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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stapels von Blechen, insbesondere von Blechen, die frei von Führungslöchern sind und/oder insbesondere von Transformatorblechen.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen eines Stapels von Blechen, insbesondere von Blechen, die frei von Führungslöchern sind und/oder insbesondere von Transformatorblechen, wobei die Vorrichtung einen Stapeltisch und oberhalb des Stapeltisches horizontal verstellbare Anschlagelemente aufweist, die dazu ausgebildet und bestimmt sind, abzulegende Bleche seitlich zu führen.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Stapel von Blechen, insbesondere von Blechen, die frei von Führungslöchern sind, der nach einem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen eines Stapels von Platten, insbesondere eines Transformatorkernes, bekannt. Beispielsweise offenbart
DE 43 38 981 A1 eine Einrichtung zum Beschichten von Platten, die mit Führungslöchern zum Ausrichten einer jeden Platte auf eine vorgegebene Position versehen sind. In der Einrichtung ist eine horizontale Grundfläche vorgesehen, um die Platten übereinanderzustapeln. Eine Fördereinrichtung befördert die Platten nacheinander an eine vorgegebene Position oberhalb der horizontalen Grundfläche, wobei die Platten von der vorgegebenen Position an der Fördereinrichtung auf die horizontale Grundfläche herabfallen, um die Platten zu schichten. Es ist eine Führungseinrichtung mit Führungsstiften vorgesehen, die sich zusammen mit der herabfallenden Platte bewegen, um mit den entsprechenden Führungslöchern in Eingriff zu gelangen.
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Auch aus
DE 103 32 018 B3 ist eine Vorrichtung zum Halten von abgestapelten Blechen, insbesondere Transformatorblechen bekannt. Die Bleche weisen ein Fädelloch auf, sodass diese mittels eines Fädelbolzens ausgerichtet werden können.
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Eine Stapelvorrichtung für Transformatorbleche, die Fädellöcher aufweisen, ist auch aus
DE 25 06 681 A1 bekannt. Die Stapelvorrichtung weist höhenfixierte Fädelbolzen auf, die während des Stapelprozesses in die Fädellöcher der Transformatorbleche eingreifen.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der beschriebenen Art, die auf das Vorhandensein von Fädellöchern angewiesen sind, haben einerseits den Vorteil, dass eine Ausrichtung der Bleche einfach bewirkt werden kann. Andererseits haben diese Vorrichtungen und Verfahren jedoch den Nachteil, dass die aus solchen Blechen hergestellten Transformatorkerne nicht die gleiche Leistungsfähigkeit aufweisen, wie Transformatorkerne, die aus Blechen ohne Fädelloch bestehen. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die Ausbildung des magnetischen Feldes durch das Vorhandensein der Fädellöcher gestört wird.
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Zur Vermeidung des genannten Nachteils schlägt
DE 21 63 700 ein Verfahren zum Legen von aus Einzelblechen geschichteten Kernen für Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen vor, bei dem ein bereits abgelegtes Blech selbst als Anschlag für weitere abzulegende Bleche dient. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass keine große Genauigkeit hinsichtlich der Positionierung der Einzelbleche erreicht werden kann. Dies insbesondere deshalb, weil die Kanten der Bleche, die gemäß diesem Verfahren auch als Anschlag für weitere Bleche dienen, üblicherweise Maßungenauigkeiten von einigen Zehntel Millimeter, sowie überstehende Grate aufweisen.
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Aus
DE 30 28 605 A1 ist eine Vorrichtung zum Beschichten von Kernen für Transformatoren und Drosselspulen bekannt. Es sind vertikal stufenlos und horizontal in Stufen verstellbare Anschlagschienen zur Führung der Einzelbleche vorgesehen. Auch bei dieser Vorrichtung besteht das Problem, dass die Kanten einzelner Bleche als Anschlag für weitere Bleche dienen, sodass aufgrund der natürlicherweise vorhandenen Imperfektionen der Blechkanten keine große Genauigkeit erzielbar ist. Darüber hinaus sind die Anschlagschienen nachteiligerweise äußerst kompliziert aufgebaut und aufwendig einzustellen, sodass diese Vorrichtung im Wesentlichen ausschließlich für einen Handschichttisch verwendet werden kann.
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Aus
DE 25 37 410 A1 ist ein Verfahren zum Stapeln von Einzelblechen bekannt, die nach dem Zuschneiden aus einem Blechband mittels einer Transportvorrichtung in Richtung Blechstapel transportiert werden und dabei mittels Führungsleisten seitlich geführt sind. Danach wird das Einzelblech von einer sich gegen seine Bewegungsrichtung drehenden, an ihm anliegenden Rolle abgebremst und nach Überfahren eines Anschlages von der Rolle mit einer so großen Kraft angepresst, dass das Blech entgegen seiner bisherigen Bewegungsrichtung bewegt und bis an den Anschlag abgelegt wird.
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Ferner ist aus
DE 25 51 497 C3 eine Vorrichtung zum kantengleichen Stapeln von Transformatorkernblechen in einer Stapelebene mit seitlichen sowie vorderen und hinteren Trichterleisten bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Vorpositionieren des Kernblechs des mit seitlichen, horizontal ein- und ausrückbaren Führungsleisten sowie vertikal bewegbaren Bremsleisten auf.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Stapels von Blechen anzugeben, das es ermöglicht, Bleche, die frei von Führungslöchern sind, zuverlässig und präzise zu stapeln, und das darüber hinaus hinsichtlich erzielbare Stapelformen flexibel einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Stapels von Blechen gelöst, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- a. vertikales Relativpositionieren eines Stapeltisches relativ zu horizontal verstellbaren Anschlagelementen, die oberhalb des Stapeltisches angeordnet sind,
- b. horizontales Positionieren der horizontal verstellbaren Anschlagselemente derart, dass mehrere horizontale Sollpositionen für mehrere abzulegende Bleche jeweils ausschließlich durch die Anschlagselemente vollständig festgelegt sind und derart dass die Bleche beim Ablegen von den Anschlagelementen vorzugsweise ausschließlich – seitlich geführt werden,
- c. sequentielles oder simultanes Ablegen der Bleche in den Sollpositionen und
- d. Wiederholen der Schritte a bis c mit weiteren Blechen solange, bis ein gewünschter Stapel, hergestellt ist.
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Es ist die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Herstellen eines Stapels von Blechen, anzugeben, die in der Lage ist, die zu stapelnden Bleche effizient und positionsgenau zu positionieren und die darüber hinaus nicht auf Führungslöcher in den zu stapelnden Blechen angewiesen ist.
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Die weitere Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Anschlagelemente derart ausgeformt und positionierbar sind, dass ausschließlich sie mehrere horizontale Sollpositionen für mehrere abzulegende Bleche festlegen.
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In erfindungsgemäßer Weise wurde erkannt, dass ein positionsgenaues Ablegen der Bleche auf einem Stapel insbesondere dann möglich ist, wenn zumindest weitgehend (vorzugsweise vollständig) darauf verzichtet wird, einzelne Bleche an den Kanten oder Ecken anderer Bleche auszurichten.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Anschlagelemente derart positioniert werden, dass jede der mehreren horizontalen Sollpositionen ohne mechanische Überbestimmung festgelegt ist. Hierbei wurde erfindungsgemäß erkannt, dass ein genaues Positionieren ausschließlich dann möglich ist, wenn die Sollposition durch die Anschlagelemente derart definiert ist, dass das abzulegende Blech nur in dieser einen gewollten Position zu liegen kommen kann.
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Beispielsweise ist es nicht möglich, die Sollposition eines quadratischen Blechs mittels vier im Quadrat angeordneten Anschlagsschienen genau festzulegen. Denn um das Blech zwischen den Anschlagsschienen positionieren zu können muss ein Spiel vorhanden sein. Lässt man jedoch Spiel bei der Beispielanordnung zu und beabstandet die zueinander parallelen Anschlagsschienen in einem Abstand der größer als der Kantenabstand des Bleches ist, resultieren eine Vielzahl von Möglichkeiten, wie das Blech zwischen den Anschlagsschienen zu liegen kommen kann.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass jede der mehreren horizontalen Sollpositionen unmittelbar und ausschließlich durch die Anschlagelemente festgelegt ist. Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass man lediglich auf die Anschlagelemente zurückgreift, deren Position genau bekannt ist, während auf das Verwenden von anderen Anschlägen, wie beispielsweise auf das Verwenden der Seitenkanten oder der Ecken bereits abgelegter Bleche als Anschlag vollständig verzichtet werden kann. Hierdurch wird eine besonders große Präzision erreicht.
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Bei einer besonderen Ausführungsform, mit der eine besonders große Positioniergenauigkeit erreicht werden kann, ist vorgesehen, dass zumindest ein abzulegendes Blech mit einer seitlichen Ausnehmung, beispielsweise mit einer seitlichen Kerbe und/oder einer seitlichen Einbuchtung, versehen wird, in die ein Anschlagelement während des Ablegens des Blechs zumindest teilweise eingreift. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die seitliche Ausnehmung beispielsweise durch einen Fräsvorgang – mit besonders großer Genauigkeit derart erfolgt, dass die Ausnehmung wenig – insbesondere keine – Imperfektionen, wie überstehende Grate oder Messungenauigkeiten, aufweist.
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Es ist erfindungsgemäß auch möglich, die seitliche Ausnehmung auszustanzen.
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Da die seitliche Ausnehmung, beispielsweise die Kerbe bzw. die Einbuchtung, im Vergleich zur Gesamtgröße eines Blechs klein sein kann, hält sich der Aufwand zur Herstellung einer präzisen Kerbe bzw. einer präzisen Einbuchtung sehr in Grenzen. Im Gegenzug wird hierdurch jedoch am abzulegenden Blech eine präzise Referenz geschaffen, die ein äußerst positionsgenaues Ablegen des Blechs ermöglicht.
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Hinsichtlich der Form der seitlichen Ausnehmung bestehen grundsätzlich keine Einschränkungen.
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Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass ein Anschlagelement einen – vorzugsweise abgerundeten – Vorsprung aufweist, der in eine Kerbe oder Einbuchtung während des Ablegeprozesses eingreift. Die Sollposition ist durch den in die Kerbe oder Einbuchtung eingreifenden Vorsprung in der Weise bereits festgelegt, dass das Blech in der horizontalen Ebene lediglich hinsichtlich seiner Winkelstellung noch frei ist. Um diesen Freiheitsgrad einzugrenzen, ist bei einer vorteilhaften Ausführung ein weiterer Anschlag vorgesehen, der gewissermaßen ein horizontales Drehen des Blechs um den Vorsprung, der in die Kerbe eingreift, verhindert. Auf diese Weise ist die Sollposition des Blechs eindeutig und ohne Überbestimmung festgelegt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Stapel aus Schichten gebildet wird, die jeweils mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Bleche aufweisen. Dadurch, dass die Bleche in der Ablageposition voneinander beabstandet sind, ist in vorteilhafter Weise erreicht, dass es nicht zu Ungenauigkeiten, beispielsweise wegen aneinanderstoßender, überstehender Grate an den einzelnen Blechkanten kommt. Es hat sich gezeigt, dass eine sehr gute Positioniergenauigkeit erreicht werden kann, wenn der Abstand benachbarter Bleche kleiner als 0,5 mm, insbesondere kleiner als 0,3 mm ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Abstand benachbarter Bleche im Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm, insbesondere bei 0,2 mm liegt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Stapel herzustellen, die aus zueinander versetzten Schichten gebildet sind und/oder die innerhalb der Schichten unterschiedliche große und/oder unterschiedlich geformte Bleche aufweisen. Insbesondere um dies zu realisieren, kann in erfindungsgemäßer Weise vorgesehen sein, dass die Anschlagelemente für das Ablegen einer neuen Schicht von Blechen anders positioniert werden als bei der vorhergehenden Schicht von Blechen. Insoweit ist jede denkbare Ausformung von Blechstapeln erfindungsgemäß ermöglicht. Insbesondere ist es ermöglicht Blechstapel herzustellen, die in einer untersten Schicht und einer obersten Schicht schmaler, sind als in einer Mittelschicht. Auch Abtreppungen sind weitestgehend uneingeschränkt möglich.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das vertikale Relativpositionieren dadurch erfolgt, dass der Stapeltisch jeweils nach dem Vorgang des Ablegens, vorzugsweise um eine Strecke, die der Dicke der zuvor abgelegten Bleche entspricht, nach unten verfahren wird. Eine solche Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass die erforderliche horizontale Einstellbarkeit und die erforderliche vertikale Einstellbarkeit voneinander in der Weise entkoppelt sind, dass ausschließlich der Stapeltisch in vertikaler Richtung verfahrbar sein muss, während die Anschlagelemente lediglich in horizontaler Richtung beweglich sein müssen. Hierdurch ist die Komplexität des Gesamtaufbaus in drastischer Weise reduziert. Dies insbesondere deshalb, weil auf eine Vertikalverstellbarkeit der Anschlagelemente und auf eine Horizontalverstellbarkeit des Stapeltisches verzichtet werden kann.
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Allerdings ist es erfindungsgemäß, insbesondere für die Herstellung besonderes schwerer Blechstapel, auch möglich, einen in der Höhe festen Stapeltisch zu verwenden und zur vertikalen Relativpositionierung die Anschlagelemente vertikal zu verfahren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bleche von oben in die Sollposition gebracht werden.
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Insbesondere kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Relativpositionieren des Stapeltisches und/oder das Positionieren der Anschlagelemente und/oder das Ablegen der Bleche automatisch und/oder computergesteuert erfolgt.
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Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die abzulegenden Bleche aus einem Rohblechmaterial ausgeschnitten und/oder ausgestanzt und dann unmittelbar nach dem Ausschneiden bzw. Ausstanzen – ohne Zwischenablegen – in ihre Sollposition verbracht. Diese Ausführung ist sowohl hinsichtlich des Raumbedarfs, als auch hinsichtlich des Arbeitsaufwandes besonders effizient. Zum einen kann auf ein Zwischenlager verzichtet werden. Darüber hinaus entfällt der Arbeitsschritt des Umlagerns. Eine solche Ausführung ist in der Weise beispielsweise realisierbar, als eine Schneid- bzw. Stanzanlage derart gesteuert wird, dass jeweils – hinsichtlich Form und Größe – das Blech hergestellt wird, das als Nächstes abzulegen ist und/oder das sofort der Reihe der abzulegenden Blechen anfügbar ist.
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Ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellter Stapel von Blechen hat den Vorteil, dass dieser frei von Führungslöchern sein kann. Die Tatsache, dass die einzelnen Bleche möglicherweise kleine seitliche Kerben oder Einbuchtungen aufweisen, die zur genauen Positionierung benutzt wurden, spielt hinsichtlich der Verteilung des Magnetfeldes in aller Regel keine Rolle. Dies insbesondere auch deshalb, weil die Kerben bzw. Einbuchtungen im Vergleich zur Größe des Bleches klein sind und insbesondere seitlich – nicht wie Führungslöcher im Mittelbereich – angeordnet sind.
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Die Verwendung von seitlichen Kerben bzw. Einbuchtungen hat den weiteren Vorteil, dass ein dort eingreifendes Anschlagelement derart ausgebildet und ausgeformt sein kann, sodass – anders als bei einem Führungsdorn in einem Führungsloch – eine sehr genaue Anlageposition definiert ist.
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Ein Stapel von Blechen der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist, kann in erfindungsgemäßer Weise derart aufgebaut sein, dass der Stapel aus Schichten gebildet ist, die jeweils mehrere nebeneinander angeordnete und voneinander beabstandete Bleche aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Abstand benachbarter Bleche kleiner als 0,5 mm ist, insbesondere kleiner als 0,3 mm ist, insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm liegt, insbesondere ca. 0,2 mm beträgt.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigen
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Schneid- und Stanzvorrichtung zum Ausschneiden und Ausstanzen von abzulegenden Blechen,
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2 bis 8 einzelne Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
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9 eine Detailansicht positionsgenau abgelegter Einzelbleche.
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1 zeigt eine Verarbeitungsvorrichtung 1 mit einer Vorrichtung 2 zum Herstellen eines Stapels von Blechen und mit einer Schneid- und Stanzvorrichtung 3 zum Ausschneiden und Ausstanzen von abzulegenden Blechen. Mit der Schneid- und Stanzvorrichtung 3 wird jeweils hinsichtlich Größe und Form genau das Blech hergestellt, das als Nächstes an die Reihe der abzulegenden Bleche anzufügen ist. Nach der Herstellung eines abzulegenden Bleches wird dieses mit einer Transportvorrichtung 4, die magnetisch arbeitende Transportgreifer 5 aufweist, zu der Vorrichtung 2 zum Herstellen eines Stapels von Blechen transportiert. Die Vorrichtung zum Herstellen eines Stapels von Blechen ist in dieser Figur lediglich schematisch dargestellt.
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Die Vorrichtung 2 zum Herstellen eines Stapels von Blechen weist einen höhenverstellbaren Stapeltisch 6 auf, auf dem die Bleche abgelegt werden. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 2 zum Herstellen eines Stapels von Blechen horizontale Anschlagelemente 7 auf, die dazu ausgebildet und bestimmt sind, die Bleche beim Ablegen seitlich zu führen, wobei die Anschlagelemente derart ausgeformt und positionierbar sind, dass ausschließlich sie mehrere horizontale Sollpositionen für mehrere abzulegende Bleche festlegen.
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In den 2 bis 8 sind einzelne Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Stapels von Blechen, die frei von Führungslöchern sind, schematisch dargestellt.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Herstellen eines Stapels. Die horizontal verstellbaren Anschlagelemente 7 sind auf einer festen Höhe montiert. In einem ersten Schritt wird der Stapeltisch vertikal relativ zu den Anschlagelementen derart positioniert, dass auf dem Stapeltisch abgelegte Bleche derselben vertikalen Höhe liegen, auf der sich die Anschlagelemente 7 befinden. Die Anschlagelemente 7 bestehen aus kleinen runden Vorsprüngen, die an Haltestangen 8 befestigt sind. Das vertikale Relativpositionieren des Stapeltisches relativ zu den horizontal verstellbaren Anschlagelementen ist in der Seitenansicht der 3 gut illustriert. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Anschlagelemente 7 unmittelbar oberhalb des Stapeltisches 6 angeordnet sind.
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In einem weiteren Schritt erfolgt nun das Horizontalpositionieren der horizontal verstellbaren Anschlagelemente 7 derart, dass mehrere horizontale Sollpositionen für mehrere abzulegende Bleche jeweils ausschließlich durch die Anschlagelemente 7 vollständig festgelegt sind. In einem weiteren Schritt, der exemplarisch in 4 illustriert ist, werden die abzulegenden Bleche 11 von den Transportgreifern 5 in den festgelegten Sollpositionen 10 abgelegt, wobei die Bleche beim Ablegen von den Anschlagelementen 7 seitlich geführt werden.
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Nach dem Ablegen einer vollständigen Schicht von Blechen wird der Stapeltisch 6 um eine Strecke, die der Blechdicke der abgelegten Schicht entspricht, nach unten verfahren. Anschließend werden die horizontal verstellbaren Anschlagelemente derart positioniert, dass sie mehrere horizontale Sollpositionen für mehrere abzulegende Bleche der nächsten Schicht vollständig festlegen. Dies ist in 5 dargestellt. Anschließend erfolgt das Ablegen der Bleche der nächsten Schicht.
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6 zeigt den auf diese Weise wachsenden Stapel 12 von abgelegten Blechen 11. Es ist deutlich erkennbar, dass der Stapel an seiner Außenkontur im unteren Bereich eine im Durchmesser zunehmende Treppenabstufung und im oberen Bereich eine im Durchmesser abnehmende Treppenabstufung aufweist. Diese Situation ist in 7 perspektivisch dargestellt. Nachdem der Stapel 12 vollständig hergestellt wird, wird der Stapeltisch nach unten weggefahren, um den fertiggestellten Stapel freizulegen und abtransportieren zu können.
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9 zeigt eine Detailansicht positionierter Bleche 11. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Bleche 11 voneinander beabstandet sind. Insbesondere dient ein Blech 11 nicht als Anschlag für ein anderes Blech 11. Eines der Bleche 11 weist eine präzise Einkerbung 13 auf, in die ein in seinem Endbereich abgerundetes Anschlagelement 7 eingreift. Es ist ein weiteres Anschlagelement 7 an der gegenüberliegenden Kante dieses Blechs angeordnet, sodass die Sollposition des Blechs durch die Anschlagelemente 7 vollständig definiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verarbeitungsvorrichtung
- 2
- Vorrichtung zum Herstellen eines Stapels von Blechen
- 3
- Schneid- und Stanzvorrichtung
- 4
- Transportvorrichtung
- 5
- Transportgreifer
- 6
- Stapeltisch
- 7
- Horizontal verstellbare Anschlagelemente
- 8
- Haltestangen
- 10
- Sollpositionen
- 11
- Bleche
- 12
- Stapel
- 13
- Kerbe
