POSITIONING DEVICE FOR PALLETIZING PIECE GOODS

Abstract: 1. Positioning device, especially a palletizer, with a positioning unit (10) which is movable along two guide elements (12, 14) arranged above one another and extending perpendicularly to one another and parallel to the pallet plane, there being assigned to one (12 or 14) of the two guide elements a stationary drive (28 or 30), by means of which this guide element (12 or 14) is movable transversely relative to its longitudinal extension, characterized in that the other guide element (14 or 12) passes through the positioning unit (10) and is likewise movable to and fro transversely relative to its longitudinal extension by means of a stationary drive (30 or 28).

Description: Positioniervorrichtung, insbesondere Palettierer Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung, insbesondere einen Palettierer, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung geht aus von einem Palettierer bestehend aus einer aufrechten Säule, an der ein sich horizontal erstreckender Kragarm auf- und abbewegbar gelagert ist. Der Kragarn ist ferner um die aufrechte Säule, d.h. in horizontaler Ebene, hin- und herverschwenkbar und umfasst an seiner Unterseite in Kragarm-Längsrichtung hin- und herverfahrbaren Greifer in Form eines Saugerkopfes. Im Schwenkbereich des Kragarms endet ein Förderer, mitttels dem die zu stapelnden bzw. positionierenden Gegenstände, z.B. gefüllte Kartons, antransportiert werden; ferner ist im Schwenkbereich des Kragarms die zu beladende Palette angeordnet, auf der die vom Förderer antransportierten Gegenstände mittels des Saugerkopfes gestapelt bzw. neben- und übereinander abgesetzt werden. Die bei der Bewegung des relativ schweren Kragarms in ho rizontaler und vertikaler Richtung unvermeidlich auftre- wenden hohen Trägheitskräfte begrenzen die Arbeitageschwin- digkeit des bekannten Palettierern ganz erheblich. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Prä- zirkon könnte nur durch übermässig stark dimensionierte An triebe für den Kragarm und den Saugerkopf sowie entsprechend dimensionierte Bremseinrichtungen erhalten werden. Dann müsste die Gesamtkonstruktion jedoch zusätzlich versteift werden, um die hohen Bezchleunigungs- und Verzögerungs- kräfte aufnehmen zu kennen Dies wiederum hat einen rhöhten Konstruktions- und Materialaufwand sowie Raumbedarf zur Fol ge. Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, eine Positio niervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art konstruktiv so zu gestalten, dass bei hoher Positionier-Präzision und minimalem konstruktions- und an triebstechnischen Aufwand eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit gegenüber vergleichbaren bekannten Vorrichtungen erzielbar ist. Diese Aufgabe wird bei einer Positioniervorrichtung der genannten Art in überraschend einfacher Weise durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei voneinander beabstandete, vorzugsweise übereinander angeordnete, sich etwa senkrecht zueinander und parallel zur Positionierebene erstreckende Führungselemente, an denen die Positioniereinheit längsverschieblich gelagert ist. Die Positioniereinheit stellt damit zugleich eine Verbindung zwischen den beiden Führungselementen dar, so dass die Lage der Positioniereinheit innerhalb der Positionierebene durch die relative Lage der beiden Führungselemente bestimmt ist. Die beiden Führungselemente sind in Richtung ihrer Längserstreckung hin- und herverfahrbar angeordnet, vorzugsweise innerhalb eines gemeinsamen Rahmens, wobei jedem Führungselement ein Antrieb zugeordnet ist. Die Antriebe, z.B. Elektromotoren, sind vorzugsweise ortsfest angeordnet, also nicht mitbewegt, wobei die Antriebskraft auf die Führungselemente über Ketten, Seile, Riemen, Zahnstangen oder dergleichen übertragen wird. Auf diese Weise werden die bewegten Massen auf ein Minimum reduziert. Selbstverständlich könnten die Antriebe der beiden Führungselemente mit diesen mitbewegt werden. Dies hätte jedoch wieder eine Erhöhung der bewegten Massen und damit erhöhte Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte zur Folge. Ferner müssten entsprechend mitbewegte Zu- und Ableitungen für die Energieversorgung der Antriebe vorgesehen werden, die durch die permanente Wechselbelastung relativ schnell ermüden und ein entsprechend hohes Funktionsrisiko darstellen. Die Positionierebene liegt bei einem Palettierer vorzugsweise horizontal. Die Erfindung soll jedoch beschränkt sein auf einen derartigen Palettierer, sondern soll auch anwendbar sein für eine Positioniervorrichtung mit geneigter oder gar aufrechter Positionierebene. Auch muss die Positioniereinheit nicht unbedingt so gestaltet sein, dass sie zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von Gegenständen geeignet ist. Die Positioniereinheit kann auch ein Betätigungsorgan für Druckschalter, thermische oder optische Sensoren sein. Vorzugsweise ist die Positioniereinheit auch noch um eine sich etwa senkrecht zur Positionierebene erstreckende Achse verschwenkdbar, um die Variabilität und Einsatzmöglichkeit zu erhöhen. Auch kann die Positioniereinheit so ausgebildet sein, dass sie senkrecht zur Positionierebene hin- und herbewegbar ist. Dann muss jedoch ein erhöhtes Konstruktionsgewicht der Positioniereinheit in Kauf genommen werden bedingt durch den zusätzlichen Antrieb und die zusätzlichen Führungslager. Die erfindungsgemässe Positioniervorrichtung eignet sich ganz besonders für einen programmierten Bewegungsablauf, wobei zu diesem Zweck die den Führungselementen zugeordne ten Antriebe mit einen X-Y-Xoordinatenspeicher und einem Rechner gekoppelt sind. Zugleich kann durch den Rechner auch noch die Bewegung der zu beladenden Palette und/oder der Positioniereinheit in z-Richtung vorgegeben werden. Weitere konstruktive Details der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben, auf die Bezug genommen wird. Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Brfin- dung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Übersichts-Ansicht eines er findungsgemäss ausgebildeten Palettierers; und Figur 2 die Koordinaten-Führung der Positioniereinheit bei einem Palettierer gemäss Figur 1 in schematischer Perspektiv-Ansicht. Der Palettierer nach den Figuren 1 und 2 umfasst einen gemeinsamen Rahmen CL8,einen im Bodenbereich des Rahmens (18) angeordneten Rollenförderer (44) zum Antransport von zu positionierenden Kartons (46) (Kartonzulauf), einen innerhalb des Rahmens (18) neben dem Rollenförderer (44) angeordneten Stapelraum (54), in den eine zu beladende Palette (52) oder dergleichen einführbar ist, und eine oberhalt des Rollenförderers (44) und des Stapelraums (54) angeordnete Positioniereinheit (10), die eine Karton- oder dergleichen -aufnahme (36) (Figur 2) aufweist und in horizontaler Ebene (X-Y-Richtung) beliebig verfahrbar ist. Wie Figur 2 erkennen lässt, ist die Positioniereinheit (10) an zwei übereinander angeordneten, sich senkrecht zueinander und parallel zur horizontalen x-y-Positionierebene erstreckenden Führungselementen (12, 14) in Form von Führungsstangen langsverschieblich gelagert. Zu diesem Zweck umfasst die Positioniereinheit (10) ein gemeinsames Führungslager, das von den beiden Führungsstangen (12, 14) über Kreuz durchsetzt ist. Jeder Führungsstange (12, 14) ist innerhalb des Führungslagers (16) ein Längskugellager zugeordnet, die eine hohe t'Leichtgängigkeit" gewädrleisten. Die beiden in Form von Führungsstangen ausgebildeten Füh rungselemente (12, 14) sind in Richtung ihrer Längserstreckung hin- und herverfahrbar. Zu diesem Zweck weisen die Führungsstangen (12, 14) an ihren freien Enden Sclit- ten (56 bzw. 58) auf, die längs sich parallel zu der jeweils anderen Führungsstange erstreckenden Spurstangen (20, 22 bzw. 24, 26) längsverschieblich gelagert sind (siehe Doppelpfeile 60 bzw. 62). Den beiden Führungselementen bzw. - stangen (12, 14) sind jeweils ein Antrieb (28 bzw. 30) vorzugsweise elektromotorischer Antrieb, zugeordnet. Diese beiden Antriebe sind in Figur 2 nur in Form von Kraftein leitungs-Pfeilen schematisch dargestellt. Die Kraftüber- tagung von den im Rahmen 18 ortsfest angeordneten Antrie ben (28, 3C) auf die beiden Führungselemente bzw. -stangen (12, 14) erfolgt über Antriebsketten (32 bzw. 34), die an einem der beiden Führungsschlitten (56 bzw. 58) eines jeden Führungselementes (12 bzw. 14) angreifen. Zu diesem Zweck sind die Antriebsketten (32, 34) mit den jeweils zugeordneten Führungsschlitten (56, 58) fest verbunden. Bei einer führungswirksamen Länge der Führungselemente bzw. -stangen (12, 14) von etwa bis zu 2 Metern ist eine einseitige Krafteinleitung mittels der Antriebsketten (32, 34) ausreichend. Erst bei grösseren Abmessungen ist eine symetrische Krafteinleitung vorteilhaft, um ein Verklemmen der Führungsschlitten (56, 58) bzw. der Führungselemente (12, 14) innerhalb des gemeinsamen Kreuz-Führungs-Lagers (16) mit Sicherheit zu vermeiden. Die Xarton- oder dergleichen -aufnahme (36) der Positioniereinheit (10) ist bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform plattenförmig ausgebildet. Sie weist an ihrer Unterseite vorzugsweise 4 Saugnäpfe auf, die über einen gemeinsamen Schlauch (64) an eine nicht dargestellte Unterdruckwelle anschliessbar sind. Mittels der genannten Saugnäpfe, die in Figur 2 ebenfalls nicht dargestellt sind, kann ein zu positionierender Karton (46) angehoben, transportiert und an geeigneter Stelle wieder abgesetzt werden. Zum Zwecke des Absetzens eines Kartons werden die Saugnäpfe über den Schlauch (64) mit Atmosphärendruck beaufschlagt. Die plattenförmige Karton- oder dergleichen -aufnadme (36) ist bei der Ausführungsform nach Figur 2 um eine aufrechte Achse (38) um mindestens 90 Grad verschwenkbar. Der Schwenkantrieb (40) umfasst eine pneumatisch gesteuerte Kolben Zylinder-einheit, die an dem gemeinsamen Führungslager (16) lösbar befestigt ist und deren Kolbenstange (42) über ein Kugelgelenk (43) mit der plattenförmigen Karton- oder dergleichen -aufnahme (36) verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem pneumatisch gesteuerten Schwenkantrieb (40) und einer nicht dargestellten Luftversorgungs- und Steuer Einrichtung erfolgt über einen Pneumatikschlauch (66). Statt einer pneumatisch gesteuerten Kolben-Zylinder-Einheit kann als Schwenkantrieb (40) auch ein elektro-magnetischer Antrieb verwendet werden. Letzterer hat den Vorteil, dass der Pneumatikschlauch (66) durch wesentlich gewichtsärmere und flexiblere elektrische Leitungen ersetzt werden könnte. Diese könnten sogar innerhalb des mit einer Unterdruckguelle verbundenen Schlauches (64) verlegt sein. Die obige Beschreibung sowie Figur 2 lassen senr gut erkennen, dass bei der erfindungsgemässen Konstruktion nur ein einziges flexibles Verbindungselement zwischen der Positioniereinheit (10) und der ortsfesten Umgebung erforderlich ist, nämlich der Unterdruckschlauch (64). Dieser kann ohne grossen Aufwand so gestaltet werden, dass er eine schnelle Bewegung der Positioniereinheit (10) innerhalb der horizontalen Positionierebene gestattet. Dieser Vorteil wird durch die Verbindung zwischen dem Schwenkantrieb (40) und einer Energiequelle praktisch nicht beeinträchtigt, sofern ein Schwenkantrieb (40) vorgesehen sein soll. Zur Minimierung des Gewichtes bzw. der Trägheitsmasse der Positioniereinheit (10) ist darauf verzichtet, die Karton- oder dergleichen -aufnahme (36) in vertikaler Rich tung bewegbar auszubilden. Zs ist daher am Ende des Rollenförderers (44) eine Hubeinrichtung bzw. ein Elevator (48) angeordnet, mittels dem die antransportiercen Gegenstände, nämlich Kartons (46), nacheinander in eine angehobene Ab- hol-Stellung (50) (siehe Figur 1 bringbar sind, in der die Aufnahme der zu positionierenden Gegenstände durch die Positioniereinheit (10) erfolgt. Beim Beladen der Palette (52) (siehe Figur 1) muss natürlich diese entsprechend der zunehmenden Beladung nach und nach von oben nach unten abgesenkt werden. Dies kann manuell durch entsprecnende Bedienung eines die Palette (52) tragenden Gabelstaplers oder einer besonders zugeordneten Hubeinrichtung erfolgen. Letztgenannte Konstruktion eignet sich besonders zur vorprogrammier.en hub- bzw. Senkbewegung der Palette (52). Der Rahmen (18) ist vorzugsweise eine Schweisskonstruktion bestehend aus Profilstäben, vorzugsweise T- oder U-Profilen. Die Konstruktion zeichnet sich dann durch ein entsprechend geringes Gesamtgewicht aus. Die Höhe des Stapelraums (54) ist durch die maximale Ladehöhe einer Palette (52) sowie einen notwendigen Freiraum zum problemlosen Herausfahren der beladenen Palette besti;nrt. Sie beträgt vorzugsweise etwa 2 Meter. Der Rollenförderer (44) ist etwas oberhalb des Bodens bzw. der Unterkante des Rahmens (18) angeord net und mit diesem fest verbunden. Statt des Rollenförderers (44) kann auch eine Rutsche oder ein Bandförderer vorgesehen sein. Die oben erwähnten Spurstangen (20, 22) bzw. (24, 26) sind mit ihren Enden natürlich auch fest am Rahmen (18) verbunden vorzugsweise lösbar, um bei möglichen Beschädigungen oder Abnutzungen einen Austausch zu ermöglichen. Die Antriebsketten (32, 34) sind jeweils Endlos-Ketten und zum einen um ein mit dem Antrieb (28 bzw. 30) verbundenes Antriebsritzel und andererseits um ein Umlenkrad (68 bzw. 70) herumgeführt. Sämtliche in den Unterlagen offenbarte Merkmale werden al erfindungewesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims: Positioniervorrichtung, insbesondere Palettierer Patentansprüche 1. Positioniervorrichtung, insbesondere Palettierer, mit einer Positioniereinheit, vorzugsweise Stapeleinheit zum Aufnehmen von Gegenständen, insbesondere Xartons, von einem Ort, z.B. Förderer, Transportierer und Absetzen derselben neben- und / oder übereinander an einem an deren Ort, z.B. Stapelplatz in Form einer Palette, wo bei die Positioniereinheit zu diesem Zweck in einer bene, vorzugsweise etwa horizontalen Ebene, beliebig verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinheit tal0) an zwei voneinander beab- standet, vorzugsweise übereinander, angeordneten, sich etwa senkrecht zueinander und parallel zur Positionier ebene, vorzugsweise etwa horizontal, erstreckenden Füh rungselemente (12, 14) längsverschieblich gelagert ist, und dass die beiden Führungselemente (12, 14) in Richtung ihrer Längserstreckung hin- und herverfahrbar sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnot, dass die Führungselemente (12, 14) jeweils mindestens eine Führungsstange umfassen, die ein vorzugsweise Längsku gellanger aufweisendes Führungslager (16) der Positio niereinheit (10) "über Kreuz" durchsetzen. 3. Vorrichtung nach Ansprucn 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die beiden Führungselemente (12, 14) in einem gemeinsamen Rahmen (18) in Richtung ihrer Längser streckung hin- und herverfahrbar sind, vorzugsweise längs im Rahmen (18) parallel zu den Führungselementen (12, 14) angeordneter Schienen, Spur-Stangen (20, 22; 24, 26) oder dergleichen. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch ge kennzeIchnet, dass jedem Führungselement (12, 14) ein Antrieb (28, 30) zugeordnet ist, mittels dem die Füh rungselemente (12, 14) in Richtung ihrer Längser streckung hin- und herbewegbar sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (28, 30), vorzugsweise in Form von wlektro- motoren, ortsfest im Rahmen (18) angeordnet sind und die Antriebskraft über Ketten (32, 34), Seile, Riemen Zahnstangen oder dergleichen auf die Führungselemente (12, 14) übertragen. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Positioniereinhelt (10) eine an eine Unterdruckguelle anschliessbare Saugnäpfe oder der gleichen umfassende Karton- oder dergleichen -Aufnahme (36) aufweist, die vorzugsweise um eine sich etwa senk recht zur Positionierebene bzw. aufrecht erstreckende Achse (38) un mindestens 90 verschwenkbar ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass die Karton- oder dergleichen -Aufnahme (36) eine Plat te ist, an deren , den zu erfassenden und zu positionie renden Kartons oder dergleichen, zugewandten (Unter-) Seite mindestens ein Saugnapf oder dergleichen vorge sehen ist und an die ein Schwenkantrieb (40), vorzugs weise die Kolbenstange (42) einer pneumatisch gesteuer ten Kolben-Zyllnder-ínheit, angreift. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Positioniereinheit (10) samt Füh rungselementen (12, 14) oberhalb eines Stapelraumes (54) sowie eines Förderers, vorzugsweise Rollenför derers (44) angeordnet ist, von dem die kontinuierlich oder diskontinuierlich antransportierten Gegenstände, wie Kartons (46) oder dergleichen, mittels einer nub einrichtung elevator 48) in eine angehobene Abhol-Stel lung (50) bringbar sind, in der die Aufnahme der zu po sitionierenden Gegenstände durch die Positioniereinheit (10) erfolgt. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die den beiden Führungselementen (12, 14) zugeordneten Antriebe (28, 30) mit einem x-y-Ro ordlnatenspeicher sowie einem Rechner gekoppelt sind, so dass eine vorprogrammiertes Verfahren der Positionier- einheit in der Positionierebene möglich ist. l0.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Rechner auch noch die Hub- bzw. Absenkbewe gung (Z-Koordinate) der zu beladenden Palette (52) ge steuert ist.

Inventors: LINGENFELDER, OTTMAR
Applicants: LINGENFELDER, OTTMAR
Application year: 1984
Main classification: B65G57
IPC codes: B65G61