- the invention relates to a stacking magazine for storing and gravity conveying piece goods made of flat material and corresponding method according to the preambles of claims 1, 12 and 13.
- Flat goods such as folded bags or hoses, and film blanks in general serve as raw material for the packaging of, in particular, liquid products and are provided for the production of the packages in stacking magazines.
- Such magazines are preferably based on a gravity feed by moving the piece goods and for this purpose comprise a magazine shaft with an upper opening for the batch delivery of cargo and with a lower opening for the machine removal of individual cargo, for example by suction.
- bag-shaped piece goods which are longitudinally folded and additionally have an inwardly folded bag bottom. These piece goods are thicker in the area of the bag bottom than at their opposite spout end. Even more pronounced may be differences in thickness of piece goods with one-sided functional elements, such as zippers, membranes or the like, be. When stacking in straight shafts, this results in an upward sloping position of the piece goods, so that only comparatively low stacks are possible.
- a disadvantage of this concept is that the drum curvatures must be adapted to the respective bag thicknesses, that the capacity of such stack magazines is in need of improvement, and that the construction and operation of the rotatable drum are complex.
- a stacking magazine according to claim 1. Accordingly, this includes a magazine shaft for storing and gravity conveyance of piece goods made of flat material, on which an upper opening for particular stacking feeding the cargo, a lower opening for removal of the cargo, and in between at least two opposing lateral shaft boundaries are designed to guide the cargo.
- supporting structures for one-sided support of the piece goods are formed on at least one of the opposing shaft boundaries, stacked one above the other and protruding into the magazine shaft.
- the support structures form one-sided retention floors for the temporary retention of the cargo.
- the support structures are stationary during operation of the stacking magazine.
- the first and second support structures need not be continuously formed only on a certain side of the magazine shaft but could be formed as vertical sections of the magazine shaft each other opposite each other on different sides of the magazine shaft.
- the magazine shaft is suitable both for flat material with a uniform thickness in the lateral extension and for flat material with an asymmetrical thickness in the lateral direction, for example for longitudinally folded bag blanks with a folding in the region of the bag bottom.
- asymmetrical piece goods are meant in particular those which are thicker in the region of a fold, a zipper or a functional membrane than in an opposite end region.
- the lateral extent may be, for example, a longitudinal extent defined between a bag bottom and an opposite spout side, or a transverse extent defined orthogonally thereto.
- Asymmetric piece goods are preferably fed to the magazine shaft such that their thicker ends, such as folded bag bottoms or ends with zippers, Membranes or the like, are guided on the support structures facing away from the shaft boundary. Accordingly, the thinner ends of the cargo can be supported on one side of the support structures. The overlying thinner ends are initially retained by the support structures when moving the stack and finally slip automatically with continued advancement of the leading piece goods from the support structures. This operating principle also works for piece goods with a uniform thickness.
- the piece goods are in particular bag blanks with an inwardly folded bottom area.
- the piece goods are then at the folded end substantially twice as thick as at its opposite end.
- the length of the folded area is one-third to one-tenth of the lateral extent of the piece goods.
- Such bag blanks are preferably made of a thermoplastic material and serve, for example, the packaging of drinks, cosmetics, blood products or the like.
- the piece goods are in particular stand-up pouches which are used in the areas of the food industry, pharmacology or in the field of cosmetics for the absorption of liquid or solid substances.
- Such bags are usually made of plastic films or aluminum-plastic laminates, the edges of which are connected to each other in a suitable manner, in particular by welding.
- the piece goods may also be hoses, foil blanks in general, carton blanks or the like.
- a flat material is to be understood as meaning that the piece goods have at least one side extension that exceeds their thickness by a multiple, in particular at least twenty times.
- the stacking magazine is suitable for substantially rigid flat material, in the sense of self-supporting, as well as for flexible flat material, in the sense of non-self-supporting.
- the support structures form one-sided retention layers and have such a distance from one another in the conveying direction that the piece goods can increasingly tilt when they move on the shaft boundary opposite the support structures until they slip off the support structures into the respective next lower retention layers.
- the piece goods - individually or in sub-stacks - temporarily rest on one side on the supporting structures of a retaining layer.
- the cargo is continuously on leading piece goods.
- the piece goods for example, slip off the supporting structures at an angle of inclination of 1 to 45 °, especially at a tilt angle of 10 to 20 °.
- the angle of inclination is defined at the support point on the support structure.
- the stack is segmented on the support structures and the stack weight is thereby distributed over several retention layers of the magazine shaft.
- a stack retainer formed at the lower end of the magazine shaft is relieved.
- an oblique stacking of asymmetric piece goods can be compensated in stages.
- the support structures are stationary, so that switching mechanisms, conveyor drives, controls or the like for the gravity feed within the magazine shaft are dispensable.
- the support structures are formed in the conveying direction at intervals of 0.1 to 20 mm and / or have a depth of 1 to 10 mm orthogonal to the conveying direction.
- piece goods of varying thickness, asymmetry, bending stiffness and lateral extent can be provided by means of gravity-conveying relieved on a floor-by-floor basis.
- Between the support structures are preferably uniformly spaced in the stacking direction or even sections formed. However, these may also be formed in any vertical distribution patterns within the above range of values.
- the distances in a region immediately above a removal region of the magazine shaft can be specially adapted to the stacking behavior of the piece goods in order to optimize the lowest part of the stack.
- regions of the second shaft boundary opposite the support structures are designed for the sliding guidance of the piece goods and in particular have a roughness of less than 1 mm. This enables a quasi-continuous upward movement of the piece goods at the shaft boundary opposite the support structures.
- the support structures define a clear width for each opposite shaft boundary, which is smaller than an associated or same direction side extent of the cargo.
- piece goods aligned orthogonally to the conveying direction depend reliably on the supporting structures.
- the piece goods overlap in orthogonal alignment with the support structures.
- the clear width is adapted to the side extent of the piece goods or vice versa.
- the support structures are in the form of a substantially horizontally extending toothing or corrugation, in particular consisting of an arbitrary number of horizontally oriented and / or juxtaposed teeth / waves, formed.
- the respective upper tooth flanks then form retention levels.
- the toothing is for example in the form of a horizontal continuous sawtooth or a horizontally oriented series of saw teeth, in particular with substantially horizontal upper tooth flanks.
- Under a corrugation is essentially a toothing with rounded edges to understand.
- the toothing or corrugation is preferably formed with a uniform tooth spacing or shaft spacing. With the help of a toothing or corrugation, the stack of piece goods can be segmented into a plurality of sub-stacks. Similarly, individual cargo may be temporarily supported on the individual retention days.
- a region of the magazine shaft adjoining the lower opening is then preferably without toothing / corrugation, so that the piece goods occupy a reproducible position adjacent to the lower opening, for example with respect to a stack retainer formed there.
- the piece goods can be taken over by a suction pad or the like at a reproducible location.
- the magazine shaft is inclined relative to the vertical by up to 45 °, in particular by up to 30 °. It is then preferably both mutually opposite shaft boundaries inclined parallel to each other such that one of the shaft boundary extends substantially overhanging.
- the overhanging shaft boundary is then preferably that with the support structures.
- the piece goods slip laterally against the shaft boundary opposite the support structures in the sense of a lateral stop.
- the lateral positioning of the cargo at the retention levels is particularly well reproducible. Accordingly, the transition from restraint to slippage of the cargo on the retention levels can be precisely set.
- the shaft boundaries are formed as walls with slots extending in the conveying direction for a lateral access to the cargo.
- This allows, for example, a manual priming, partial filling or refill of the stacking magazine.
- a machine filling of the stacking magazine by means of a suitable for the lateral penetration stacker or the like is conceivable.
- the shaft boundaries could also consist of at least two adjacent guide rails or the like.
- the shaft boundary opposite the support structures can thereby provide a particularly well visible and easily accessible shaft boundary.
- the magazine shaft could in the form of a cage with extending in the conveying direction guide rails, wall segments or the like.
- the magazine shaft consists of at least one plastic injection-molded part and is in particular formed in one piece.
- stacking magazines can be produced inexpensively in large numbers and are particularly suitable as transportable units to transport the piece goods together with the stacking magazines and vorzuhalten and return the stack magazines after emptying and replacement in the product cycle.
- the first manhole boundary is interchangeably fixed to the magazine shaft.
- the magazine shaft can then be easily adapted to different piece goods, in particular for adaptation to the thickness and / or bending stiffness of the piece goods.
- the first and / or second shaft boundary with respect to the magazine shaft is designed to be displaceable orthogonal to the conveying direction.
- the magazine shaft can then be easily adapted to different piece goods, in particular for adaptation to the side extent of the cargo.
- a stack retainer is formed in the region of the lower opening, in particular at least two shaft boundaries.
- the stack retainer is then designed to prevent self-discharge of the stacking magazine due to gravity.
- the lowest cargo lies on the stack retainer in such a way that the lowest part stack can not fall out of the magazine shaft. Rather, the stack retainer is designed so that the lowest piece goods can be pulled out of the lower opening and / or out of the stack retainer by a suction gripper or other gripping mechanism.
- a suction gripper or other gripping mechanism is designed so that the lowest piece goods can be pulled out of the lower opening and / or out of the stack retainer by a suction gripper or other gripping mechanism.
- the stacking magazine further comprises at least one suction gripper for the individual removal of the piece goods from the stack retainer.
- Suction grippers are suitable for different materials, such as plastic films, cardboard or the like and allow a controlled transfer of cargo for further processing.
- a method according to claim 12 is used for separating piece goods made of flat material, in particular foil blanks or bag blanks, wherein a stacking magazine filled with the piece goods is docked according to at least one of the previous embodiments in the working area of a removal device, which in particular comprises at least one suction pad, and wherein the piece goods by means of the removal device be taken individually.
- the stacking magazine is also exchanged during or after removal of the piece goods against another filled with piece goods stack magazine. As a result, a filling of the piece goods in the stacking magazine in the working area of the separation is unnecessary.
- the filled stacking magazines are therefore provided as transportable units, wherein the piece goods are secured against falling out of the stacking magazines, for example by stack retainers, covers and / or transport packaging. Emptied stacking magazines can be reused.
- a corresponding docking station with suitable guides, releasable anchors or the like is formed in the region of the removal device for the stacking magazines.
- two alternately operable docking stations and / or two alternately operable removal devices are present. This allows a flying change between a deflated and a filled stacking magazine and thus a continuous separation of the piece goods, for example, for a further transport of the separated piece goods as a continuous product flow to machines for the production of beverage packaging and / or for filling a beverage or other product.
- this serves for the storage and gravity of piece goods made of flat material, in particular foil blanks or bags.
- the piece goods are fed in particular in batches to a magazine shaft with two opposite lateral shaft boundaries from above.
- According to the piece goods are supplied so that a lateral extent of the cargo is greater than one of these associated clear width of the magazine shaft, which is defined between floor-by-floor in the magazine shaft projecting support structures and the respective opposite shaft boundary.
- one end of the cargo is temporarily retained by the support structures, while the opposite end of the cargo moves on leading piece goods lying behind. The rearward movement is caused by a single removal of the lowest piece goods.
- the piece goods incline by advancing the leading piece goods so far that they slip off of the support structures in retaining tiers formed underneath or a removal area of the magazine shaft.
- the piece goods are held in the region of a lower opening of the magazine shaft stacked against falling out, and the piece goods are withdrawn individually from the lower opening, with advancement of trailing piece goods.
- the piece goods reliably and singly on the stack retainer while avoiding high support weights.
- the piece goods are supplied with an extension in the direction of the clear width, which is 0.1% to 5% larger than the inside width. This allows for differently thick and / or rigid piece goods a floor-wise retention on the support structures and reliable slipping of the support structures by tilting.
- the piece goods are preferably bag blanks, in particular those with the bottom folded inwards, and are guided with their bottom side on the shaft boundary opposite the support structures.
- oblique stacking due to asymmetrical wall thickness distribution on the individual retention days can be compensated.
- the thickness of the piece goods is at most 5% of the lateral extent, in particular at most 1%.
- the thickness of the piece goods is defined here by their maximum value, which is present for example in the region of an inwardly folded film section.
- Such piece goods are particularly suitable for floor-by-level gravity conveying by means of supporting structures, which are designed substantially as a horizontally extending toothing or corrugation.
- the stacking magazine 1 comprises a magazine shaft 2 for storing and gravity of piece goods 3 made of flat material.
- a magazine shaft 2 for storing and gravity of piece goods 3 made of flat material.
- an upper opening 4 for the particular batch-wise feeding of the piece goods 3 and a lower opening 5 for the individual removal of the piece goods 3 is formed.
- the magazine shaft 2 comprises a first lateral shaft boundary 6 for the one-sided retention of individual piece goods 3 or of sub-stacks 3a consisting of piece goods 3.
- the magazine shaft 2 further comprises an opposite second lateral shaft boundary 7 for the sliding guidance of the piece goods 3 or partial stack 3a.
- the first shaft boundary 6 comprises support structures 8 arranged on one another in a stack with supporting surfaces 8a for the positive retention of unit loads 3 with a side extension 9.
- the support structures 8 are designed, for example, as a substantially horizontally oriented toothing 8b.
- At least one stack retainer 10 is formed, which prevents the loaded stacking magazine 1 from being discharged by itself downwards due to the influence of gravity.
- the stack retainer 10 comprises at least two support surfaces 10a for a lower part stack 3b, which is received by a removal region 2a formed at the lower end of the magazine shaft 2 without support structures 8.
- the lateral shaft boundaries 6, 7 are interconnected by shaft walls 11 or similar structures, of which in the FIG. 1 only one example is shown.
- first and second manhole boundary 6, 7 and / or in the connecting shaft walls 11 are each opposite each other and in the conveying direction 12 extending recesses 13 which allow a lateral penetration into the interior of the magazine shaft 2, for example, a stack of piece goods 3 in insert the magazine slot 2.
- the support structures 8 are formed in tiers in the magazine shaft 2.
- the bearing surfaces 8a of the support structures 8 form retaining floors 14, which temporarily restrain individual piece goods 3 or partial stacks 3a during the conveyance of gravity.
- the bearing surfaces 8a are arranged at vertical distances 15 from each other, which are adapted to the side extension 9, a thickness 16 and / or a flexural rigidity of the piece goods 3.
- the first shaft boundary 6, for example, at least two preferably vertical or tilted with respect to the vertical rails 6b, where the support structures 8 are formed in the form of Kragkonsolen or the like.
- the shaft boundaries 6, 7 and the shaft walls 11 may be formed substantially as a cage, which then preferably in the region of the second shaft boundary 7 further (only schematically indicated) guide rails 7b or the like for sliding guidance of the cargo 3 comprises.
- the magazine shaft 2 may, in principle, have an arbitrary cross-section, provided that shaft walls 6, 7 lying opposite one another are suitably adapted to the shaping, thickness and / or flexural rigidity of the piece goods 3 and, moreover, comprise retaining tiers 14 on one side.
- the magazine shaft 2 could be inclined to the vertical, provided that an upward movement of the cargo 3 is given by gravity.
- the inclination to the vertical is then for example up to 45 °, in particular up to 30 °.
- the removal of the individual piece goods 3 from the magazine shaft 2 is preferably carried out in the conveying direction 12, but in particular in rigid piece goods 3 in an orthogonal direction 17 is possible, for example by means of transport rollers, suction pads or the like.
- FIGS. 3A and 3B illustrate schematically the function of the stacking magazine 1.
- the support structures 8 form with their support surfaces 8a an upper retention floor 14a and a lower retention floor 14b. Below this is the removal area 2a, in which a lower part stack 3b rests on the stack retainer 10.
- the piece goods 3 are shown by way of example as bag blanks with a fold 3c in the region of the bag bottom. Consequently, the piece goods 3 in the area of the folding have an (exaggerated) thickness 16, which is greater than at the opposite spout end of the bag blank. Accordingly, the thickness 16 of the piece goods 3 is distributed asymmetrically along the side extension 9.
- the support structures 8 have a depth 18 of preferably 1 to 10 mm orthogonal to the conveying direction 12th
- a clear width 19 is defined, which is smaller than the (in orthogonal orientation to the conveying direction 12) directionally defined side extension 9 of the piece goods.
- Piece goods 3 with asymmetric thickness distribution are temporarily retained in a form-fitting manner at their thinner ends 3d by the support structures 8 on the retention planes 14, 14a, 14b.
- the thicker ends 3e of the piece goods 3 are continuously in contact with each other during the gravity feed and can slide down freely on the second shaft boundary 7, so that they move downward with each removal 20 of a piece 3 by gravity about a conveying position.
- FIG. 3B shows a state in which the bottom two piece goods 3 of the FIG. 3A were removed from the removal area 2a by means of a removal device 21, for example by means of a suction gripper.
- the removal of 20 flexible piece goods 3 takes place For example, in the conveying direction 12, in which the piece goods 3 are pulled out of the stack retainer 10.
- sampling devices 21 and associated actuating mechanisms is known per se and therefore not explained in detail.
- Block-wise retention 22 and nachschreiben 23 are in the Fig. 3B indicated by arrows.
- the rearward movement at the second shaft boundary 7 directly caused by removal 20 of piece goods 3 leads either to a retention 22 on the respective support structures 8 or to a floor-by-side upward movement 23 into the next lower retention floor 14.
- the piece goods 3 thus alternate on the side of the first pit boundary 6 phases of the retention 22 and phases of the Nachschreibens 23 from.
- the tag structures 8 in this case compensate for an asymmetrical thickness distribution of the piece goods 3 and thus enable reliable and uniform gravity conveying the cargo 3 over the entire length of the magazine shaft 2 in a rectilinear upright magazine shaft 2 nonetheless, a functionally equivalent gravity feed even with a uniform thickness distribution of General cargo 3 given.
- the side extension 9 of the piece goods 3 by 0.1 to 5% larger than the inside width 19.
- the extension 9 may be smaller in rigid piece goods 3 as flexible piece goods 3, such as foil blanks, foil bags or the like.
- the first and second shaft boundary 6, 7 can be inclined by up to 45 ° with respect to the vertical, in particular by up to 30 °.
- the first shaft boundary 6 is then formed in particular substantially overhanging. Consequently, the piece goods 3 slide laterally against the second shaft boundary 7, which consequently acts as a lateral stop for the piece goods 3.
- an opposite inclination of the magazine shaft 2 would be conceivable.
- the first shaft boundary 6 can also be designed to be exchangeable on the stacking magazine 1 in order to adapt it to different piece goods 3 with a low material expenditure and workload.
- the stacking magazine 1 can be quickly anchored in the region of the removal device 21 in order, for example, to replace empty stacking magazines 1 with stocked ready-made stacking magazines 1.
- suitable carrying racks, guides, couplings or the like for stack magazines 1 are known in principle and therefore not shown.
- stack retainer 10 Due to the fact that the piece goods 3 rest on the support structures 8 in tiers, the stack retainer 10 is only loaded by the lower part stack 3b. Thus, stack retainer 10 and suction pad 21 can work with relatively little effort. This reduces the expenditure on equipment and the wear for or at the removal 20.
- the stack magazines 1 can be kept ready stocked and docked in the removal device 21.
- the piece goods 3 By successively removing 20 individual piece goods 3 in the area of the stack retainer 10, the piece goods 3 move immediately on their ends 3e facing the second shaft boundary 7. Depending on the thereby resulting on the support structures 8 angle of inclination ⁇ of cargo 3, they are retained on one side of the support structures 8 or slip from these unilaterally in the next lower retention 14 days.
- the piece goods slip when exceeding a predetermined inclination angle ⁇ from 1 to 45 °, in particular from 5 to 30 ° from.
- the separation of the piece goods 3 takes place in the area of the stack retainer 10 with a comparatively small amount of force.
- the removed piece goods 3 can therefore be reliably fed to their further processing.
- the stacking magazine 1 is either refilled on-site during the ongoing separation or exchanged for a finished with piece goods 3 stacking magazine 1.
- An exchange is preferably carried out after complete emptying of the respective stacking magazine 1 and / or is particularly advantageous in alternating operation in the region of the removal device 21 temporally overlapping docked stack magazines 1 possible.
- the floor-wise gravity conveying requires no movable conveyor between the upper opening 4 and the lower opening 5 of the magazine shaft 2. This simplifies the inspection in the magazine shaft 2 and a passage for loading the magazine shaft 2. Similarly, sources of danger are minimized by moving machine parts.
- the stacking magazine 1 is also particularly easy to clean.
- the stacking magazine 1 can be formed as a multi-format magazine with little mechanical effort, since, for example, the clear width 19 can be adjusted orthogonally to the conveying direction 12 by simply displacing the first and / or second shaft boundary 6, 7.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)
- Warehouses Or Storage Devices (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Stapelmagazin zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern aus Flachmaterial und entsprechende Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 12 und 13.
- Stückgüter aus Flachmaterial, wie beispielsweise gefaltete Beutel oder Schläuche sowie Folienzuschnitte im Allgemeinen dienen als Rohmaterial für die Verpackung von insbesondere flüssigen Produkten und werden für die Herstellung der Verpackungen in Stapelmagazinen bereitgestellt. Derartige Magazine basieren vorzugsweise auf einer Schwerkraftförderung durch Nachrücken der Stückgüter und umfassen zu diesem Zweck einen Magazinschacht mit einer oberen Öffnung zum stapelweisen Zuführen der Stückgüter und mit einer unteren Öffnung zur maschinellen Entnahme einzelner Stückgüter, beispielsweise mittels Ansaugmechanismen.
- Besonders hohe Anforderungen bestehen bei beutelförmigen Stückgütern, die längsgefaltet vorliegen und zusätzlich einen nach innen eingefalteten Beutelboden aufweisen. Diese Stückgüter sind im Bereich des Beutelbodens dicker als an ihrem entgegengesetzten Ausgussende. Noch ausgeprägter können derartige Dickenunterschiede bei Stückgütern mit einseitig ausgebildeten Funktionselementen, wie beispielsweise Reißverschlüssen, Membranen oder dergleichen, sein. Beim Stapeln in geraden Schächten folgt daraus eine nach oben hin zunehmende Schrägstellung der Stückgüter, so dass nur vergleichsweise niedrige Stapel möglich sind.
- Um eine größere Anzahl derartiger Stückgüter automatisch in einem Stapelmagazin bereitstellen zu können, schlägt die
DE 101 25 501 A1 einen trommelartigen Magazinschacht mit zwei einander gegenüberliegenden bogenförmig gekrümmten Schachtwänden vor. Die dickeren Beutelböden werden dann an der Schachtwand mit dem größeren Krümmungsradius geführt. Für eine Schwerkraftförderung der Stückgüter wird der trommelförmige Magazinschacht schließlich schrittweise weiter gedreht. - Nachteilig ist an diesem Konzept, dass die Trommelkrümmungen an die jeweiligen Beuteldicken angepasst werden müssen, dass die Kapazität auch derartiger Stapelmagazine verbesserungswürdig ist, und dass die Konstruktion und der Betrieb der drehbaren Trommel aufwändig sind.
- Es besteht daher der Bedarf für ein Stapelmagazin und ein Verfahren zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern aus Flachmaterial, bei denen die oben genannten Schwierigkeiten zumindest teilweise überwunden werden können. Insbesondere ist es wünschenswert, Stapelmagazine mit einer möglichst einfachen Konstruktion und geringer Anzahl bewegter Komponenten bereitzustellen.
- Die gestellte Aufgabe wird mit einem Stapelmagazin nach Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst dieses einen Magazinschacht zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern aus Flachmaterial, an dem eine obere Öffnung zum insbesondere stapelweisen Zuführen der Stückgüter, eine untere Öffnung zur Entnahme der Stückgüter, und dazwischen wenigstens zwei einander gegenüberliegende seitliche Schachtbegrenzungen zur Führung der Stückgüter ausgebildet sind.
- Erfindungsgemäß sind an wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Schachtbegrenzungen etagenförmig übereinander angeordnete und in den Magazinschacht ragende Tragstrukturen zum einseitigen Abstützen der Stückgüter ausgebildet. Die Tragstrukturen bilden einseitige Rückhalteetagen zum vorübergehenden Rückhalten der Stückgüter aus. Die Tragstrukturen sind beim Betrieb des Stapelmagazins stationär.
- Die ersten und zweiten Tragstrukturen müssen nicht durchgehend nur auf einer bestimmten Seite des Magazinschachts ausgebildet sein sondern könnten als vertikale Teilabschnitte des Magazinschachts einander jeweils gegenüberliegend an unterschiedlichen Seiten des Magazinschachts ausgebildet sein.
- Der Magazinschacht eignet sich sowohl für Flachmaterial mit in Seitenerstreckung einheitlicher Dicke als auch für Flachmaterial mit in Seitenerstreckung asymmetrischer Dicke, wie beispielsweise für längsgefaltete Beutelrohlinge mit einer Einfaltung im Bereich des Beutelbodens. Unter asymmetrischen Stückgütern sind insbesondere solche gemeint, die im Bereich einer Einfaltung, eines Reißverschlusses oder einer Funktionsmembran dicker sind als in einem entgegengesetzten Endbereich.
- Unter der Seitenerstreckung der Stückgüter ist stets diejenige gemeint, die sich im Stapelmagazin von der ersten zur zweiten Schachtbegrenzung erstreckt. Die Seitenerstreckung kann beispielsweise eine zwischen einem Beutelboden und einer entgegengesetzten Ausgussseite definierte Längserstreckung sein oder eine orthogonal dazu definierte Quererstreckung. Durch Stapeln mit einer von der ersten zur zweiten Schachtbegrenzung verlaufenden Quererstreckung lässt sich beispielsweise vermeiden, dass sich langgestreckte Stückgüter beim Abstützen an den Tragstrukturen auf unerwünschte Weise durchbiegen.
- Asymmetrische Stückgüter werden dem Magazinschacht vorzugsweise derart zugeführt, dass ihre dickeren Enden, wie beispielsweise eingefaltete Beutelböden oder Enden mit Reißverschlüssen, Membranen oder dergleichen, an der den Tragstrukturen abgewandten Schachtbegrenzung geführt werden. Entsprechend können sich die dünneren Enden der Stückgüter einseitig an den Tragstrukturen abstützen. Die aufliegenden dünneren Enden werden von den Tragstrukturen beim Nachrücken des Stapels zunächst zurückgehalten und rutschen schließlich bei fortgesetztem Nachrücken der vorauslaufenden Stückgüter automatisch von den Tragstrukturen ab. Dieses Wirkprinzip funktioniert auch bei Stückgütern mit gleichmäßiger Dicke.
- Die Stückgüter sind insbesondere Beutelrohlinge mit einem nach innen eingefalteten Bodenbereich. Die Stückgüter sind dann am eingefalteten Ende im Wesentlichen doppelt so dick wie an ihrem entgegengesetzten Ende. Beispielsweise beträgt die Länge des eingefalteten Bereichs ein Drittel bis ein Zehntel der Seitenerstreckung der Stückgüter. Derartige Beutelrohlinge bestehen vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff und dienen beispielsweise der Verpackung von Getränken, Kosmetikartikeln, Blutkonserven oder dergleichen. Die Stückgüter sind insbesondere Standbodenbeutel, die in den Bereichen der Lebensmittelindustrie, der Pharmakologie oder im Bereich der Kosmetik zur Aufnahme von flüssigen oder festen Substanzen eingesetzt werden. Derartige Beutel bestehen zumeist aus Kunststofffolien oder Aluminium-Kunststofflaminaten, deren Ränder in geeigneter Weise, insbesondere durch Verschweißen, miteinander verbunden sind. Die Stückgüter können aber auch Schläuche, Folienzuschnitte im Allgemeinen, Kartonzuschnitte oder dergleichen sein.
- Allgemein ist unter einem Flachmaterial zu verstehen, dass die Stückgüter wenigstens eine Seitenerstreckung aufweisen, die ihre Dicke um ein Vielfaches übersteigt, insbesondere wenigstens um das Zwanzigfache.
- Das Stapelmagazin eignet sich sowohl für im Wesentlichen starres Flachmaterial, im Sinne von selbsttragend, als auch für biegsames Flachmaterial, im Sinne von nicht selbsttragend.
- Vorzugsweise bilden die Tragstrukturen einseitige Rückhalteetagen aus und weisen in Förderrichtung einen derartigen Abstand voneinander auf, dass sich die Stückgüter bei einem Nachrücken an der den Tragstrukturen entgegengesetzten Schachtbegrenzung zunehmend neigen können, bis sie von den Tragstrukturen in die jeweils nächsttiefere Rückhalteetage abrutschen. Bei der Schwerkraftförderung liegen die Stückgüter - einzeln oder in Teilstapeln - auf den Tragstrukturen einer Rückhalteetage vorübergehend einseitig auf. An ihren entgegengesetzten Enden liegen die Stückgüter durchgehend auf vorauslaufenden Stückgütern auf.
- Bezogen auf die Horizontale oder eine zur Förderrichtung orthogonale Ebene rutschen die Stückgüter beispielsweise bei einem Neigungswinkel von 1 bis 45° von den Tragstrukturen ab, insbesondere bei einem Neigungswinkel von 10 bis 20°. Bei biegsamen Stückgütern ist der Neigungswinkel am Auflagepunkt an der Tragstruktur definiert.
- Der Stapel wird an den Tragstrukturen segmentiert und das Stapelgewicht dadurch auf mehrere Rückhalteetagen des Magazinschachts verteilt. Dadurch wird insbesondere ein am unteren Ende des Magazinschachts ausgebildeter Stapelrückhalter entlastet. Ferner lässt sich eine schräge Stapelung asymmetrischer Stückgüter etagenweise kompensieren. Die Tragstrukturen sind stationär, so dass Schaltmechanismen, Förderantriebe, Steuerungen oder dergleichen für die Schwerkraftförderung innerhalb des Magazinschachts entbehrlich sind.
- Vorzugsweise sind die Tragstrukturen in Förderrichtung in Abständen von 0,1 bis 20 mm ausgebildet und/oder haben eine Tiefe von 1 bis 10 mm orthogonal zur Förderrichtung. Innerhalb der obigen Wertebereiche lassen sich Stückgüter unterschiedler Dicke, Asymmetrie, Biegesteifigkeit und Seitenerstreckung (zwischen den seitlichen Schachtbegrenzungen) mittels etagenweise entlasteter Schwerkraftförderung bereitstellen. Zwischen den Tragstrukturen sind vorzugsweise in Stapelrichtung durchgehend oder auch nur abschnittsweise einheitliche Abstände ausgebildet. Diese können jedoch auch in beliebigen vertikalen Verteilungsmustern innerhalb des obigen Wertebereichs ausgebildet sein. Ebenso können die Abstände in einem Bereich unmittelbar oberhalb eines Entnahmebereichs des Magazinschachts speziell an das Stapelverhalten der Stückgüter angepasst sein, um den untersten Teilstapel zu optimieren.
- Vorzugsweise sind den Tragstrukturen gegenüber liegende Bereiche der zweiten Schachtbegrenzung zur gleitenden Führung der Stückgüter ausgebildet und weisen insbesondere eine Rauheit von weniger als 1 mm auf. Dies ermöglicht ein quasi-kontinuierliches Nachrücken der Stückgüter an der den Tragstrukturen gegenüberliegenden Schachtbegrenzung.
- Vorzugsweise definieren die Tragstrukturen zur jeweils gegenüberliegenden Schachtbegrenzung eine lichte Weite, die kleiner ist als eine zugeordnete bzw. richtungsgleiche Seitenerstreckung der Stückgüter. Somit stützen sich beispielsweise orthogonal zur Förderrichtung ausgerichtete Stückgüter zuverlässig auf den Tragstrukturen ab. Anders gesagt überlappen die Stückgüter bei orthogonaler Ausrichtung mit den Tragstrukturen. Bei zunehmender Schrägstellung der Stückgüter rutschen diese an der freien Oberkante der Tragstrukturen nach unten und rutschen schließlich auf die nächsttiefere Rückhalteetage ab. Für eine etagenweise Schwerkraftförderung der Stückgüter wird die lichte Weite an die Seitenerstreckung der Stückgüter angepasst oder umgekehrt.
- Vorzugsweise sind die Tragstrukturen in Form einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Zahnung oder Wellung, insbesondere bestehend aus einer beliebigen Anzahl horizontal ausgerichteter und/oder aneinander gereihter Zähne / Wellen, ausgebildet. Die jeweils oberen Zahnflanken bilden dann Rückhalteetagen aus. Die Zahnung ist beispielsweise in Form eines horizontal durchgehenden Sägezahns oder einer horizontal ausgerichteten Reihe von Sägezähnen ausgebildet, insbesondere mit im Wesentlichen horizontalen oberen Zahnflanken. Unter einer Wellung ist im Wesentlichen eine Zahnung mit abgerundeten Kanten zu verstehen. Die Zahnung oder Wellung ist vorzugsweise mit einem einheitlichen Zahnabstand beziehungsweise Wellenabstand ausgebildet. Mit Hilfe einer Zahnung oder Wellung lässt sich der Stapel aus Stückgütern in eine Vielzahl von Teilstapeln segmentieren. Ebenso können sich einzelne Stückgüter an den einzelnen Rückhalteetagen vorübergehend abstützen.
- Ein an die untere Öffnung angrenzender Bereich des Magazinschachts ist dann vorzugsweise ohne Zahnung / Wellung ausgebildet, so dass die Stückgüter angrenzend an die untere Öffnung eine reproduzierbare Lage einnehmen, beispielsweise bezüglich eines dort ausgebildeten Stapelrückhalters. Somit können die Stückgüter von einem Sauggreifer oder dergleichen an einer reproduzierbaren Stelle übernommen werden.
- Vorzugsweise ist der Magazinschacht gegenüber der Vertikalen um bis zu 45° geneigt, insbesondere um bis zu 30°. Es sind dann vorzugsweise beide einander gegenüberliegenden Schachtbegrenzungen derart parallel zueinander geneigt, dass eine der Schachtbegrenzung im Wesentlichen überhängend verläuft. Die überhängende Schachtbegrenzung ist dann vorzugsweise diejenige mit den Tragstrukturen. Folglich rutschen die Stückgüter seitlich gegen die den Tragstrukturen gegenüberliegende Schachtbegrenzung im Sinne eines seitlichen Anschlags. Dadurch ist die seitlich Positionierung der Stückgüter an den Rückhalteetagen besonders gut reproduzierbar. Entsprechend lässt sich der Übergang vom Zurückhalten zum Abrutschen der Stückgüter an den Rückhalteetagen präzise vorgeben.
- Vorzugsweise sind die Schachtbegrenzungen als Wände mit in Förderrichtung verlaufenden Schlitzen für einen seitlichen Durchgriff zu den Stückgütern ausgebildet. Dies ermöglicht beispielsweise eine manuelle Grundbefüllung, Teilbefüllung oder Nachbefüllung des Stapelmagazins. Ebenso ist eine maschinelle Befüllung des Stapelmagazins mit Hilfe eines für den seitlichen Durchgriff geeigneten Staplers oder dergleichen denkbar.
- Die Schachtbegrenzungen könnten ebenso aus jeweils wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Führungsschienen oder dergleichen bestehen. Insbesondere für die den Tragstrukturen gegenüberliegenden Schachtbegrenzung lässt sich dadurch eine besonders gut einsehbare und gut zugängliche Schachtbegrenzung bereitstellen. Anders gesagt, könnte der Magazinschacht in Form eines Käfigs mit in Förderrichtung verlaufenden Führungsschienen, Wandsegmenten oder dergleichen ausgebildet sein.
- Vorzugsweise besteht der Magazinschacht aus wenigstens einem Kunststoff-Spritzgussteil und ist insbesondere einstückig ausgebildet. Derartige Stapelmagazine lassen sich kostengünstig in großen Stückzahlen herstellen und eignen sich insbesondere als transportable Einheiten, um die Stückgüter gemeinsam mit den Stapelmagazinen zu transportieren und vorzuhalten und die Stapelmagazine nach Entleerung und Austausch in den Produktkreislauf zurückzuführen.
- Vorzugsweise ist die erste Schachtbegrenzung austauschbar an dem Magazinschacht befestigt. Der Magazinschacht kann dann einfach an unterschiedliche Stückgüter angepasst werden, insbesondere zur Anpassung an die Dicke und/oder Biegesteifigkeit der Stückgüter.
- Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite Schachtbegrenzung bezüglich des Magazinschachts orthogonal zur Förderrichtung verschiebbar ausgebildet. Der Magazinschacht kann dann einfach an unterschiedliche Stückgüter angepasst werden, insbesondere zur Anpassung an die Seitenerstreckung der Stückgüter.
- Vorzugsweise ist im Bereich der unteren Öffnung, insbesondere an wenigstens zwei Schachtbegrenzungen, ein Stapelrückhalter ausgebildet. Der Stapelrückhalter ist dann so ausgebildet, dass er eine Selbstentladung des Stapelmagazins aufgrund der Schwerkraft verhindert. Das unterste Stückgut liegt derart auf dem Stapelrückhalter auf, dass der unterste Teilstapel nicht aus dem Magazinschacht fallen kann. Vielmehr ist der Stapelrückhalter so ausgebildet, dass das unterste Stückgut von einem Sauggreifer oder anderweitigen Greifmechanismus aus der unteren Öffnung und/oder aus dem Stapelrückhalter herausgezogen werden kann. Somit wird eine kontrollierte Entnahme einzelner Stückgüter ermöglicht.
- Vorzugsweise umfasst das Stapelmagazin ferner wenigstens einen Sauggreifer zur Einzelentnahme der Stückgüter aus dem Stapelrückhalter. Sauggreifer eignen sich für unterschiedliche Materialien, wie beispielsweise Kunststofffolien, Kartonagen oder dergleichen und ermöglichen eine gesteuerte Übergabe der Stückgüter zur weiteren Verarbeitung.
- Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einem Verfahren nach Anspruch 12 gelöst. Demnach dient dieses zum Vereinzeln von Stückgütern aus Flachmaterial, insbesondere von Folienzuschnitten oder Beutelrohlingen, wobei ein mit den Stückgütern gefülltes Stapelmagazin nach wenigstens einer der vorigen Ausführungsformen im Arbeitsbereich einer Entnahmevorrichtung angedockt wird, die insbesondere wenigstens einen Sauggreifer umfasst, und wobei die Stückgüter mittels der Entnahmevorrichtung einzeln entnommen werden. Das Stapelmagazin wird ferner bei oder nach Entnahme der Stückgüter gegen ein weiteres mit Stückgütern gefülltes Stapelmagazin ausgetauscht. Dadurch wird ein Einfüllen der Stückgüter in das Stapelmagazin im Arbeitsbereich der Vereinzelung entbehrlich.
- Die gefüllten Stapelmagazine werden demnach als transportable Einheiten bereitgestellt, wobei die Stückgüter beispielsweise durch Stapelrückhalter, Deckel und/oder Transportverpackungen gegen ein Herausfallen aus den Stapelmagazinen gesichert sind. Entleerte Stapelmagazine können wiederverwendet werden.
- Für die Stapelmagazine ist beispielsweise eine entsprechende Andockstation mit geeigneten Führungen, lösbaren Verankerungen oder dergleichen im Bereich der Entnahmevorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise sind zwei abwechselnd betreibbare Andockstationen und/oder zwei abwechselnd betreibbare Entnahmevorrichtungen vorhanden. Dadurch wird ein fliegender Wechsel zwischen einem entleerten und einem gefüllten Stapelmagazin ermöglicht und damit eine kontinuierliche Vereinzelung der Stückgüter, beispielsweise für einen Weitertransport der vereinzelten Stückgüter als kontinuierlicher Produktstrom zu Maschinen für die Herstellung von Getränkeverpackungen und/oder zum Abfüllen eines Getränks oder anderweitigen Produkts.
- Die gestellte Aufgabe wird ebenso mit einem Verfahren nach Anspruch 13 gelöst. Demnach dient dieses zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern aus Flachmaterial, insbesondere von Folienzuschnitten oder Beuteln. Die Stückgüter werden insbesondere stapelweise einem Magazinschacht mit zwei einander gegenüberliegenden seitlichen Schachtbegrenzungen von oben zugeführt. Erfindungsgemäß werden die Stückgüter derart zugeführt, dass eine seitliche Erstreckung der Stückgüter größer ist als eine dieser zugeordnete lichte Weite des Magazinschachts, die zwischen etagenweise in den Magazinschacht ragenden Tragstrukturen und der jeweils gegenüberliegenden Schachtbegrenzung definiert ist. Ferner wird bei der Schwerkraftförderung ein Ende der Stückgüter vorübergehend von den Tragstrukturen zurückgehalten, während das entgegengesetzte Ende der Stückgüter auf vorauslaufenden Stückgütern aufliegend nachrückt. Das Nachrücken wird durch eine Einzelentnahme des jeweils untersten Stückguts verursacht.
- Vorzugsweise neigen sich die Stückgüter durch Nachrücken der vorauslaufenden Stückgüter so weit, dass sie von den Tragstrukturen in darunter ausgebildete Rückhalteetagen oder einen Entnahmebereich des Magazinschachts abrutschen.
- Vorzugsweise werden die Stückgüter im Bereich einer unteren Öffnung des Magazinschachts gestapelt gegen ein Herausfallen zurückgehalten, und die Stückgüter werden aus der unteren Öffnung unter Nachrücken nachlaufender Stückgüter einzeln herausgezogen. Somit lassen sich die Stückgüter zuverlässig und unter Vermeidung hoher Auflagegewichte auf dem Stapelrückhalter vereinzeln.
- Vorzugsweise werden die Stückgüter mit einer Erstreckung in Richtung der lichten Weite zugeführt, die 0,1 % bis 5% größer ist als die lichte Weite. Dies ermöglicht für unterschiedlich dicke und/oder biegesteife Stückgüter ein etagenweises Rückhalten an den Tragstrukturen und ein zuverlässiges Abrutschen von den Tragstrukturen durch Schrägstellen.
- Vorzugsweise sind die Stückgüter Beutelrohlinge, insbesondere solche mit nach innen gefaltetem Boden, und werden mit ihrer Bodenseite an der den Tragstrukturen entgegengesetzten Schachtbegrenzung geführt. Somit lässt sich eine Schrägstapelung aufgrund asymmetrischer Wanddickenverteilung an den einzelnen Rückhaltetagen kompensieren. Es ist aber auch möglich, derartige Beutel in einer diesbezüglich um 90° gedrehten Ausrichtung zu stapeln, so dass eine den Beutelboden und das Ausgussende verbindende Seite von den Tragstrukturen etagenweise zurückgehalten wird.
- Vorzugsweise beträgt die Dicke der Stückgüter höchstens 5% der Seitenerstreckung, insbesondere höchstens 1%. Die Dicke der Stückgüter wird hierbei durch ihren Maximalwert definiert, der beispielsweise im Bereich eines nach innen gefalteten Folienabschnitts vorliegt. Derartige Stückgüter eignen sich besonders für eine etagenweise Schwerkraftförderung mittels Tragstrukturen, die im Wesentlichen als horizontal verlaufende Zahnung oder Wellung ausgebildet sind.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
- Figur 1
- einen schematischen seitlichen Schnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform;
- Figur 2
- eine schematische isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform; und
- Figur 3A und 3B
- eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Wie die
Figur 1 erkennen lässt, umfasst das Stapelmagazin 1 einen Magazinschacht 2 zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern 3 aus Flachmaterial. An dem Magazinschacht 2 ist eine obere Öffnung 4 zum insbesondere stapelweisen Zuführen der Stückgüter 3 und eine untere Öffnung 5 zur Einzelentnahme der Stückgüter 3 ausgebildet. - Der Magazinschacht 2 umfasst eine erste seitliche Schachtbegrenzung 6 zur einseitigen Rückhaltung einzelner Stückgüter 3 oder von Teilstapeln 3a bestehend aus Stückgütern 3. Der Magazinschacht 2 umfasst ferner eine gegenüber liegende zweite seitliche Schachtbegrenzung 7 zur gleitenden Führung der Stückgüter 3 oder Teilstapel 3a. Die erste Schachtbegrenzung 6 umfasst etagenförmig übereinander angeordnete Tragstrukturen 8 mit Auflageflächen 8a zur formschlüssigen Rückhaltung von Stückgütern 3 mit einer Seitenerstreckung 9. Die Tragstrukturen 8 sind beispielsweise als im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Zahnung 8b ausgebildet.
- Im Bereich der unteren Öffnung 5 ist wenigstens ein Stapelrückhalter 10 ausgebildet, der verhindert, dass sich das bestückte Stapelmagazin 1 durch den Einfluss der Schwerkraft nach unten hin von selbst entlädt. Der Stapelrückhalter 10 umfasst wenigstens zwei Auflageflächen 10a für einen unteren Teilstapel 3b, der von einem am unteren Ende des Magazinschachts 2 ausgebildeten Entnahmebereich 2a ohne Tragstrukturen 8 aufgenommen wird.
- Die seitlichen Schachtbegrenzungen 6, 7 sind durch Schachtwände 11 oder dergleichen Strukturen miteinander verbunden, von denen in der
Figur 1 lediglich eine beispielhaft dargestellt ist. - Vorzugsweise sind in der ersten und zweiten Schachtbegrenzung 6, 7 und/oder in den verbindenden Schachtwänden 11 jeweils einander gegenüberliegend und in Förderrichtung 12 verlaufende Aussparungen 13 ausgebildet, die einen seitlichen Durchgriff ins Innere des Magazinschachts 2 ermöglichen, um beispielsweise einen Stapel aus Stückgütern 3 in den Magazinschacht 2 einzulegen.
- Wie die
Figur 2 stark schematisiert und nicht größenmaßstäblich erkennen lässt, sind die Tragstrukturen 8 etagenweise in dem Magazinschaft 2 ausgebildet. Die Auflageflächen 8a der Tragstrukturen 8 bilden Rückhalteetagen 14 aus, die einzelne Stückgüter 3 oder Teilstapel 3a während der Schwerkraftförderung vorübergehend einseitig zurückhalten. Die Auflageflächen 8a sind in vertikalen Abständen 15 zueinander angeordnet, die an die Seitenerstreckung 9, eine Dicke 16 und/oder eine Biegesteifigkeit der Stückgüter 3 angepasst sind. - Wie die
Figur 2 ferner schematisch erkennen lässt, kann die erste Schachtbegrenzung 6 beispielsweise aus wenigstens zwei vorzugsweise vertikalen oder auch gegenüber der vertikalen gekippten Schienen 6b bestehen, an denen die Tragstrukturen 8 in Form von Kragkonsolen oder dergleichen ausgebildet sind. Ebenso können die Schachtbegrenzungen 6, 7 und die Schachtwände 11 im Wesentlichen als Käfig ausgebildet sein, der dann vorzugsweise im Bereich der zweiten Schachtbegrenzung 7 weitere (lediglich schematisch angedeutete) Führungsschienen 7b oder dergleichen zur gleitenden Führung der Stückgüter 3 umfasst. - Der Magazinschacht 2 kann prinzipiell einen beliebigen Querschnitt aufweisen, sofern einander gegenüberliegende Schachtwände 6, 7 geeignet an Formgebung, Dicke und/oder Biegesteifigkeit der Stückgüter 3 angepasst sind und zudem einseitig Rückhalteetagen 14 umfassen.
- Ebenso könnte der Magazinschacht 2 gegen die Vertikale geneigt sein, sofern ein Nachrücken der Stückgüter 3 mittels Schwerkraft gegeben ist. Die Neigung gegenüber der Vertikalen beträgt dann beispielsweise bis zu 45°, insbesondere bis zu 30°.
- Die Entnahme der einzelnen Stückgüter 3 aus dem Magazinschacht 2 erfolgt vorzugsweise in Förderrichtung 12, ist jedoch insbesondere bei biegesteifen Stückgütern 3 in einer dazu orthogonalen Richtung 17 möglich, beispielsweise mittels Transportrollen, Sauggreifern oder dergleichen.
- Die
Figuren 3A und 3B verdeutlichen schematisch die Funktion des Stapelmagazins 1. Der Einfachheit halber sind lediglich die erste Schachtbegrenzung 6 mit ihren zwei untersten Tragstrukturen 8, die ihr gegenüber liegende zweite Schachtbegrenzung 7 und der untere Stapelrückhalter 10 dargestellt. Die Tragstrukturen 8 bilden mit ihren Auflageflächen 8a eine obere Rückhalteetage 14a und eine untere Rückhalteetage 14b aus. Darunter befindet sich der Entnahmebereich 2a, in dem ein unterer Teilstapel 3b auf dem Stapelrückhalter 10 aufliegt. - Die Stückgüter 3 sind beispielhaft als Beutelrohlinge mit einer Einfaltung 3c im Bereich des Beutelbodens dargestellt. Folglich weisen die Stückgüter 3 im Bereich der Einfaltung eine (übertrieben dargestellte) Dicke 16 auf, die größer ist als am entgegengesetzten Ausgussende des Beutelrohlings. Demnach ist die Dicke 16 der Stückgüter 3 entlang der Seitenerstreckung 9 asymmetrisch verteilt.
- Die Tragstrukturen 8 haben eine Tiefe 18 von vorzugsweise 1 bis 10 mm orthogonal zur Förderrichtung 12.
- Zwischen der zweiten Schachtbegrenzung 7 und den Tragstrukturen 8 ist eine lichte Weite 19 definiert, die kleiner ist als die (bei orthogonaler Ausrichtung zur Förderrichtung 12) richtungsgleich definierte Seitenerstreckung 9 der Stückgüter 3.
- Stückgüter 3 mit asymmetrischer Dickenverteilung werden an ihren dünneren Enden 3d vorübergehend von den Tragstrukturen 8 auf den Rückhalteebenen 14, 14a, 14b formschlüssig zurückgehalten. Demgegenüber liegen die dickeren Enden 3e der Stückgüter 3 während der Schwerkraftförderung durchgehend aufeinander und können an der zweiten Schachtbegrenzung 7 ungehindert nach unten gleiten, so dass sie mit jeder Entnahme 20 eines Stückguts 3 mittels Schwerkraft um eine Förderposition nach unten nachrücken.
- Die
Figur 3B zeigt einen Zustand, nach dem die untersten beiden Stückgüter 3 derFigur 3A mittels einer Entnahmevorrichtung 21, beispielsweise mittels eines Sauggreifers, aus dem Entnahmebereich 2a entnommen wurden. Die Entnahme 20 biegsamer Stückgüter 3 erfolgt beispielsweise in Förderrichtung 12, in dem die Stückgüter 3 aus dem Stapelrückhalter 10 herausgezogen werden. Die Funktion von Entnahmevorrichtungen 21 und zugehörigen Betätigungsmechanismen ist an sich bekannt und daher nicht näher erläutert. - Infolge der Entnahme 20 der untersten beiden Stückgüter 3 aus dem Teilstapel 3b der
Fig. 3A sind die diesen nachlaufenden Stückgüter 3 an der zweiten Schachtbegrenzung 7 nach unten nachgerückt, so dass sich die auf den Tragstrukturen 8 einseitig aufliegenden Stückgüter 3 in derFig. 3B geneigt haben. Demnach ist ein mittleres Stückgut 3' von der unteren Rückhalteetage 14b in den Entnahmebereich 2a abgerutscht. Ferner rutscht das oberste Stückgut 3 derFig. 3B gerade von der Tragstruktur 8 der oberen Rückhalteetage 14a in die untere Rückhalteetage 14b ab. - Etagenweises Rückhalten 22 und Nachrücken 23 sind in der
Fig. 3B durch Pfeile gekennzeichnet. Das bei der Entnahme 20 von Stückgütern 3 unmittelbar verursachte Nachrücken an der zweiten Schachtbegrenzung 7 führt je nach Neigungswinkel α der einzelnen Stückgüter 3 entweder zu einem Rückhalten 22 an den jeweiligen Tragstrukturen 8 oder zu einem etagenweisen Nachrücken 23 in die nächsttiefere Rückhalteetage 14. Bei der Schwerkraftförderung der Stückgüter 3 wechseln sich somit auf der Seite der ersten Schachtbegrenzung 6 Phasen des Rückhaltens 22 und Phasen des Nachrückens 23 ab. - Die Tagstrukturen 8 kompensieren hierbei eine asymmetrische Dickenverteilung der Stückgüter 3 und ermöglichen somit auch in einem geradlinig aufrecht stehenden Magazinschacht 2 eine zuverlässige und gleichmäßige Schwerkraftförderung der Stückgüter 3 über die gesamte Länge des Magazinschachts 2. Nichtsdestoweniger ist eine funktional gleichwertige Schwerkraftförderung auch bei einer gleichmäßigen Dickenverteilung der Stückgüter 3 gegeben.
- Vorzugsweise ist die Seitenerstreckung 9 der Stückgüter 3 um 0,1 bis 5% größer als die lichte Weite 19. Hierbei kann die Erstreckung 9 bei biegesteifen Stückgütern 3 kleiner sein als bei biegsamen Stückgütern 3, wie beispielsweise Folienzuschnitten, Folienbeuteln oder dergleichen.
- Die erste und zweite Schachtbegrenzung 6, 7 kann gegenüber der Vertikalen um bis zu 45° geneigt sein, insbesondere um bis zu 30°. Die erste Schachtbegrenzung 6 ist dann insbesondere im Wesentlichen überhängend ausgebildet. Folglich rutschen die Stückgüter 3 seitlich gegen die zweite Schachtbegrenzung 7, die folglich als seitlicher Anschlag für die Stückgüter 3 wirkt. Prinzipiell wäre aber auch eine entgegengesetzte Neigung des Magazinschachts 2 denkbar.
- Die erste Schachtbegrenzung 6 kann zudem austauschbar an dem Stapelmagazin 1 ausgebildet sein, um diese an unterschiedliche Stückgüter 3 mit geringem Materialaufwand und Arbeitsaufwand anzupassen.
- Ebenso kann das Stapelmagazin 1, gegebenenfalls auch paarweise, schnellwechselbar im Bereich der Entnahmevorrichtung 21 verankert werden, um beispielsweise entleere Stapelmagazine 1 gegen fertig bestückt vorgehaltene Stapelmagazine 1 auszutauschen. Zum Andocken geeignete Tragegestelle, Führungen, Kupplungen oder dergleichen für Stapelmagazine 1 sind prinzipiell bekannt und daher nicht dargestellt.
- Dadurch, dass die Stückgüter 3 etagenweise auf den Tragstrukturen 8 aufliegen, wird der Stapelrückhalter 10 lediglich von dem unteren Teilstapel 3b belastet. Somit können Stapelrückhalter 10 und Sauggreifer 21 mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand arbeiten. Dies reduziert den apparativen Aufwand und den Verschleiß für bzw. bei der Entnahme 20.
- Mit dem Stapelmagazin 1 kann wie folgt gearbeitet werden:
- Ein Stapel mit Stückgütern 3 wird beispielsweise manuell von oben in den Magazinschacht 2 eingefüllt. Hierbei haben die Stückgüter 3 eine zwischen den seitlichen Schachtbegrenzungen 6, 7 definierte Seitenerstreckung 9, die größer ist als die lichte Weite 19 zwischen den Tragstrukturen 8 und der zweiten Schachtbegrenzung 7. Die Stückgüter 3 werden derart in den Magazinschacht 2 eingefüllt, dass sie an ihren der zweiten Schachtbegrenzung 7 zugewandten Enden 3e aufeinander aufliegen.
- Alternativ können die Stapelmagazine 1 fertig bestückt vorgehalten und im Bereich der Entnahmevorrichtung 21 angedockt werden.
- Durch sukzessive Entnahme 20 einzelner Stückgüter 3 im Bereich der Stapelrückhalter 10 rücken die Stückgüter 3 auf ihren der zweiten Schachtbegrenzung 7 zugewandten Enden 3e unmittelbar nach. Je nach dem dadurch an den Tragstrukturen 8 resultierenden Neigungswinkel α der Stückgüter 3 werden diese einseitig von den Tragstrukturen 8 zurückgehalten oder rutschen von diesen einseitig in die nächsttiefere Rückhalteetage 14 ab. Beispielsweise rutschen die Stückgüter bei Überschreiten eines vorgegebenen Neigungswinkels α von 1 bis 45°, insbesondere von 5 bis 30°, ab.
- Die Vereinzelung der Stückgüter 3 erfolgt im Bereich der Stapelrückhalter 10 mit einem vergleichsweisen geringen Kraftaufwand. Die entnommenen Stückgüter 3 können daher zuverlässig ihrer weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
- Das Stapelmagazin 1 wird entweder während der laufenden Vereinzelung vor Ort nachgefüllt oder gegen ein fertig mit Stückgütern 3 gefülltes Stapelmagazin 1 ausgetauscht. Ein Austausch erfolgt vorzugsweise nach vollständiger Entleerung des jeweiligen Stapelmagazins 1 und/oder ist besonders vorteilhaft bei abwechselndem Betrieb im Bereich der Entnahmevorrichtung 21 zeitlich überlappend angedockter Stapelmagazine 1 möglich.
- Die etagenweise Schwerkraftförderung erfordert keine beweglichen Fördermittel zwischen der oberen Öffnung 4 und der unteren Öffnung 5 des Magazinschachts 2. Dies vereinfacht die Einsicht in den Magazinschacht 2 sowie einen Durchgriff zum Beladen des Magazinschachts 2. Ebenso werden Gefahrenquellen durch bewegte Maschinenteile minimiert. Das Stapelmagazin 1 ist zudem besonders einfach zu reinigen.
- Durch das Wegfallen bewegter Komponenten im Bereich des Magazinschachts 2 lassen sich zudem die Tragstrukturen 8 beziehungsweise die zugehörige Schachtbegrenzung 6 vergleichsweise einfach für einen Formatwechsel austauschen. Ebenso lässt sich das Stapelmagazin 1 mit geringem mechanischem Aufwand als Mehrformatmagazin ausbilden, da sich beispielsweise die lichte Weite 19 durch einfaches Verschieben der ersten und/oder zweiten Schachtbegrenzung 6, 7 orthogonal zur Förderrichtung 12 anpassen lässt.
- Ferner lassen sich auch bei unterschiedlichen Füllzuständen des Stapelmagazins 1 stabile Stapelniveaus in den einzelnen Rückhalteetagen 14 und im Entnahmebereich 2a des Magazinschachts 2 einhalten. Die Gefahr eines Staus der Stückgüter 3 im Magazinschacht 2 wird dadurch reduziert.
Claims (18)
- Stapelmagazin (1), umfassend einen Magazinschacht (2) zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern (3) aus Flachmaterial, der eine obere Öffnung (4) zum insbesondere stapelweisen Zuführen der Stückgüter, eine untere Öffnung (5) zur Entnahme der Stückgüter, und dazwischen wenigstens zwei einander gegenüberliegende seitliche Schachtbegrenzungen (6, 7) zur Führung der Stückgüter umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einer der einander gegenüberliegenden Schachtbegrenzungen (6) etagenförmig übereinander angeordnete und in den Magazinschacht ragende Tragstrukturen (8) zum einseitigen Abstützen der Stückgüter ausgebildet sind. - Stapelmagazin nach Anspruch 1, wobei die Tragstrukturen (8) Rückhalteetagen (14) ausbilden und in Förderrichtung (12) einen derartigen Abstand (15) voneinander aufweisen, dass sich die Stückgüter (3) bei einem Nachrücken (23) an der den Tragstrukturen (8) entgegengesetzten Schachtbegrenzung (7) zunehmend neigen können, bis sie von den Tragstrukturen (8) in die jeweils nächsttiefere Rückhalteetage (14) abrutschen.
- Stapelmagazin nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tragstrukturen (8) in Förderrichtung (12) in Abständen (15) von 0,1 bis 20 mm ausgebildet sind und/oder eine Tiefe (18) von 1 bis 10 mm orthogonal zur Förderrichtung (12) haben.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei den Tragstrukturen (8) jeweils gegenüber liegende Bereiche der anderen Schachtbegrenzung (7) zur gleitenden Führung der Stückgüter (3) ausgebildet sind und insbesondere eine Rauheit von weniger als 1 mm aufweisen.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Tragstrukturen (8) zur jeweils gegenüber liegenden Schachtbegrenzung (7) eine lichte Weite (19) definieren, die kleiner ist als eine der lichten Weite (19) zugeordnete Seitenerstreckung (9) der Stückgüter (3).
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Tragstrukturen (3) in Form einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Zahnung (8b) oder Wellung ausgebildet ist.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Magazinschacht gegenüber der Vertikalen um bis zu 45° geneigt ist, insbesondere um bis zu 30°.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die Schachtbegrenzungen (6, 7) als Wände mit in Förderrichtung (12) verlaufenden Schlitzen (13) für einen seitlichen Durchgriff zu den Stückgütern (3) ausgebildet sind.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei der Magazinschacht (2) aus wenigstens einem Kunststoff-Spritzgussteil besteht und insbesondere einteilig ausgebildet ist.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die erste Schachtbegrenzung (6) austauschbar an dem Magazinschacht (2) befestigt ist.
- Stapelmagazin nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Schachtbegrenzung (6, 7) bezüglich des Magazinschachts (2) orthogonal zur Förderrichtung (12) verschiebbar ausgebildet ist.
- Verfahren zum Vereinzeln von Stückgütern (3) aus Flachmaterial, insbesondere von Folienzuschnitten oder Beutelrohlingen, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit den Stückgütern (3) gefülltes Stapelmagazin (1) nach wenigstens einem der vorigen Ansprüche im Arbeitsbereich einer Entnahmevorrichtung (21), die insbesondere wenigstens einen Sauggreifer umfasst, angedockt wird und die Stückgüter (3) mittels der Entnahmevorrichtung (21) einzeln entnommen werden, und dass das Stapelmagazin (1) bei oder nach Entnahme der Stückgüter (3) gegen ein weiteres mit Stückgütern (3) gefülltes Stapelmagazin (1) ausgetauscht wird.
- Verfahren zur Bevorratung und Schwerkraftförderung von Stückgütern (3) aus Flachmaterial, insbesondere von Folienzuschnitten oder Beutelrohlingen, wobei diese, insbesondere stapelweise, einem Magazinschacht (2) mit zwei einander gegenüberliegenden seitlichen Schachtbegrenzungen (6, 7) von oben zugeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stückgüter (3) derart zugeführt werden, dass eine Seitenerstreckung (9) der Stückgüter größer ist als eine dieser zugeordnete lichte Weite (19) des Magazinschachts, die zwischen etagenweise in den Magazinschacht ragenden Tragstrukturen (8) und der jeweils gegenüberliegenden Schachtbegrenzung (7) definiert ist; und
bei der Schwerkraftförderung ein Ende (3d) der Stückgüter vorübergehend von den Tragstrukturen zurückgehalten wird und dabei ein entgegengesetztes Ende (3e) der Stückgüter auf vorauslaufenden Stückgütern aufliegend nachrückt. - Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei sich die Stückgüter (3) durch Nachrücken der vorauslaufenden Stückgüter soweit neigen, dass sie von den Tragstrukturen (8) in darunter ausgebildete Rückhalteetagen (14) oder einen Entnahmebereich (2a) des Magazinschachts (2) abrutschen.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Stückgüter (3) im Bereich einer unteren Öffnung (5) des Magazinschachts (2) gestapelt gegen Herausfallen zurückgehalten werden und die Stückgüter aus der unteren Öffnung unter Nachrücken nachlaufender Stückgüter einzeln herausgezogen werden, insbesondere mittels Ansaugen.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Stückgüter (3) mit einer Seitenerstreckung (9) in Richtung der lichten Weite (19) zugeführt werden, die 0,1% bis 5% größer ist als die lichte Weite.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Stückgüter (3) Beutelrohlinge sind, insbesondere mit nach innen gefaltetem Boden, und mit ihrer Bodenseite an der den Tragstrukturen entgegengesetzten Schachtbegrenzung geführt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Dicke (16) der Stückgüter höchstens 5% der Seitenerstreckung (9) beträgt, insbesondere höchstens 1%.
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