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Die Erfindung betrifft eine Stapelvorrichtung zum kantengeraden Stapeln von plattenförmigem Gut, insbesondere von Metallplatten, umfassend ein Transportelement, das das plattenförmige Gut in eine Förderrichtung fördert, und einen Stapelraum, in dem das plattenförmige Gut gestapelt werden kann, wobei zur Begrenzung der Förderbewegung des plattenförmigen Guts in Förderrichtung mindestens ein Anschlag vorhanden ist, wobei der Anschlag in Förderrichtung zwischen einer Aufnahmeposition für das plattenförmige Gut und einer Endposition beweglich zum Abbremsen der Platten angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Stapelvorrichtung.
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Eine Stapelvorrichtung dieser Art ist aus der
EP 0 007 119 A1 bekannt. Offenbart wird hier eine Vorrichtung zum lageweisen Stapeln von Stückgut auf einer Ladepalette.
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Eine ähnliche Stapelvorrichtung ist aus der
EP 0 327 854 B1 bekannt. In einer Bandgießanlage werden hier gegossene Vorbänder in einer Warmbreitbandfertigwalzstraße gewalzt. Im Endbereich der Anlage wird das gewalzte Band mittels einer Schere zu Tafeln geteilt. Die Tafeln werden am Ende der Anlage gestapelt. Hierfür laufen die einzelnen Tafeln gegen einen Vorstoß, bevor sie auf den sich bildenden Stapel abgeworfen werden.
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Um das Stapelergebnis zu verbessern, d. h. die einzelnen Tafeln möglichst genau übereinander anzuordnen, sieht die
DE 11 63 246 B bzw. die
US 3 154 201 A vor, den Stapelbereich zur Horizontalen leicht zu Schwenken, so dass die Tafeln aufgrund der Schwerkraft gegen einen Anschlag laufen.
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Allen vorbekannten Lösungen ist es gemein, dass das Stapeln des plattenförmigen Guts zwar in sehr einfacher Weise erfolgen kann, dass allerdings die Stapelqualität nicht immer befriedigend ist. Demgemäß sind die vorhandenen Stapelvorrichtungen nicht ausreichend, wenn an die Stapelqualität erhöhte Anforderungen gestellt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stapelvorrichtung zum Stapeln plattenförmigen Guts sowie ein Verfahren zu deren Betrieb vorzuschlagen, mit der bzw. mit dem es möglich wird, die Stapelqualität bei effizienter Betriebsweise wesentlich zu erhöhen, wobei die Vorrichtung und das Verfahren zum Einsatz in einer Anlage zur Fertigung von metallischen Platten, insbesondere von Stahlplatten, tauglich sein soll. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 gelöst.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist vorrichtungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag auf einer Linearführung angeordnet ist und auf dieser von einem Aktuator in Förderrichtung bewegt werden kann, wobei eine Steuer- und/oder Regeleinheit angeordnet ist, die mit dem Aktuator verbunden ist und diesen ansteuert, und wobei ein Sensor angeordnet ist, der das Passieren von plattenförmigem Gut in Förderrichtung an einer Position detektieren kann und der mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht im Unterschied zum Stand der Technik ein kantengerades Stapeln des plattenförmigen Gutes.
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Die Stapelvorrichtung ist dabei bevorzugt Bestandteil einer Produktionsanlage für metallische Platten, insbesondere für Stahlplatten.
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Die Stapelvorrichtung hat gemäß einer Fortbildung weiterhin eine Anschlagswand, die den Stapelraum entgegen der Förderrichtung begrenzt.
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Der Sensor ist dabei bevorzugt als Lichtschranke ausgebildet.
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Das Verfahren zum Betreiben einer Stapelvorrichtung der genannten Art zeichnet sich durch die Schritte aus:
- a) Verbringen eines in Förderrichtung durch einen Aktuator verfahrbaren Anschlags für das plattenförmige Gut in eine Aufnahmeposition, wobei die Aufnahmeposition in Förderrichtung vor einer hinteren Endposition für das zu stapelnde plattenförmige Gut liegt, wobei der Aktuator mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden ist;
- b) Detektieren des Zeitpunkts des Passierens einer Position des in Förderrichtung vorderen Endes des plattenförmigen Guts mittels eines Sensors, wobei der Sensor mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden ist;
- c) Beschleunigen des Anschlags in Förderrichtung in Abhängigkeit des gemäß Schritt b) detektierten Zeitpunkts, wobei der Start der Beschleunigung sowie deren Größe so gewählt werden, dass das in Förderrichtung vordere Ende des plattenförmigen Guts den Anschlag vor der in Förderrichtung hinteren Endposition für das zu stapelnde plattenförmige Gut erreicht;
- d) Verzögern des Anschlags und damit des mit ihm Kontakt habenden plattenförmigen Guts in der Weise, dass der Anschlag samt plattenförmigem Gut in der in Förderrichtung hinteren Endposition für das zu stapelnde plattenförmige Gut zum Stillstand kommt;
- e) Ablegen des plattenförmigen Guts in den Stapelraum.
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Die Beschleunigung gemäß dem genannten Schritt c) ist dabei zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, konstant. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verzögerung gemäß obigem Schritt d) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, konstant ist.
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Der Anschlag kann gemäß obigem Schritt c) beschleunigt werden, nachdem eine vorgegebene Zeit nach dem gemäß Schritt b) detektierten Zeitpunkt verstrichen ist.
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Die maximale Geschwindigkeit des Anschlags nach dem Beschleunigen gemäß obigem Schritt c) ist vorzugsweise kleiner oder höchstens gleich der Eintrittsgeschwindigkeit des plattenförmigen Guts in die Stapelvorrichtung.
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Mit der vorgeschlagenen Vorgehensweise ist es möglich, Platten, die in relativ engem Abstand aufeinander folgen, präzise zu stapeln.
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Mit dem Erfindungsvorschlag wird es möglich, das Stapeln von Platten in verbesserter kontrollierter Weise vorzunehmen und so ein besseres Stapelergebnis zu erzielen. Bevorzugt werden die Vorrichtung und das Verfahren eingesetzt für das Stapeln von quer geteilten Tafeln zu verkaufsfertigen Paketen mit optisch geraden Kanten in einer Querteilanlage für schwere Warmbänder (mit Dicken bis zu 25 mm).
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Es ist möglich, Tafeln mit engen Stapel- bzw. Tafellagetoleranzen zu stapeln und so Stapelpakte mit optisch geraden Kanten zu produzieren.
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Es ist ein erhöhter Automatisierungsgrad der Stapelvorrichtung möglich. Die Geschwindigkeiten zwischen einer Schlittenschere und der Stapeleinrichtung können optimiert werden. Weiterhin ist eine optimale Lückenbildung zwischen den einzelnen Tafeln möglich.
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Vorteilhaft kommt es zu einem kontrollierten Abbremsen der Tafeln vor dem Abwurf.
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Die Stapeltoleranzen können auf diese Weise wesentlich verbessert werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 schematisch die Seitenansicht einer Stapelvorrichtung während eines ersten Verfahrensschritts zu einem ersten Zeitpunkt,
- 2 die Vorrichtung gemäß 1 während eines zweiten Verfahrensschritts zu einem etwas späteren Zeitpunkt,
- 3 die Vorrichtung gemäß 1 während eines dritten Verfahrensschritts zu einem noch etwas späteren Zeitpunkt,
- 4 die Vorrichtung gemäß 1 während eines vierten Verfahrensschritts zu einem nochmals späteren Zeitpunkt,
- 5a qualitativ den Verlauf der Geschwindigkeit über der Zeit für eine zu stapelnde Platte,
- 5b qualitativ den Verlauf der Geschwindigkeit über der Zeit für einen die zu stapelnde Platte abbremsenden Anschlag,
- 5c qualitativ den Verlauf einer Schwenkbewegung von Tafel-Tragrollen und
- 5d qualitativ den Verlauf einer Abwurfbewegung für die zu stapelnde Platte.
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In den 1 bis 4 sind für vier aufeinander folgende Zeitpunkte die Verhältnisse in einer Stapelvorrichtung 1 skizziert, die zum Stapeln von plattenförmigen Gut 2 eingesetzt wird. Vorliegend handelt es sich um eine Stapelvorrichtung, die am Ende einer Anlage angeordnet ist, auf der Stahlplatten hergestellt werden. Die Stahlplatten werden am Ende des Herstellungsprozesses mittels einer Schere (nicht dargestellt) zu Platten geteilt, die anschließend möglichst genau übereinander gestapelt werden sollen.
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Die Stapelvorrichtung 1 weist ein Transportelement 3 und 3a auf, mit dem die zu stapelnden Metallplatten 2 in eine Förderrichtung F zu einem Stapelraum 4 bewegt werden. Der Stapelraum 4 wird entgegen der Förderrichtung F durch eine Anschlagswand 10 begrenzt. Die Förderbewegung der Platten 2 in die Förderrichtung F wird bei der dargestellten Stapelvorrichtung 1 mittels eines Anschlags 5 gesteuert und namentlich gebremst.
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Zu diesem Zweck ist der Anschlag 5 (der nur sehr schematisch dargestellt ist) auf einer Linearführung 8 in Förderrichtung F verschiebbar angeordnet, wobei ein Aktuator (Motor) 9 die Bewegung des Anschlags 5 auf der Linearführung 8 beeinflusst. Der Aktuator 9 wiederum steht mit einer Steuere- und/oder Regeleinheit 11 in Verbindung und wird von dieser angesteuert.
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Die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 steht weiterhin mit einem Sensor 12 in Form einer Lichtschranke in Verbindung. Die Lichtschranke 12 detektiert, wann eine Platte 2 eine definierte Position im Eingangsbereich der Stapelvorrichtung 1 passiert (die mit einer gestrichelten Linie in den 1 bis 4 markiert ist).
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Demgemäß kann der Anschlag 5 zwischen einer in Förderrichtung F vorderen (einstellbaren) Aufnahmeposition 6 und einer in Förderrichtung F hinteren (einstellbaren) Endposition 7 bewegt werden.
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Die Aufnahmeposition 6 bzw. die Endposition 7 sind in den 1 bis 4 - sofern sie nicht in der eingenommenen Stellung dargestellt sind - mit gestrichelten Linien angedeutet.
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Aus der Abfolge der 1 bis 4 ergibt sich folgende Verfahrensweise zum Stapeln der Platten 2:
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Die Platten 2 gelangen mit einer definierten konstanten Geschwindigkeit in die Stapelvorrichtung 1, d. h. sie werden von dem Transportelement 3 in Förderrichtung F mit einer definierten Geschwindigkeit gefördert. Dies ist in 1 zu sehen. In dieser Figur ist weiter zu erkennen, dass der Anschlag 5 mittels der Linearführung 8 und dem Motor 9 in eine vorderste Aufnahmeposition 6 gefahren wurde und hier in Ruhe ist (Warten auf die Ankunft einer Platte 2).
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Die Lichtschranke 12 detektiert das Passieren der Platte 2 an der Messstelle. Das Signal wird an die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 geleitet. Aufgrund des Bekanntseins der Fördergeschwindigkeit in Förderrichtung F und dem Zeitpunkt des Passierens der Lichtschranke 12 kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 die weitere Bewegung und insbesondere Lage des vorderen Endes der Platte 2 berechnen.
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Demgemäß steuert die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Passieren der Lichtschranke 12 durch das vordere Ende der Platte 2 den Motor 9 an und beschleunigt den Anschlag 5 in Richtung der hinteren Endposition 7. Dieser Zustand ist in 2 skizziert. Dabei werden der Zeitpunkt der Beschleunigung des Anschlags 5 sowie die Größe der Beschleunigung so gewählt, dass die Platte 2 den Anschlag 5 einholt und kontaktiert, bevor der Abbremsvorgang eingeleitet wird. Die Endposition 7 wird nach dem Abbremsen erreicht.
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Zu dem in 3 skizzierten Zeitpunkt hat die Platte 2 den Anschlag 5 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt kann mit dem Abbremsen des Anschlags 5 begonnen werden, d. h. der Anschlag 5 - und damit auch die Platte 2 - wird auf der Linearführung 8 und auf dem Transportelement 3a abgebremst. Die Verzögerung ist so gewählt, dass bei konstanter Verzögerung in der Endposition 7 das Transportelement 3a und der Anschlag 5 samt Platte 2 zur Ruhe kommen, was in 4 skizziert ist.
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Die sich nunmehr in der endgültigen Position befindliche Platte 2 kann jetzt nach unten auf eine Aufnahme abgeworfen werden, wozu nicht näher dargestellte Tafel-Tragrollen (Transportelement 3a) vorgesehen sind, die zum Abwurf der Platte 2 verschwenkt werden können. Dieser Abwurfvorgang ist als solcher bekannt.
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Anschließend fährt der Anschlag 5 in die in 1 skizzierte Startposition (Aufnahmeposition 6) zurück.
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Die korrespondierenden Geschwindigkeit-Zeit-Kurven sind in 5 skizziert.
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5a zeigt den Verlauf der Geschwindigkeit zweier Platten 2 bis zu ihrem Stillstand.
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In 5b ist der Geschwindigkeitsverlauf (stets nur die Beträge dargestellt) qualitativ für den Anschlag 5 dargestellt.
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Die 5 c und 5d deuten die Schwenkbewegung von Tafeltragrollen (5c, stets nur die Beträge dargestellt) und den sich hieraus ergebenden Abwurfvorgangs der Platte 2 (5d) an. Dieses Abwerfen der Platten ist als solches bekannt, wozu auf den Stand der Technik hingewiesen wird.
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Der Anschlag (Plattenstopper) 5 wird demgemäß zunächst auf eine Synchrongeschwindigkeit beschleunigt, übernimmt dann die Platte 2 und verzögert diese dann bis zum Stillstand. Dieser Vorgang wiederholt sich für jede Platte 2.
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Es erfolgt ein kontrollierter Plattenabwurf nach dem Erreichen des Stillstands der Platte. Die Endposition 7 ist gleich der Stapelposition.
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Der Anschlag 5 kann mit zusätzlichen Dämpfelementen versehen sein und/oder eine Schwenkbewegungsmöglichkeit um eine auf der Zeichenebene in 1 bis 4 senkrecht stehende Achse aufweisen, um das Auftreffen der Platte 2 zu dämpfen.
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Die Optimierung der Geschwindigkeiten führt auch zu einer Optimierung der installierten Leistung der Antriebsmotoren an den Rollentischen und innerhalb des Staplers.
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Durch die beschriebene Vorgehensweise können auch die Lücken zwischen den Tafeln optimiert werden. Diese decken immer den kompletten Zeitbedarf für das Abbremsen, den Abwurf und das Stapeln der Platten 2 im Stapler ab. Hierdurch wird eine Kollision zwischen dem Platten-Abwurfsystem und der Platte selber verhindert und somit hieraus resultierende Betriebsstörungen im Stapelsystem vermieden.
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Der Anschlag (Tafel-Stopper) 5 wird also noch vor dem Eintreffen der Platte 2 aus seiner Warteposition (Aufnahmeposition 6) auf die momentane Synchrongeschwindigkeit mit der ankommenden Platte 2 beschleunigt. Vor dem Start, d. h. vor der Beschleunigung des Anschlags 5 wird zwischen der Platte 2 und dem Anschlag 5 eine Lücke gebildet. Zum Ende der Beschleunigung holt die Platte 2 den Anschlag 5 ein und beide bewegen sich (für eine gewisse Zeit) synchron weiter, bis das Verzögern des Anschlags 5 und somit auch der Platte 2 durch die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 eingeleitet wird.
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Der Abwurf der Platte 2 auf die Stapelposition wird mit dem Stillstand der Platte 2 eingeleitet.
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Da der Abwurf der Platte 2 kontrolliert erst bei Stillstand der Platte erfolgt, ist einerseits ein unkontrollierter Aufprall der Platte 2 eliminiert und andererseits kann die Platte 2 korrekt in die vorgesehene Stapelposition fallen. Damit wird die Stapelqualität (Stapeltoleranzen) gegenüber den vorbekannten Lösungen wesentlich verbessert.
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Die Platten 2 werden innerhalb der Stapelvorrichtung auf angetriebenen und gleichzeitig auch schwenkbaren Rollen transportiert. Der Antrieb dieser Rollen ist in der Lage, sowohl konstant mit den Tischrollen vor der Stapelvorrichtung zu fahren als auch synchron mit dem Antrieb des Anschlags zu verzögern.
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Die Lichtschranke 12 kann auch eingesetzt werden, um eine Zählwerkfunktion zu realisieren womit bei bekannter Plattendimension das Gesamtgewicht eines Paketes definiert werden kann und auf eine zusätzliche Paketwaage verzichtet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stapelvorrichtung
- 2
- plattenförmiges Gut
- 3
- Transportelement
- 3a
- Transportelement
- 4
- Stapelraum
- 5
- Anschlag
- 6
- Aufnahmeposition
- 7
- Endposition
- 8
- Linearführung
- 9
- Aktuator (Motor)
- 10
- Anschlagswand
- 11
- Steuer- und/oder Regeleinheit
- 12
- Sensor (Lichtschranke)
- F
- Förderrichtung
