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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 zum Sortieren von Wickeln aus Papier- oder Kartonagebahn in eine
gewünschte
Abfolge, fertig zum Versand gemäß Kundenbestellungen.
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Die
Erfindung betrifft auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete
Vorrichtung.
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In
Papier und Kartonage produzierenden Papierfabriken werden von Kunden
bestellte Wickel von einem großen
Maschinenwickel an einer Rollenschneide- und Wickelmaschine auf
eine gewünschte Breite
abgeschnitten und gewickelt. Die Kundenwickel werden so von dem
Maschinenwickel abgeschnitten, um die Menge an Abfall zu minimieren.
Insofern als eine gegebene Kundenbestellung nicht in allen Fällen durch
Schneiden eines einzigen Maschinenwickels erfüllt werden kann oder die Kundenbestellung
Wickelbreiten bestimmen kann, die nicht in einer gleichmäßig geteilten
Weise von einem Wickel geschnitten werden können, ist es regelmäßig notwendig
einen Maschinenwickel so zu schneiden, dass die geschnittenen Wickel
zu verschiedenen Lieferungen gehören.
Daher müssen
die geschnittenen Wickel spätestens
sortiert werden, bevor die Wickel gemäß den Kundenbestellungen zu
ihren jeweiligen Versandposten geliefert werden sollen. Eine derartige
Notwendigkeit zum Sortieren und Regruppieren von Wickeln entsteht
zum Beispiel aufgrund von verschiedenen Wickelgrößen, Versandwegen und Kunden.
Das Sortiersystem muss eine ausreichende Kapazität und Erweiterbarkeit haben,
um mit Abweichungen in den Kundenbestellungen und Änderungen
in den produzierten Klassen zurecht zu kommen. Das System muss in
der Lage sein alle produzierten Wickel flexibel und schnell zu handhaben,
da die Herstellung kontinuierlich läuft und die Papierfabrik nicht dazu
ausgelegt werden kann, eine große
Zwischenlagerfläche
zu haben, um die gesamte Kapazität
der verschiedenen Produktionsschritte in einer Papierfabrik zu puffern.
Darüber
hinaus muss das System eine vorsichtige Handhabung der Wickel bieten,
um die Zufügung
von Schäden
an denselben zu vermeiden, und Massenversandsysteme von Wickeln
müssen
eine schnelle Einlagerung und Entladung eines gewünschten
Wickelsatzes bieten. Die für
Wickelhandhabung vorgesehene Grundfläche in einer Papierfabrik ist üblicherweise
sehr begrenzt. Der in existie renden Gebäuden verfügbare Raum ist vorgegeben,
und die Kosten eines Kubikmeter-Einheitenvolumens
in neuen Gebäuden
bestimmt die nutzbare Größe des Gebäudes und
somit den zur Verfügung stehenden
Raum.
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Konventionell
hat die Papier herstellende Industrie die Handhabung von Wickeln
allgemein mittels Sortierrampen und verschiedenen Arten von Stapellagerungen
in Hochlagersystemen, normalerweise des automatisierten Typs, durchgeführt. Von
diesen Systemen bieten Hochlagerstapel die größte Kapazität. Die Sortierrampe umfasst
eine schräge Oberfläche, entlang
welcher Wickel nach unten gerollt werden. Bündig mit der Oberfläche der
Rampe sind Anschläge
eingerichtet, üblicherweise
in mehreren Reihen. Die Anschläge
können
an gewünschten Punkten
der Rampe angehoben werden, wodurch ein Wickel, der zu dem Anschlag
rollt, an einem gewünschten
Punkt gestoppt werden kann. Konventionell endet das untere Ende
der Rampe an einer Fördereinrichtung
bzw. einem Förderband,
das die sortierten Wickel in dem System weiter befördert. Die Sortierung
findet so statt, dass zum Beispiel ein von einer Rollenschneide-
und Wickelmaschine empfangener Wickelsatz geschoben wird, um nach
unten entlang der Rampe zu rollen und Wickel die zu einer bestimmten
Sendung gehören
werden durch die Anschläge
gestoppt. Die Anordnung der Anschläge in mehreren Reihen bietet
die Möglichkeit
Wickel, welche von einem einzigen Maschinenwickel geschnitten wurden,
in mehrere Gruppen zu teilen und weiter Wickel, welche von verschiedenen
Maschinenwickeln geschnitten wurden, mit Wickeln zu kombinieren,
welche von anderen Maschinenwickeln geschnitten wurden. Nachdem
alle die zu einer bestimmten Sendung gehörenden Wickel auf der schrägen Oberfläche der
Rampe angehalten wurden, können
die Wickel freigegeben werden, wodurch sie nach unten auf die Fördereinrichtung
rollen, welche an dem unteren Ende der Rampe angeordnet ist. Üblicherweise
wird ein Sortiersystem des Rampentyps zur Sammlung von Wickeln in
Gruppen genutzt, um durch einen Gabelstapler zum Verpacken, oder
möglicherweise
zur Änderung
der gegenseitigen Reihenfolge von Wickeln während oder vor ihrer Verpackung,
transportiert zu werden. Rampensysteme wurden auch zur Sammlung
von Wickeln in Anhängerladungen
genutzt, aber hierbei wurden einige Kapazitätsprobleme entdeckt. Die Kapazität eines
Rampensystems ist von der Anzahl von Rampen abhängig, und die größten Systeme
können
200 bis 250 Wickel zur selben Zeit aufnehmen. Zusätzlich zu
ihrer begrenzten Kapazität
wurden Rampensysteme durch das Risiko von Beschädigung an den Wickeln auf grund
ihrer Rollbewegungen und des Stoppens beeinträchtigt, ganz abgesehen von
der Notwendigkeit einer großen
Grundfläche.
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Stapellagerungen
werden zur Zusammenstellung von Anhängerladungen genutzt, als Zwischenlagerungen
und als Versandlagerungen. Sie sind durch große Handhabungs- und Lagerkapazität gekennzeichnet,
als auch durch gute Flexibilität.
Stapellagerungen fallen in zwei Hauptkategorien, wobei ein Stapellagertyp
ein individuelles Fach für
jeden Wickel vorsieht, während
der andere Stapellagertyp die Wickel in Gruppen lagert, die horizontal
entlang eines Lagerweges gelagert werden. Der Stapellagertyp, der
ein Fach für
jeden Wickel reserviert bietet eine maximale Flexibilität, da jeder
Wickel individuell von dem Lager entnommen werden kann. Andererseits
benötigt
ein effizientes Management der Lagerung schnelle Wickelhandhabungsausrüstung und multiple
Zufuhr/Abfuhr Systeme von Wickeln, wodurch die Kosten der großen Kapazität und Flexibilität erhöht werden,
wodurch die Verwendung von diesem Lagertyp nur gerechtfertigt ist,
wenn eine relativ hohe Kapazität
gefragt ist. Die durchschnittliche Anzahl von Wickeln in einem zur
individuellen Handhabung von Wickeln konstruierten Lager kann 3000
Wickel betragen, während
die Zufuhrkapazität
etwa 160 Wickel pro Stunde beträgt
und die Abfuhrkapazität etwa
240 Wickel pro Stunde. Wenn die Wickel in dem Lager eng gegen einander
gruppiert sind, kann die Grundfläche
der Lagerung mit dem Nachteil des Verlusts der individuellen Wickelhandhabungs-Möglichkeit
reduziert werden.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Sortier/Lager-System
zu schaffen, welches eine größere Kapazität bietet,
als die eines Rampensystems, eine Wickel-Handhabungstechnik mit einem minimierten
Beschädigungsrisiko
für Wickel
und einer kleinen Grundfläche.
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Das
Ziel der Erfindung wird erreicht, indem einkommende Wickel mit der
Hilfe einer Vorschub- bzw. Zufuhr-Fördereinrichtung auf wenigstens
zwei Aufnahme-Fördereinrichtungen
in eine gewünschte Abfolge
sortiert werden, wonach, während
des Transports der Wickel zu der Aufnahme-Fördereinrichtung, die somit
in die gewünschte
Abfolge sortierten Wickel in einer Charge gruppiert werden, bei
der Ende an Ende angrenzt. Nachdem jede Aufnahme-Fördereinrichtung
so gefüllt
wurde, dass sie eine vollständige
Anzahl an Wickeln enthält,
welche eine vorbestimmte Ladeeinheit für einen Kippstuhl-Aufzug bilden,
können
die Wickel von der Aufnahme-Fördereinrichtung
als Ladeeinheiten des Kippstuhl-Aufzugs entladen werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung werden, nachdem die Aufnahme-Fördereinrichtung
voll mit Wickeln ist, alle die auf der Fördereinrichtung ruhenden Wickel
als eine End an End angrenzende Gruppe auf eine Lager-Fördereinrichtung bewegt,
die als eine Verlängerung
der Aufnahme-Fördereinrichtung
platziert ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung beträgt
die Anzahl von parallel operierenden Vorschub- und Aufnahme-Fördereinrichtungen jeweils
drei, und zwei oder mehr Fördereinrichtungsgruppen
sind angeordnet, um über
einander zu arbeiten.
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Genauer
gesagt ist das Wickelsortiersystem gemäß der Erfindung durch das gekennzeichnet, was
in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dargelegt ist.
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Darüber hinaus
ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
3 dargelegt ist.
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Die
Erfindung bietet wesentliche Vorteile.
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Das
System umfasst Standard-Ausrüstungen,
welche sein Design, Konstruktion und sogar eine Umrüstung leicht
ausführbar
machen. Die Wickel werden nur in ihrer Längsrichtung gehandhabt, indem
sie auf Fördereinrichtungen
bzw. Förderbändern bewegt
werden, wodurch das Beschädigungsrisiko
an den Wickeln vermieden wird, das von ihrer rotationalen Bewegung
und Zusammenstößen während der
Wickelbewegung resultieren kann. Das System ist extrem kompakt und
kann auf einer kleineren Grundfläche
eingerichtet werden, als die von einem Rampensystem von vergleichbarer
Wickelhandhabungs-Kapazität
benötigte.
Darüber
hinaus ermöglicht
es das System den Lagerraum auch in der vertikalen Dimension zu
nutzen, wodurch die Lagerungskapazität pro Quadratmeter der Gebäudegrundfläche maximiert
wird. Die Systemkapazität
ist höher
als die in einem Rampensystem erreichbare und sie ist leicht zu
steuern. Wenn von dem System die Bereitstellung einer großen Lagerkapazität verlangt
wird, kann es mit einer benötigten
Anzahl von als Pufferlagermittel dienenden Fördereinrichtungen vervollständigt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung detaillierter mit der Hilfe von beispielhaften
Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 eine schematische Ansicht
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine schematische Ansicht
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3 eine schematische Seitenansicht
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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4 eine Endansicht der Ausführungsform von 3 zeigt.
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In 1 ist eine Draufsicht des
Layouts eines Systems gemäß der Erfindung
gezeigt. Die erste Einheit in der Zeichnung ist eine Einfuhr-Fördereinrichtung 1,
die nicht Teil des Systems ist, und die nächste Einheit ist eine Vorschub-Fördereinrichtung 2,
welche wenigstens in ihrer lateralen Richtung bewegbar eingerichtet
ist. An dem Ausgabe-Ende der Vorschub-Fördereinrichtung 2 sind
wenigstens drei Aufnahme-Fördereinrichtungen 3, 4, 5 eingerichtet, gefolgt
von drei Lager-Fördereinrichtungen 6, 7, 8. An
dem Ausgabe-Ende der Lager-Fördereinrichtungen 6, 7, 8 ist
eine Abgabe-Fördereinrichtung 9, ähnlich der
oben erwähnten
Vorschub-Fördereinrichtung 2,
angeordnet, welche an ihrem Ausgabe-Ende eingerichtet ist, um mit einer
Fördereinrichtung 10 zu
kooperieren, die nicht Teil des Systems ist und nur dazu dient,
die sortierten Wickel zum Beispiel zu einem Kippstuhl-Aufzug zu bewegen.
Bei dieser Art von beispielhafter Ausführungsform des Systems gibt
es immer ein nacheinander arbeitendes Paar von Fördereinrichtungen, gebildet
von einer Abgabe-Fördereinrichtung
mit einer Aufnahme-Fördereinrichtung,
es können
aber auch falls nötig
Zwischenfördereinrichtungen
dazwischen genutzt werden, um die Lagerkapazität des Systems zu erhöhen. Die
Anzahl von so paarweise arbeitenden Fördereinrichtungen muss in der
hier beschriebenen Ausführungsform
wenigstens zwei betragen.
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Die
Funktion des Systems umfasst die Übertragung eines neuen, in
das System einzuführenden Wickels
durch eine Einfuhr-Fördereinrichtung 1 zu
einer Vorschub-Fördereinrichtung 2,
die anschließend den
Wickel zu dem Punkt entlang der Länge der Aufnahme-Fördereinrichtungen 3, 4, 5 bewegt,
an welchem der neue Wickel in die gesammelte Wickelgruppe eingeführt werden
soll. Der neue Wickel wird anschließend auf die Aufnahme-Fördereinrichtungen 3, 4, 5 bewegt
und an dem Ende der Fördereinrichtung
belassen, so das der nächste
auf der Aufnahme-Fördereinrichtung 3, 4, 5 aufzunehmende
neue Wickel mittels der Vorschub-Fördereinrichtung 2 gegen
das Ende des vorhergehenden Wickels zugeführt werden kann, und somit
eine End an End anliegende Wickelgruppe gebildet wird. Indem die
Wickel in dieser End an End anliegenden Weise bewegt werden, nehmen
die Wickel den geringst möglichen Raum
ein. Um den durch die Wickel benötigten
Lagerraum zu minimieren, wird der Raum zwischen den Wickelenden
vorteilhaft so klein wie möglich
gehalten, allerdings mit dem Vorbehalt, dass ein kleiner Spalt zwischen
den Wickelenden gelassen werden kann, um zum Beispiel die Trennung
von Wickelgruppen voneinander zu erleichtern. Nachdem die Aufnahme-Fördereinrichtung
zu ihrer vollen Kapazität beladen
wurde, dass heißt
mit einer gebebenen Anzahl von Wickelgruppen, welche jeweils eine
Ladeeinheit für
den Kippstuhl-Aufzug bilden, wird die Aufnahme-Fördereinrichtung 3, 4, 5 durch Übertragen der
darauf angesammelten Wickel auf eine Lager-Fördereinrichtung 6, 7, 8 geleert.
Von der Lager-Fördereinrichtung 6, 7, 8 werden
die Wickel auf eine Abgabe-Fördereinrichtung 9 bewegt,
so dass die Abgabe-Fördereinrichtung 9 immer
eine gegebene Anzahl an Wickeln erhält, die eine Ladeeinheit für den Kippstuhl-Aufzug
bildet. Dementsprechend wird die Trennung der auf die Lager-Fördereinrichtung übertragenen
Wickel an der Fördereinrichtungs-Schnittstelle
zwischen der Lager-Fördereinrichtung 6, 7, 8 und
der Abgabe-Fördereinrichtung 9 durchgeführt.
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In
der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst
das System drei Fördereinrichtungs-Paare, welche eingerichtet
sind, um parallel in einer Anordnung zu arbeiten, welche drei über einander
eingerichtete Fördereinrichtungsgruppen
hat. Die Länge einer
solchen Fördereinrichtungs-Anordnung
beträgt üblicherweise
zum Beispiel 15 + 15 m, während
die Breite an jeder Seite 6 m beträgt. In dem eine größere Anzahl
von Fördereinrichtungs-Paaren genutzt wird,
findet die Sortierung von Wickeln flexibler statt, so dass in der
dargestellten Ausführungsform
zum Beispiel jeder einkommende Wickel neun alternative Sortierpositionen
hat. Die Vorschub-Fördereinrichtung 2 und
die Hilfs-Fördereinrichtung 10 sind
eingerichtet, um auf einer Scheren-Hebemaschine betrieben zu werden,
welche auf Schienen 12 läuft. Die laterale Bewegung
dieser Fördereinrichtungen 2, 10 findet
auf den Schienen 12 statt, während ihre vertikale Bewegung
mittels der Scheren-Hebemaschinen 11 eingerichtet ist,
wodurch eine einzige Vorschub-Fördereinrichtung
eine ausreichende Kapazität
bietet, um die Wickel zu jeder Lager-Fördereinrichtung zu liefern.
Die Einfuhr-Fördereinrichtung 1 arbeitet
in einer stationären
Position, wodurch es möglich
ist die Wickel von einer einzigen Position abzunehmen. Das Ausgabe-Ende
der Einfuhr-Fördereinrichtung 1 ist
vorteilhaft an der zentralen Lager-Fördereinrichtung ausgerichtet,
wodurch die Übertragungsdistanzen
zwischen den Fördereinrichtungen
minimiert werden. Offensichtlich gelten dieselben Konstruktionsregeln
für die
Hilfs-Fördereinrichtung 10,
welche Wickel von dem System wegnimmt.
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In
den in 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen
sind die Lager-Fördereinrichtungen weggelassen,
wodurch das System nur aus den Vorschub-Fördereinrichtungen
besteht. Die Länge
von in dieser Anordnung genutzten Fördereinrichtungen wird durch
die benötigte
Kapazität
bestimmt. Wenn die Wickel nach dem Kippstuhl-Aufzug mittels Gabelstaplern
von dem Fördereinrichtungs-System
weggenommen werden, muss eine große Lager-Kapazität nicht
unbedingt nötig
sein. Hierbei müssen
die Wickel dann direkt in eine separate Puffer-Lagerung geleitet werden
oder in Transportmittel zur Versendung zu Kunden geladen werden.
In dem Fall, dass eine größere Puffer-
oder Sortierkapazität
für die
Beladung von Anhängern
oder zum Transport in großen
Versandeinheiten benötigt
wird, kann die Länge
der Fördereinrichtungen
erhöht
werden. Während
der Sortierbetrieb in dieser Ausführungsform in derselben Weise
wie oben beschrieben stattfindet, verursacht die Weglassung des Übertragungsschritts
zwischen der Vorschub-Fördereinrichtung
und der Lager-Fördereinrichtung,
dass die Lieferung von Wickeln von den Fördereinrichtungen und die Beladung
derselben nicht unabhängig
voneinander durchgeführt
werden kann. Dies ist allerdings kein großes Problem, da mehrere Fördereinrichtungen
parallel zueinander betrieben werden, wodurch eine Fördereinrichtung
zur selben Zeit entladen werden kann, in der die anderen parallelen
Fördereinrichtungen
beladen werden. Nachdem ein Versandposten fertig sortiert wurde, können die
Fördereinrichtungen,
auf welchen der bestellte Wickelposten gesammelt wurde, entladen werden,
während
leere oder teilweise beladene Fördereinrichtungen
zur selben Zeit beladen werden. Bei dieser Ausführungsform ist es eine vorteilhafte Einrichtung
die Kapazität
der Fördereinrichtungen derart
zu entwerfen, dass eine jede Fördereinrichtung
jeweils einen vollen Versandposten aufnehmen kann. Die Verwendung
eines solchen Einzel-Fördereinrichtungs-Ansatzes reduziert
die Anzahl der Systemkomponenten und vereinfacht die Wartung.
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Das
in 3 und 4 gezeigte Ausrüstungs-Layout weicht von der
oben beschriebenen Ausführungsform
auch durch sein Übertragungssystem
zu den Vorschub- und Abgabe-Fördereinrichtungen 2, 9 ab.
In dieser Ausführungsform
sind die Fördereinrichtungen
an einem Hebeturm 13 eingerichtet, welcher mit Führungsschienen 14 an
der Seite des Turms 13 und einem Aufzugswagen 15 ausgestattet
ist, an welchem die Fördereinrichtung
bewegbar arbeitet. Der Aufzugswagen 15 wird vertikal mittels
eines Antriebsmotors 16 und einem Kettengetriebeantrieb 17 bewegt.
Diese Art von Hebetechnik wird allgemein zum Beispiel in Gabelstaplern
verwendet. Auch bei dieser Realisierung findet die laterale Bewegung
entlang Schienen 12 statt.
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Ohne
die Idee und den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können auch
Ausführungsformen in
Betracht gezogen werden, die von den oben beschriebenen verschieden
sind.
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Wie
oben festgestellt kann die Anzahl von Fördereinrichtungs-Paaren flexibel
und ohne Einschränkungen
modifiziert werden. Wenn die Anzahl an Fördereinrichtungs-Paaren übermäßig zu werden droht,
kann es vorteilhaft sein, zwei oder mehr Vorschub- und Aufnahme-Fördereinrichtungen
zu nutzen, so dass der Betrieb des Systems nicht durch lange Übertragungsdistanzen
behindert wird. Die Bewegungen der Vorschub- und Aufnahme-Fördereinrichtungen können auf
verschiedene Weisen realisiert werden, zum Beispiel mittels einer
Hebeeinrichtung, welche entlang einer oben liegenden Tragschiene
bewegbar ist. Eine in der Fördereinrichtungssystemtechnik
versierte Person kann problemlos einen geeigneten Mechanismus entwerfen,
welcher zur optimalen Ausführung
der benötigten
Bewegungen in jeder Anwendung der Erfindung in der Lage ist. Im
Prinzip kann das System jede Art von Fördereinrichtung nutzen, wobei
das Design der Fördereinrichtungskonstruktion
offensichtlich auf der Minimierung von Handhabungsschäden an den
Wickeln basieren muss.