Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Palettieren von Werkstücken sowie eine zu diesem Zweck verwendbare Hilfsvorrichtung.

Verschiedene Vorrichtungen zum Palettieren von Teilen sind zum Beispiel aus den Dokumenten DE 102016219 871 A1 und DE 39 42 492 C2 bekannt. Im letztgenann ten Fall ist die Übergabe von Spulen in der Textilindustrie vorgesehen.

Die EP 2 203 280 B1 offenbart einen Handhabungsroboter für eine Palettiervorrich- tung. Hierbei kann es sich um einen Roboter mit drei oder vier Achsen handeln, wobei der Roboter eine auf Trägern geführte Brücke aufweist. Die Brücke des in der EP 2 203280 B1 beschriebenen Roboters trägt einen vertikalen Teleskopmast, an dessen unterstem Teilabschnitt sich ein Aufnahmekopf für zu palettierende Produkte befindet.

Ein automatisches System zur Handhabung von palettisierten Waren ist in der EP 1 251 083 B1 beschrieben. Es handelt sich hierbei um ein computergestütztes System, welches für Vertriebszentren konzipiert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Fortschritte gegenüber dem Stand der Technik bei der Palettierung von Werkstücken, insbesondere Werkstücken mit kreis runder Grundform, zu erzielen, wobei ein besonders günstiges Verhältnis zwischen apparativem Aufwand und Prozesssicherheit angestrebt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine zum Palettieren von Werkstü cken vorgesehene Hilfsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Palettieren von Werkstücken gemäß An- spruch 7. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Palettierverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die im Rah men des Verfahrens zum Einsatz kommende Hilfsvorrichtung, und umgekehrt.

Die Hilfsvorrichtung, nachfolgend auch Palettierhilfsvorrichtung genannt, weist einen Rahmen auf, in welchem durch elastisch verformbare Stege, die sich in einem defi nierten Muster, insbesondere in einem Rechteckmuster, kreuzen, Felder zur Werk stückaufnahme gebildet sind, wobei das Muster von der Form der zu palettierenden Gegenstände abhängt. Alternativ zu einem Rechteckmuster kann beispielsweise ein dreieckiges Muster, ein hexagonales Muster oder ein Trapezmuster gegeben sein.

In jedem Feld befinden sich zum Einführen von Werkstücken vorgesehene Ausricht konturen, durch welche das jeweilige Feld eine von seiner Grundform, insbesondere Rechteckform, abweichende Form hat. Zumindest ein Teil der Ausrichtkonturen ist zugleich zur Stabilisierung und Verschiebung einer unterhalb der Ausrichtkontur be findlichen Verpackungswandung, die Teil eines ebenfalls das vorliegende Muster be schreibenden Verpackungseinsatzes ist, ausgebildet. Dank der mit Hilfe der Palettier hilfsvorrichtung erfolgenden präzisen Positionierung der Wandungen des Verpa ckungseinsatzes können Teile insbesondere nahezu mit Nullspiel gefügt werden. Möglich ist auch ein ursprüngliches Untermaß von Feldern, wobei es in diesem Fall beim Palettieren zu einem Aufspreizen mit Hilfe der Palettierhilfsvorrichtung kommt.

Die Ausrichtkonturen, welche in verschiedenster Weise gestaltet sein können, haben somit eine Mehrfachfunktion. Zum einen bezieht sich das Ausrichten auf die zu positi onierenden Werkstücke, zum anderen erfolgt durch die entsprechenden Konturen auch eine Ausrichtung von Abschnitten, nämlich Wandungen, einer Verpackung, de ren Stabilität, insbesondere was seitliche Auslenkungen betrifft, geringer als die Stabi lität der Palettierhilfsvorrichtung ist. Bei den Werkstücken, welche zu palettieren sind, kann es sich beispielsweise um scheibenförmige oder um zylindrische, vertikal in die Verpackung einzusetzende Teile handeln. In der Draufsicht weisen die Werkstücke beispielsweise eine kreisrunde Grundform auf. Ebenso sind zum Beispiel Werkstücke mit elliptischer oder rechtecki ger Grundform palettierbar. Das Palettieren der Werkstücke geschieht in folgenden Schritten:

- Bereitstellung eines Behälters mit definiertem, insbesondere rechteckigem, Grundriss,

- Bereitstellung eines Verpackungseinsatzes, welcher durch sich kreuzende Leisten aus flexiblem Material gebildet ist,

- Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung,

- Einsetzen des Verpackungseinsatzes in den Behälter, wobei durch die auf den Verpackungseinsatz aufgesetzte Hilfsvorrichtung die flexiblen Leisten in definierter Position gehalten werden,

- Einführen der Werkstücke nacheinander durch die Hilfsvorrichtung hindurch in den Verpackungseinsatz,

- Abnehmen der Hilfsvorrichtung vom Verpackungseinsatz.

Der vierte Schritt, beginnend mit Einsetzen , kann mehrere Teilschritte umfassen, die in unterschiedlicher Reihenfolge durchgeführt werden können. Beispielsweise sind folgende Teilschritte durchführbar:

- Einsetzen des Verpackungseinsatzes in den Behälter,

- Aufsetzen der Hilfsvorrichtung oder Palettierhilfsvorrichtung auf den Verpa ckungseinsatz, womit die flexiblen Leisten des Verpackungseinsatzes in de finierter Position gehalten oder in die entsprechende Position gebracht wer den. Alternativ kann in umgekehrter Reihenfolge zunächst außerhalb des Behälters die Pa lettierhilfsvorrichtung auf den Verpackungseinsatz aufgesetzt werden, was die ge wünschte Ausrichtfunktion beinhaltet, und erst im nächsten Teilschritt die gesamte Anordnung, welche den Verpackungseinsatz und die darauf befindliche Palettierhilfs vorrichtung umfasst, von oben in den Behälter eingesetzt werden. In diesem Fall wird somit der Verpackungseinsatz außerhalb des Behälters durch die Palettierhilfsvorrich tung abgeholt und dann in der geforderten, ursprünglich nicht notwendigerweise ge nau eingehaltenen Form im Behälter platziert.

Der Verpackungseinsatz bildet das Muster der Palettierhilfsvorrichtung nicht notwen digerweise 1 :1 in Form eines einzigen Einsatzes ab. Beispielsweise kann an Stelle ei nes einzigen Verpackungseinsatzes eine Mehrzahl einzelner Einsätze, auch in Form einzelner Schachteln, welche durch den Verpackungseinsatz aufgespreizt werden können, gegeben sein.

Die Ausrichtkonturen, welche durch die Palettierhilfsvorrichtung bereitgestellt werden, können sich unter anderem an Kreuzungspunkten der Stege befinden. Insbesondere können diese Ausrichtkonturen durch quadratische, diagonal zum Rechteckmuster der Palettierhilfsvorrichtung sowie des Verpackungseinsatzes ausgerichtete Zusatzele mente gebildet sein. Bei den Zusatzelementen kann es sich entweder um fest mit der übrigen Palettierhilfsvorrichtung verbundene Elemente oder um abnehmbare Elemen te handeln. In Fall einer dauerhaften Verbindung zwischen den Zusatzelementen, welche sich an den Kreuzungspunkten der Stege befinden, und den Stegen ist die Pa lettierhilfsvorrichtung typischerweise dazu ausgebildet, in ihrer Gesamtheit, das heißt einschließlich sämtlicher Ausrichtkonturen, in einem einzigen Arbeitsschritt in den Be hälter eingesetzt und in einem späteren Arbeitsschritt komplett aus dem Behälter ent nommen zu werden.

Flandelt es sich bei den Zusatzelementen dagegen um abnehmbare Elemente, so können die Zusatzelemente beispielsweise auf sternförmige Angriffselemente, deren Mittelpunkt jeweils einer Stegkreuzung entspricht, aufgesetzt sein. Die sternförmigen Angriffselemente ermöglichen insbesondere den Angriff eines Roboters oder einer sonstigen Handhabungsvorrichtung an der Palettierhilfsvorrichtung. Zusatzelemente befinden sich nicht notwendigerweise an sämtlichen Kreuzungspunkten der Stege.

Was die Handhabung mit Hilfe von Robotern betrifft, wird beispielhaft auf die Doku mente DE 102018 107231 A1 und DE 102013 102651 A1 hingewiesen. Die Ab- nehmbarkeit der Zusatzelemente von den Stegen bedeutet allgemein, dass an der im Behälter befindlichen Palettierhilfsvorrichtung während des Palettierverfahrens Ände rungen vorgenommen werden können. Insbesondere ist die Möglichkeit gegeben, ein einzelnes Zusatzelement mit quadratischer Grundform oder mehrere solcher Zusatz elemente vor dem Einführen der Werkstücke auf den Kreuzungspunkt beziehungs weise auf die Kreuzungspunkte aufzusetzen und vor dem Abnehmen der Palettier hilfsvorrichtung wieder von dem mindestens einen Kreuzungspunkt abzuheben. In analoger Weise kann auch die Möglichkeit vorgesehen sein, andere Komponenten der Palettierhilfsvorrichtung, durch welche Ausrichtkonturen bereitgestellt werden, ledig lich phasenweise mit den übrigen Komponenten der insgesamt rahmenförmige Palet tierhilfsvorrichtung zu verbinden.

Der Behälter, in welchen der Verpackungseinsatz sowie die Palettierhilfsvorrichtung eingesetzt werden, weist typischerweise eine quaderartige Grundform auf, wobei auch andere Grundformen des Behälters möglich sind. Beispielhaft wird in diesem Zusam menhang auf die DE 102006037335 B4 verwiesen. Die Wandungen des Behälters können entweder als geschlossene oder als durchbrochene, insbesondere gelochte, Flächen ausgebildet sein. Entsprechendes gilt für den Boden des Behälters.

Ausrichtkonturen können sich auch am Rahmen der Palettierhilfsvorrichtung befinden. Entsprechend der in zahlreichen Anwendungsfällen gegebenen runden Grundform der Werkstücke kann es sich hierbei um abgerundete Konturen handeln. In analoger Wei se können die Ausrichtkonturen auch an sonstige Formen der Werkstücke angepasst sein. Ebenso können durch den Rahmen bereitgestellte Ausrichtkonturen abschnitts- weise eben sein, wobei sie zur Tangierung der Werkstücke an verschiedenen Stellen des Werkstückumfangs vorgesehen sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung befinden sich an den elastisch verformbaren Stegen der Palettiervorrichtung Ausrichtkonturen, die alternierend in benachbarte Fel der des Verpackungseinsatzes eingreifen und eine Verschiebung der unterhalb des jeweiligen elastisch verformbaren Steges angeordneten Verpackungswandung senk recht zu einer in der Draufsicht auf die Hilfsvorrichtung erkennbaren Längsrichtung des jeweiligen elastisch verformbaren Steges ermöglichen. Dies bedeutet, dass eine erste Ausrichtkontur, welche direkt durch einen elastisch verformbaren Steg gebildet sein kann, in ein neben dem elastisch verformbaren Steg liegendes Feld eingreift, wo gegen die in Längsrichtung des elastisch verformbaren Steges nächste Ausrichtkon tur, die ebenfalls unmittelbar durch den elastisch verformbaren Steg gebildet sein kann, in ein weiteres, dem ersten Feld gegenüberliegendes Feld eingreift. Die Aus richtkonturen, welche in Form von Laschen oder Fähnchen vom elastisch verformba ren Steg ausgehen und typischerweise schräg gegenüber den übrigen Abschnitten des Steges gestellt sind, sind gabelartig über eine Verpackungswandung gestülpt und stabilisieren diese damit mechanisch. Zugleich wird durch die schräggestellten Aus richtkonturen, welche sich an mehreren Seiten eines Feldes befinden, das Werkstück in zumindest näherungsweise zentrierter Weise im betreffenden Feld positioniert. Im Einzelfall, bei Untermaß von Feldern, können die fahnenförmigen Elemente, welche Ausrichtkonturen darstellen, zugleich genutzt werden, um die beispielsweise aus Kar ton oder sonstigen nachgiebigen Materialien gefertigten elastisch verformbaren Stege im erforderlichen Maße auseinanderzudrücken und damit auch die darunter angeord nete Verpackungswandung in Richtung eines benachbarten Feldes wegzudrücken und zu elastisch verformen.

Je nach Anwendung kann ein einzelnes Feld zur Aufnahme jeweils eines einzigen Werkstücks oder einer Anzahl übereinander gestapelter Werkstücke vorgesehen sein. In jedem Fall kann nach Abschluss des Palettiervorgangs die Palettierhilfsvorrichtung vom Verpackungseinsatz wieder abgenommen werden. Verbleibt die Palettierhilfsvor richtung auf dem Verpackungseinsatz, so stellt sie eine Transportsicherung dar.

Die Palettierhilfsvorrichtung ist besonders für das Palettieren von Teilen mit Hilfe eines Industrieroboters oder einer sonstigen Handhabungsvorrichtung geeignet. Hierfür kann zum Beispiel ein 4- oder 6-Achs-Robototer an sich bekannter Bauart zum Ein satz kommen.

Was die Werkstoffe, aus welchen die Palettierhilfsvorrichtung gebildet ist, betrifft, exis tieren zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten. Beispielsweise kann die Palettierhilfsvor richtung komplett aus Kunststoff oder komplett aus Metall gefertigt sein. Ebenso sind Ausgestaltungen möglich, in denen ein Materialmix gegeben ist. Zum Beispiel kann es sich beim Rahmen der Palettierhilfsvorrichtung um ein Kunststoffteil handeln, woge gen die sich kreuzenden Stege in Form von elastisch verformbaren Metallstreifen vor liegen, wobei die elastische Verformung eines Steges in der Draufsicht auf die Hilfs vorrichtung senkrecht zu einer erkennbaren Längsrichtung des jeweiligen elastisch verformbaren Steges möglich ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung nä her erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 ausschnittsweise einen Behälter mit einem Verpackungseinsatz und ei ner Palettierhilfsvorrichtung in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter samt Palettierhilfsvorrichtung,

Fig. 3 bis 5 Details der Anordnung nach Figur 1 . Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Palettiersystem umfasst einen Behälter 2, in welchen Werkstücke 5, im vorliegenden Fall Bandspannrollen, mit Hilfe eines Verpackungseinsatzes 8 und einer Palettierhilfsvorrichtung 11 automati siert einzulegen sind. Der Behälter 2 weist geschlossene Wände 3 sowie einen eben falls geschlossenen Boden 4 auf. Die Werkstücke 5 sind jeweils durch ein Kugellager 6 gebildet, welches von einem Kunststoffring 7 umgeben ist. Der Kunststoffring 7 ist breiter als Kugellager 6, sodass bei aufeinander gestapelten Werkstücken 5 stets Kunststoff auf Kunststoff liegt.

Ein rechteckiges Muster, in welchem die Werkstücke 5 im Behälter 2 platziert werden, ist durch den Verpackungseinsatz 8 vorgegeben, welcher durch sich kreuzende Leis ten 9, allgemein als Verpackungswandungen bezeichnet, gebildet ist. Die Leisten 9 sind im vorliegenden Fall aus Pappe gefertigt. Alternativ kann es sich beispielsweise um Leisten aus Kunststoff handeln. Felder, in welche die Werkstücke 5 einzulegen sind, sind mit 10 bezeichnet. Entsprechend der einheitlichen Größe der Werkstücke 5 weisen auch die Felder 10 gleiche Grundabmessungen auf.

Die Palettierhilfsvorrichtung 11, welche ebenfalls in Form einzelner Felder 10 geglie dert ist, stellt sicher, dass die Werkstücke 5 ausschließlich in den vorgegebenen Posi tionen in den Behälter 2 eingesetzt werden können, wobei durch die Palettierhilfsvor richtung 11 gleichzeitig die Leisten 9 in der korrekten Position gehalten oder in die entsprechende Position gebracht werden.

Die Palettierhilfsvorrichtung 11 weist einen Rahmen 12 auf, welcher sich kreuzende, elastisch verformbare Stege 13, 14 umschließt. Die Lage der elastisch verformbaren Stege 13, 14 entspricht der Lage der ebenfalls flexiblen Verpackungswandungen 9.

Ein sternförmiges Angriffselement 15, welches sich am Kreuzungspunkt zweier elas tisch verformbarer Stege 13, 14 befindet, ist für die automatisierte Handhabung mit Hilfe eines Roboters nutzbar.

Ferner sind in den Figuren Zusatzelemente 16 erkennbar, welche sich an Ecken der Felder 10, das heißt an Kreuzungen der elastisch verformbaren Stege 13,14, befin- den. Jedes Zusatzelement 16 hat in der Draufsicht eine quadratische Grundform, wo bei es gegenüber der Ausrichtung der ebenfalls quadratischen Felder 10 um 45° schräggestellt ist. Durch jede der vier Seitenflächen eines Zusatzelementes 16 ist eine Ausrichtkontur 17 bereitgestellt, an welcher das in dem Verpackungseinsatz 8 abzu- senkende Werkstück 5 entlanggleiten kann. In denjenigen Feldern 10, die an den Rahmen 12 grenzen, sind zusätzliche Ausrichtkonturen 18 am Rahmen 12 gegeben.

Weitere Ausrichtkonturen 19, 20 existieren in Form von Laschen an den elastisch ver formbaren Stegen 13, 14. Zwei in Längsrichtung eines elastisch verformbaren Steges 13, 14 nacheinander angeordnete Laschen 19, 20, welche auch als Flügel bezeichnet werden, sind gabelartig gespreizt, sodass die erste Lasche 19 in ein erstes Feld 10 und die zweite Lasche 20 in ein benachbartes Feld 10 eingreift. Die Verpackungs wandung 9 ist damit durch die Ausrichtkonturen 19, 20, welche sich am elastisch ver formbaren Steg 13, 14 befinden, zu beiden Seiten hin abgestützt. Ein Aufsetzen von Werkstücken 5 auf die Kanten der Verpackungswandungen 9 wird durch die Laschen 19, 20 verhindert. Die elastisch verformbaren Stege 13, 14 einschließlich der Aus richtkonturen 19, 20 fungieren damit auch als Kantenschutz.

Wie insbesondere aus den Figuren 3 bis 5 hervorgeht, ist der Rahmen 12 einschließ- lieh der Ausrichtkonturen 18 derart gestaltet, dass die Verpackungswandungen 9 dort in eine exakt definierte Lage gezwungen werden, womit trotzt der Flexibilität des Ver packungseinsatzes 8 jedes Feld 10 seine vorgegebene Form behält. Insgesamt er möglicht der Verpackungseinsatz 8 zusammen mit der Palettierhilfsvorrichtung 11 ei ne dichte, praktisch spielfreie Bestückung des Behälters 2 mit Werkstücken 5.

Bezuqszeichenliste Palettiersystem Behälter Behälterwand Behälterboden Werkstück, Bandspannrolle Kugellager Kunststoffring Verpackungseinsatz Verpackungswandung, Leiste Feld Hilfsvorrichtung, Palettierhilfsvorrichtung Rahmen elastisch verformbarer Steg elastisch verformbarer Steg sternförmiges Angriffselement Zusatzelement Ausrichtkontur des Zusatzelementes Ausrichtkontur am Rahmen Ausrichtkontur, Lasche am Steg Ausrichtkontur, Lasche am Steg