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Verfahren und Vorrichtung zum aufrechten Stapeln und Zentrieren von Platten oder flachen Gegenständen insbesondere für automatisierte Produktionslinien.
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Zum Erreichen einer Zentrierung oder einer definierten seitlichen Lage von Platten oder flachen Gegenständen sind bereits unterschiedliche Lösungen, jedoch nur bezogen auf horizontale Stapel, bekannt.
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So beschreibt
DE 10 2011 107 455 A1 eine Vorrichtung zum Zentrieren von Stapeln mittels pneumatisch oder hydraulisch arbeitenden Kolben, wobei der Stapel in horizontale Schwingbewegungen versetzt wird.
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Weiterhin wird in der
DE 39 11 883 A1 eine Zentriervorrichtung beschrieben, welche einen horizontalen Stapel mittels jeweils seitlich von dem Stapel angeordneten Anschlägen zentriert.
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In der Schrift
DE 198 21 875 A1 wird eine Vereinzelervorrichtung benannt, welche es ermöglicht von einem horizontalen Stapel den jeweils unteren Gegenstand einzeln zu entnehmen.
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Jedoch besitzen horizontale Stapelvorrichtungen und Stapel, welche Platten oder flache Gegenstände für die weitere Verarbeitung zur Verfügung stellen, den Nachteil, dass insbesondere in Produktionslinien das Nachfüllen der Stapel mit Material nur in Taktpausen erfolgen kann oder aber dass zwei Stapelvorrichtungen bedient und bestück werden müssen. Dies erfordert jedoch den doppelten Aufwand bei den Stapelvorrichtungen und einen besonderen Aufwand bei der Auslegung und dem Betrieb der nachgelagerten sich an den Stapeln bedienenden automatisierten Produktions- oder Montagetechnik, da diese automatisch oder manuell durch den Bediener initiiert, zwischen den Stapelvorrichtungen zu wechseln hat. Weiterhin ergeben sich je nach Größe der Platten oder flachen Gegenstände besondere Anforderungen an die benötigte Fläche, so dass sich auch hier erhebliche Nachteile bei horizontalen Stapeln ergeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum aufrechten Stapeln und Zentrieren von Platten oder flachen Gegenständen zu schaffen, indem die Platten oder flachen Gegenstände annähernd vertikal, schräg oder stehend angeordnet sind, wodurch eine Zentrierung möglich ist.
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Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung zum aufrechten Stapeln von Platten oder flachen Gegenständen geschaffen wird, wobei die Platten oder flachen Gegenstände annähernd vertikal oder stehend in einem Rahmen oder einer Halterung angeordnet werden und der Stapel der Platten oder flachen Gegenstände in dem Rahmen oder der Halterung zumindest seitlich bzw. von unten mittels jeweils mindestens einer Führung in Form von Kufen, Schienen, Gleitflächen oder Platten geführt werden, wobei der Rahmen oder die Halterung eine Bestückungsseite und eine Entnahmeseite aufweist und an der Entnahmeseite mindestens ein Stapelanschlag oder Stapelgegenhalter vorhanden ist, wobei der Stapel aus Platten oder flachen Gegenständen gegen den Stapelanschlag oder den Stapelgegenhalter angelegt wird. Mittels der Führungen werden eine Lageanpassung und damit eine Zentrierung erreicht und Verschiebungen des Stapels aus Platten oder flachen Gegenständen vermieden. Durch dieses Verfahren und diese Vorrichtung wird es möglich, dass auf geringsten Raum Platten oder flache Gegenstände mit nahezu beliebigen Grundriss für den weiteren Einsatz vorgehalten und dabei in eine definierte Lage gebracht werden, sodass bislang übliche Zwischen- oder zusätzliche Zentrierschritte entfallen können. Zudem ist es möglich den Stapel zu jedem Zeitpunkt der Produktion und zu jeder Zeit des Taktes aufzufüllen oder nachzufüllen, da die Bestückungsseite von der Entnahmeseite räumlich getrennt ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 13 sowie des Verfahrens in den Ansprüchen 14 bis 17 dargestellt.
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Nach Anspruch 2 ist vorteilhaft die mindestens eine Führung unterhalb des Stapels waagerecht oder zur Entnahmeseite abfallend oder geneigt ausgeführt. Hierdurch kippt der Stapel sicher zur Entnahmeseite und ein Herausfallen in Richtung der Bestückungsseite wird vermieden. Zudem wird die Selbstordnung und Lageanpassung innerhalb des Stapels begünstigt.
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Vorteilhaft ist nach Anspruch 3 mindestens eine Führung oberhalb des Stapels der Platten oder flachen Gegenstände angeordnet, wodurch sich eine etwaige Verschiebung des Stapels in der Vertikalen ausgleichen oder beseitigen lässt. Hierdurch wird die Zentrierung genauer.
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Mit der Weiterbildung nach Anspruch 4 ist vorteilhaft mindestens eine der Führungen beweglich ausgeführt. Hierdurch wird eine Selbstregulierung innerhalb des Stapels ohne Einflussnahme durch dritte von außen ermöglicht, indem die Führungen beispielsweise den Stapel so in einem festgelegten Bereich oder Bewegungsspielraum führen und in die gewünschte Lage bringen, dass die gewünschte Zentrierung genauer und innerhalb eines kurzen Bereiches erfolgt. Dabei sind Bewegungen der Führungen sowohl quer bzw. längs zur Stapelrichtung möglich.
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Nach Anspruch 5 ist vorteilhaft mindestens eine der Führungen mechanisch, elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch antreibbar und/oder einstellbar ausgeführt. Die Platten oder flachen Gegenstände im Stapel lassen sich somit genauer und bedarfsgerechter anordnen, dynamisch zentrieren und in der notwenigen Lage in Richtung der Anschläge und Gegenhalter an der Entnahmeseite halten. So lassen sich zudem ohne aufwändige Anpassungen unterschiedlich große und im Grundriss geformte Platten oder flache Gegenstände handhaben. Auch werden die Lage und der Stand des Stapels stabilisiert.
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Indem nach Anspruch 6 der durch die Führungen gebildete Raum oder Schacht konisch verläuft, lassen sich Lageabweichungen innerhalb des Stapels durch die Vorwärtsbewegung des Stapels in Richtung Entnahmeseite unmittelbar ausgleichen. Hierdurch ist eine sehr einfache Ausführung möglich.
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Vorteilhaft sind nach Anspruch 7 Vibrationselemente vorhanden. Hierdurch lassen sich die den Stapel bildenden Platten oder flachen Gegenstände leichter ausrichten, sofern aufgrund der Oberflächenbeschaffenheit eine hohe Reibung zwischen den Platten oder flachen Gegenständen überwunden werden muss.
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Bei der Weiterbildung nach Anspruch 8 sind vorteilhaft an der Entnahmeseite die Führungen in Stapelrichtung entnahmeseitig verkürzt ausgeführt. Hierdurch besteht die Möglichkeit eine einzelne Platte oder einen einzelnen flachen Gegenstand an der verkürzten Führung quer zur Stapelrichtung entnehmen zu können, ohne dabei die Lage und Ausrichtung der übrigen Platten oder flachen Gegenstände zu verändern oder zu beeinflussen.
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Nach Anspruch 9 sind vorteilhaft an der Entnahmeseite an den Enden der Führungen Gegenhalter oder Niederhalter vorhanden, wodurch Lageveränderungen der zu entnehmenden Platte oder des zu entnehmenden flachen Gegenstandes beim Greifen oder Aufnehmen vermieden werden. Hierdurch bleiben die Zentrierung und deren Zuverlässigkeit an jeder Platte und jedem flachen Gegenstand erhalten.
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Zudem sind nach Anspruch 10 vorteilhaft die Gegenhalter oder Niederhalter antreibbar und/oder einstellbar. Hierdurch lässt sich eine gegebenenfalls notwendige Lagekorrektur bedarfsgerecht und individuell durchführen. Vorteilhaft ist zudem möglich, dass der Gegenhalter oder Niederhalter die Platte oder den flachen Gegenstand erst dann freigibt, wenn die Platte oder der flache Gegenstand vollständig für die weitere Verarbeitung gegriffen ist und somit keine Lageänderungen mehr möglich sind.
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Vorteilhaft ist nach Anspruch 11 an der Bestückungsseite eine Stapelrückhaltevorrichtung als Stapelspannvorrichtung vorhanden, wobei die Stapelspannvorrichtung selbstspannend ausgeführt ist. Hierdurch wird neben dem Verhindern des Herausfallens der Platten oder flachen Gegenstände an der Bestückungsseite insbesondere der Stapel kontinuierlich in Richtung Entnahmeseite gedrückt und bewegt, wodurch der Stapel eine Lagesicherung erfährt und die Zentrierung zuverlässiger erfolgt. Vorteilhaft ist, dass der Stapel kontinuierlich und gleichmäßig gespannt ist. Etwaige Bedienfehler oder Bestückungsfehler oder Funktionsfehler werden somit vermieden.
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Zudem ist vorteilhaft nach Anspruch 12 die Stapelrückhaltevorrichtung schwenkbar bzw. klappbar ausgeführt, so dass die Bestückung mit Platten oder flachen Gegenständen unabhängig von der Stellung der Stapelspannvorrichtung und anschließend mittels eines geringen Aufwandes des Spannens des Stapels nach der Bestückung erfolgt, so dass es während der Bestückung zu keiner Veränderung der Lage oder Gefährdung des Bedienpersonals kommt.
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Nach Anspruch 13 ist vorteilhaft eine Füllstandsanzeige vorhanden, welche mit der Stapelrückhaltevorrichtung gekoppelt ist. Aufgrund der Anordnung der Stapelrückhaltevorrichtung direkt am Stapel sind durch die Kopplung mit der Füllstandsanzeige unmittelbare Rückschlüsse auf den Befüllstand möglich.
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Das Verfahren zum aufrechten Stapeln und Zentrieren von Platten nach Anspruch 14 als Nebenanspruch sieht vorteilhaft vor, dass die Platten oder flachen Gegenstände einzeln, gruppiert oder als Stapel an einer Bestückungsseite in einen Rahmen und/oder in eine Halterung mit jeweils mindestens einer Führung zumindest seitlich und/oder unterhalb des Stapels eingelegt werden und damit eine Verschiebung der Platten, der flachen Gegenstände oder des gesamten Stapels vermieden und eine statische Zentrierung erreicht wird und der Stapel an einer Entnahmeseite an mindestens einem Stapelanschlag und/oder Stapelgegenhalter anliegt. Durch dieses Verfahren wird neben der Zentrierung auch eine Magazinfunktionalität für eine definierte Lage der Platten oder flachen Gegenstände für eine weitere Verarbeitung erreicht. Somit lässt sich der Produktionsablauf erheblich verbessern und optimieren sowie verkürzen, da auf Zwischenschritte für das separate und explizite Zentrieren verzichtet wird. Zudem wird eine vereinfachte Bestückung ermöglicht, ohne Rücksicht auf den Produktionsablauf nehmen zu müssen sowie ohne den Produktionsablauf zu beeinflussen.
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Nach Anspruch 15 werden die Platten und flachen Gegenstände sowie der Stapel zusätzlich von oben geführt. Neben den Führungen seitlich sowie unterhalb des Stapels wird die Zentrierung mit Führungen oberhalb des Stapels unterstützt. Dadurch lassen sich ablaufbedingte Abweichungen noch besser ausgleichen.
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Vorteilhaft erfolgt nach Anspruch 16 eine individuelle Lagekorrektur der Platten oder flachen Gegenstände mittels der beweglichen Führungen. Hierdurch lassen sich kontinuierliche bedarfsgerechte oder zumindest individuell voreingestellte Lagenanpassungen des Stapels, der Platten oder flachen Gegenstände erreichen. Somit werden die bei einer beispielsweise nachlässigen Bestückung auftretenden Lageunterschiede oder Lageunterschiede aus anderen Gründen zuverlässig beseitigt.
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Nach Anspruch 17 wird der Stapel an den Stapelanschlag und/oder Stapelgegenhalter gespannt, gepresst oder geschoben. Somit wird erreicht, dass der Stapel mit gleichbleibendem Druck gegen die zu entnehmende Platte oder den zu entnehmenden flachen Gegenstand drückt. Dadurch erhöht sich die Lagestabilität. Ein Herausfallen aus der Bestückungsseite oder ein auseinanderrutschen oder Breitrutschen wird vermieden. Zudem lässt sich der Stapel unabhängig vom Produktionsablauf sicher bestücken.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung an der Entnahmeseite in räumlicher Darstellung ohne eingelegte Platten oder flache Gegenstände,
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2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung an der Bestückungsseite in räumlicher Darstellung mit eingelegten Platten
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3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in seitlicher Darstellung mit eingelegten Platten,
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4 und 5 einen Entnahmebereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als Detaildarstellung mit mechanisch, mittels Federkraft antreibbaren und einstellbaren Führungen,
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6 eine freigestellte Darstellung in räumlicher Seitenansicht ohne Rahmen bzw. Halterung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Platten und Führungen sowie Stapelspannvorrichtung, wobei die unteren Führungen waagerecht im Rahmen bzw. Halterung angeordnet sind,
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7 eine Darstellung in räumlicher Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Platten und Führungen mit seitlichem Trägerplatten sowie Stapelspannvorrichtung und Füllstandanzeige,
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8 eine Darstellung in Seitenansicht als Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Platten und Führungen sowie mit zur Entnahmeseite schräg abfallender unterer Führung,
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9 eine freigestellte Darstellung in räumlicher Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Rahmen mit zur Entnahmeseite schräg abfallender unterer Führung,
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10 eine Darstellung in Seitenansicht als Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Stapelspannvorrichtung und Füllstandanzeige ohne eingelegte Platten oder flache Gegenstände mit waagerechter unterer Führung,
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11 eine räumliche Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dargestellten seitlichen und unteren Führungen und mit Stapelrückhaltevorrichtung sowie mit eingelegten Platten,
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12 eine räumliche Detaildarstellung einer unteren Stapelrückhaltevorrichtung im eingeklappten Zustand mit eingelegten Platten,
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13 und 14 einen Entnahmebereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als Detaildarstellung mit pneumatisch oder hydraulisch antreibbaren bzw. einstellbaren Führungen,
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15 eine freigestellte Darstellung der Führungen und der Stapelrückhaltevorrichtung sowie Stapelspannvorrichtung in räumlicher Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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16 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht von der Bestückungsseite ohne eingelegte Platten oder flache Gegenstände,
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17 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht von der Bestückungsseite ohne eingelegte Platten oder flache Gegenstände mit seitlichen Führungswänden bzw. Führungsplatten und
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18 und 19 eine Detaildarstellung in Seitenansicht einer beweglichen Führung oberhalb des Stapels.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum aufrechten Stapeln und Zentrieren innerhalb der Vorrichtung von Platten 2 oder flachen Gegenständen 2 sind die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 annähernd vertikal oder stehend angeordnet. Die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 als Stapel 3 sind dabei in einem Rahmen 1 oder einer Halterung 1 zumindest seitlich und von unten mittels jeweils mindestens einer Führung 4 beispielsweise in Form einer Kufe, Schiene, einem Gleitprofil gestützt und geführt. Die Führungen 4 können zudem aus jeweils mindestens einer den Stapel 3 zumindest seitlich begrenzenden Platte oder Wand als Führungswand 4 oder Führungsplatte 4 gebildet sein. Dies gilt auch für die Führung 4 des Stapels 3 von unten. Der Aufbau vereinfacht sich dahingehend, dass Teile des Rahmens 1 und der Halterung 1 unmittelbar die Führung 4 des Stapels 3 übernehmen. Diese zunächst unbeweglichen Ausführungen der Führungen 4 ermöglichen eine statische Lageanpassung und Zentrierung der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 oder des Stapels 3 relativ zum Rahmen 1, zur Halterung 1 oder zu einem anderen Bezugspunkt oder Bezugssystem. Dies richtet sich nach den jeweiligen Erfordernissen und nachgelagerten Produktionsschritten. Der Bezug ist jeweils für die geforderte Zentrierung festgelegt.
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Die Trägerplatte 16 ist hierbei sowohl ein eigenständiges Teil als auch ein Teil des Rahmens 1 und der Halterung 1, wobei sich die Unterscheidung aus dem jeweiligen Anwendungsfall und dem jeweiligen konkreten Aufbau der Vorrichtung ergibt. Die Trägerplatte 16 ermöglicht unterschiedliche Breiten innerhalb eines zunächst starren Rahmens 1 oder einer starren Halterung 1 durch individuelle Umsetzung oder Verschiebung im Rahmen 1 bzw. in der Halterung 1. Die Trägerplatte 16 übernimmt weiterhin die Aufgabe, als Bestandteil des Rahmens 1 oder der Halterung 1 die Stapelrückhaltevorrichtung 7 bzw. die Stapelspannvorrichtung 7 mit dem Seil 13 und dem Gewicht 14 zu tragen.
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Es ist weiterhin möglich, dass der Rahmen 1 oder die Halterung 1 in einem die Vorrichtung umgebenden Gehäuse untergebracht ist, wobei Teile des Rahmens 1 oder der Halterung 1 das Gehäuse bilden aber auch Teile des Gehäuses die Funktion des Rahmens 1 oder der Halterung 1 übernehmen.
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Der Stapel 3 der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 liegt an bzw. auf der Führung 4. Der Rahmen 1 bzw. die Halterung 1 weist eine Bestückungsseite 5 und eine Entnahmeseite 6 auf. An der Entnahmeseite 6 ist mindestens ein Stapelanschlag 8 und/oder Stapelgegenhalter 8 vorhanden, an welchem die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 des Stapels 3 anliegen.
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Je nach Ausführungsform ist die mindestens eine Führung 4 unterhalb des Stapels 3, wie zumindest in den 1 bis 3, 7, 10, 15, 16 dargestellt, waagerecht oder, wie in den 8, 9 und 17 dargestellt, zur Entnahmeseite 6 abfallend oder geneigt ausgeführt. Somit lassen sich die Platten 2 oder flachen Gegenstände bequem in den durch die Führungen 4 gebildeten Raum oder Schacht einlegen und liegen zuverlässig am Stapelanschlag 8 bzw. Stapelgegenhalter 8 an. Bei einer konkreten Ausführung mit einer in Richtung der Entnahmeseite 6 abfallenden oder geneigten Führung 4 unterhalb des Stapels rutschen diese immer jeweils an den mindestens einen Stapelanschlag 8 bzw. Stapelgegenhalter 8. In Verbindung mit einem Vibrationselement 9 und einer zur Entnahmeseite 6 geneigt ausgeführt unteren Führung 4, sei sie als Kufe, Schiene oder Führungsplatte 4 ausgeführt, wird eine kontinuierliche Lageanpassung und damit Zentrierung des Stapels 3 mit seinen jeweiligen Platten 2 oder flachen Gegenständen 2 erreicht.
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Zusätzlich ist es vorgesehen das die Führungen 4 dahingehend beweglich ausgeführt ist, dass diese in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel als Staukettenförderer ausgebildet, wobei auf der umlaufenden Kette des Staukettenförderers die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 stehen und kontinuierlich mit einem gewissen, unkritischen Nachdruck gegen die Stapelanschläge 8 geschoben sowie gedrückt werden, wobei die Kette des Staukettenförderers so ausgeführt ist, dass diese bei einem vorübergehenden Entnahmestopp unterhalb des Stapels 3 an diesem entlanggleitet um weder die Platten 2 noch die flachen Gegenstände 2 zu beschädigen. Dies ist insbesondere bei einer nicht waagerechten Anordnung der unteren Führung 4 vorteilhaft, da die Stellung der Platten 2 und flachen Gegenstände 2 als Stapel 3 für eine definierte Lage bei der Entnahme begünstigt wird.
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In 17 ist der Einsatz von seitlichen Führungswänden 4 bzw. Führungsplatten 4 dargestellt. Die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 werden somit direkt von der Führungswand 4 geführt. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel ist die untere Führung 4 zur Entnahmeseite 6 abfallend oder geneigt ausgeführt. Da der Stapel 3 gegen die Stapelanschläge 8 lehnt, ist keine Stapelrückhaltevorrichtung 7 vorhanden. Mittels der in 8 dargestellten Vibrationsvorrichtung 9 wird erreicht, dass der Stapel 3 jeweils immer gleichmäßig an den Stapelanschlägen 8 anliegt.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel mit einer waagerechten Führung 4 unterhalb des Stapels 3, ist an der Bestückungsseite 5 mindestens eine Stapelrückhaltevorrichtung 7 vorhanden. Der Stapel 3 ist an der Bestückungsseite 5 durch die mindestens eine Stapelrückhaltevorrichtung 7 und an der Entnahmeseite 6 durch den mindestens einen Stapelanschlag 8 bzw. Stapelgegenhalter 8 gesichert und gestützt. Mittels der Stapelrückhaltevorrichtung 7 wird die Stapelbewegung des Stapels 3 innerhalb der Vorrichtung begünstigt. Nach Entnahme an der Entnahmeseite 6 wird der Stapel 3 mittels der Stapelrückhaltevorrichtung 7 automatisch weiterbewegt bzw. transportiert. Die Stapelrückhaltevorrichtung 7 ist zudem als Stapelspannvorrichtung 7 ausgebildet, wodurch der Stapel immer geordnet und mit gleichbleibendem Druck gegen den Stapelanschlag 8 bzw. Stapelgegenhalter 8 gedrückt wird und zudem in die Richtung zu dem Stapelanschlag 8 bzw. Stapelgegenhalter 8 bewegt wird.
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Zusätzlich ist es vorgesehen, dass am bzw. im Rahmen 1 oder an bzw. in der Halterung 1 auch oberhalb des Stapels 3 eine den Stapel 3 führende und in der Vertikalen begrenzende Führung 4 vorhanden ist.
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Zudem ist es vorteilhaft, dass zumindest eine der Führungen 4 beweglich ausgeführt ist und somit mit dieser gegenüber den anderen unbeweglichen Führungen 4 eine dynamische sowie individuelle Lageanpassung und Zentrierung möglich ist. Die beweglichen Führungen 4 lassen sich je nach Einsatzbereich und Notwendigkeit in ihrer Lage längs zum Stapel 3 also in Stapelrichtung sowie an die Größe bzw. Fläche des Stapels 3 für eine denkungsgleiche Lage, also quer zur Stapelrichtung anpassen oder einstellen. Diese mindestens eine bewegliche Führung 4 ist dabei seitlich, unterhalb beziehungsweise oberhalb des Stapels 3 angeordnet. In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass seitlich und oberhalb des Stapels 3 bewegliche Führungen 4 vorhanden sind. Diese beweglichen Führungen 4 sind wie die unbeweglichen Führungen 4 je nach Einsatzort als Kufe, Schiene oder einem Gleitprofil oder als Führungswand 4, Führungsplatte 4 ausgeführt. Die Lageanpassung erfolgt relativ zu einem jeweiligen Bezug. Dies kann je nach Umstand und Produktionsverlauf der Rahmen 1 bzw. die Halterung 1 oder ein anderer Bezugspunkt oder anderes Bezugssystem sein.
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Eine je nach Umstand gegebenenfalls zusätzliche bewegliche Führung 4 unterhalb des Stapels 3 besitzt den Vorteil, dass etwaige Lageunterschiede und Differenzen oder minimale Abweichungen innerhalb des Stapels 3 oder der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 zusätzlich ausgeglichen werden.
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Die beweglichen Führungen 4 lassen sich auf unterschiedliche Weise antrieben bzw. einstellen. Vorgesehen sind mechanisch, elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch Antriebe. Die Antriebe lassen sich entsprechend der Anforderung an der Vorrichtung auch kombinieren, so dass beispielsweise die Führung 4 oder Führungen 4 quer zur Stapelrichtung oberhalb des Stapels 3 pneumatisch und die seitliche Führung 4 oder die seitlichen Führungen 4 quer zur Stapelrichtung mechanisch, mittels einer Feder angetrieben werden und somit permanenten Druck ausüben, während die pneumatisch angetriebenen Führungen 4 bei Bedarf aktiviert werden.
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Eine Änderung der Lage der Führung 4 entlang der Stapelrichtung ist vorgesehen, wenn beispielsweise unterschiedlich dicke Platten 2 oder flache Gegenstände 2 kontinuierlich verarbeitet werden sollen. Vorgesehen ist, dass an der Entnahmeseite 6 die Führungen 4 in Stapelrichtung entnahmeseitig im Entnahmebereich 10 verkürzt ausgeführt sind. Somit wird erreicht, dass bei einer vorgesehenen Entnahme der Platte 2 oder des flachen Gegenstandes 2 nur die jeweils in Stapelrichtung am Entnahmebereich 10 äußere Platte 2 oder der äußere flache Gegenstand 2 aus der Vorrichtung bzw. vom Stapel 3 entnommen wird, ohne die nachfolgenden Platten 2 oder den flachen Gegenstand 2 zu verschieben oder mit zu entnehmen.
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Mit der Bewegung der Führungen 4 entlang, also längs der Stapelrichtung, lässt sich somit der freie Bereich zur sicheren und störungsfreien Entnahme der äußeren Platte oder des äußeren Gegenstandes individuell einstellen, ohne dass zusätzliche manuelle Arbeiten an der Vorrichtung notwendig sind, welche zu einer Unterbrechung im Betrieb führen und zudem fehlerbehaftet sein können.
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Dabei lässt sich die Bewegungsrichtung längs und quer zur Stapelrichtung der beweglichen Führungen 4 kombinieren. Sodass neben einer Bewegung in Stapelrichtung ebenfalls eine Bewegung quer zur Stapelrichtung erfolgt. Diese Bewegung der Führung 4 quer zur Stapelrichtung ist vorzugsweise eine bedarfsgerechte, sich wiederholende Bewegung hin zum Stapel 3 und wieder von diesem weg.
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Die entsprechende Überwachung eines solchen Bedarfes lässt sich mittels Sensoren oder Lichtschranken an der Vorrichtung ermitteln, welche in geeigneter Weise angeordnet sind und mit der Vorrichtungssteuerung verbunden sind. Lageänderungen oder auch Dimensionsänderungen, wie beispielsweise der Querschnitt und die Dicke werden dadurch berücksichtigt. Darüber hinaus sind auch andere insbesondere geometrische Faktoren denkbar, welche eine Anpassung der Führung 4 erforderlich machen. Auch Anpassungen über die Vorrichtungskonfiguration sind vorgesehen.
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Zur Bildung einer groben Ordnung des Stapels 3 ist vorgesehen, dass der durch die Führungen 4 gebildete Raum oder Schacht in zumindest einem Bereich bzw. Abschnitt entlang der Stapelrichtung konisch verläuft. Hierbei befindet sich der weite Bereich des konischen Bereiches in Richtung der Bestückungsseite 5, während der verjüngte Bereich des konischen Bereichs in Richtung Entnahmeseite angeordnet ist. Dadurch werden etwaige größere Lageunterschiede im Stapel 3 beim Transport durch die Vorrichtung selbstständig beseitigt, sodass im Entnahmebereich 10 nur noch geringe Lageabweichungen im Stapel 3 insbesondere durch die beweglichen bzw. einstellbaren Führungen 4 beseitigt werden.
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Zur Überwindung von gegebenenfalls größeren Haftreibungen zwischen den Platten 2 oder flachen Gegenständen 2, welche eine problemlose Lageanpassung verhindern, ist zumindest ein Vibrationselement 9 vorgesehen. Durch das Erzeugen von Schwingungen werden die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 so in die Lage gerüttelt, dass die gewünscht Endlage im Stapel 3 erreicht wird. Als Vibrationselement 9 sind neben an sich bekannten Vibrationsvorrichtungen wie elektromechanische oder elektromagnetische Vibrationsvorrichtungen auch die beweglichen Führungen 4 geeignet, welche mit einem geeigneten Antrieb, beispielsweise den vorgenannten, entsprechende Schwingungen und Schwingungsamplituden erzeugen können. Denkbar sind hierbei beispielsweise auch gepulste elektromagnetische oder elektromechanische Antriebe der Führungen 4. Die Führungen 4 werden durch den Antrieb in Schwingung versetzt. Insbesondere bei in Richtung Entnahmeseite geneigten Führungen 4 unterhalb des Stapels 3, lässt sich durch Vibrationselemente 9, sei es an mindestens einer der Führungen 4 oder am Rahmen 1 oder an der Halterung 1 eine zuverlässige Ordnung und Lagestabilität der Platten 2 oder der flachen Gegenstände 2 im und als Stapel 3 erreichen.
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Zusätzliche Weiterbewegungsmittel, insbesondere nach der Entnahme einer einzelnen Platte 2 oder eines einzelnen flachen Gegenstandes 2 oder andere Lagesicherungsmittel sind zunächst nicht notwendig.
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Es ist nicht ausgeschlossen, dass sich die äußere, die zur Entnahme vorgesehene Platte 2 oder der flache Gegenstand 2 im Zuge und in Vorbereitung der Entnahme verschiebt. Dies tritt auf, wenn in einer Produktionslinie beispielsweise Vakuumgreifer die Platte 2 oder den flachen Gegenstand 2 aus dem Entnahmebereich 10 der Vorrichtung entnehmen. Beim Ansaugen der Platte 2 oder des flachen Gegenstandes 2 durch den Vakuumgreifer kann es zu Verschiebungen der Platte 2 oder des flachen Gegenstandes 2 entnahmeseitig kommen, also in diesem konkreten Ausführungsbeispiel in Entnahmerichtung quer zum Stapel 3. Um die damit einhergehende Lageverschiebung und den Verlust der Zentrierung auszuschließen, sind an der Entnahmeseite 6 an den Enden der Führungen 4 Gegenhalter 11 oder Niederhalter 11 vorgesehen. Die Gegenhalter 11 oder Niederhalter 11 sind bedarfsweise antreibbar bzw. einstellbar. Diese überdecken bzw. blockieren den für die Entnahme freien Bereich, welcher sich durch die verkürzten Führungen 4 ergibt. Nach dem endgültigen Greifen der Platte 2 oder des flachen Gegenstandes 2 durch den Vakuumgreifer werden die Gegenhalter 11 oder Niederhalter 11 wieder freigegeben. Somit wird der überdeckte bzw. blockierte Bereich wieder frei und die Platte 2 oder der flache Gegenstand 2 kann zentriert und hindernisfrei entnommen werden. Die Gegenhalter 11 oder Niederhalter 11 lassen sich mit bei der Entnahme manuell nach oben oder zur Seite schieben. Vorgesehen ist aber auch, dass Gegenhalter 11 oder Niederhalter 11 angetrieben aus dem freien Bereich, welcher sich durch die verkürzten Führungen 4 ergibt, wegbewegt werden. Als Antrieb ist hierbei ein mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betriebener Halter möglich und richtet sich nach den jeweiligen Gegebenheiten.
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Eine weitere Ausführungsform der Niederhalter 11 oder Gegenhalter 11 ist durch die kombinierte Bewegung längs und quer zur Stapelrichtung durch die beweglichen Führungen 4 gegeben. Bei einer Bewegung der Führung 4 in Stapelrichtung lässt sich erreichen, dass sich die Platte 2 oder der flache Gegenstand 2 nicht quer zur Stapelrichtung entnahmeseitig verschiebt. Mit der Bewegung quer zur Stapelrichtung erfolgt die Zentrierung und Lageanpassung der Platte 2 oder des flachen Gegenstandes 2 innerhalb des Stapels 3. Diese Bewegung der Führung 4 längs bzw. quer zur Stapelrichtung ist vorzugsweise eine bedarfsgerechte, sich wiederholende Bewegung. Hierfür ist, wie in 18 dargestellt, in einem konkreten Ausführungsbeispiel die bewegliche Führung 4 oberhalb des Stapels 2 an dem zur Bestückungsseite 5 weisendem Ende exzentrisch gelagert und lässt sich somit in Längsrichtung bewegen und gibt regelmäßig oder bei Bedarf die äußere Platte 2 zur Entnahme frei. Zudem ist die Führung 4 im Bereich des zur Entnahmeseite 6 weisenden Endes mit einem schwenkbaren Pneumatikzylinder 17 verbunden, welcher von oben Druck auf die Platten 2 ausübt und diese somit in Ihrer Lage hält oder in die gewünschte Lage bringt. Der Bereich am entnahmeseitigen Ende der Führung 4 ist dabei als Niederhalter 4 ausgebildet.
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In einem weiteren konkreten Ausführungsbeispiel geht, wie in 19 dargestellt, die bewegliche Führung 4 oberhalb des Stapels 2 an dem zur Bestückungsseite 5 weisendem Ende in einen Pneumatikzylinder 17 über und lässt sich somit in Längsrichtung bewegen. Im Bereich des zur Entnahmeseite 6 weisenden Endes ist die Führung 4 exzentrisch gelagert, wodurch die Führung 4 bei Bedarf die äußere Platte 2 zur Entnahme freigibt und zudem von oben Druck auf die Platten 2 ausübt und diese somit in Ihrer Lage hält oder in die gewünschte Lage bringt. Der Pneumatikzylinder 17 kann auch als schwenkbares Gleitlager ausgeführt sein.
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Der Bereich am entnahmeseitigen Ende der Führung 4 ist dabei jeweils als Niederhalter 11 ausgebildet.
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Für die Stapelrückhaltevorrichtung 7 als Stapelspannvorrichtung 7 ist, wie in den 6, 7, 10 bis 12 dargestellt, die Stapelrückhaltevorrichtung 7 im konkreten Ausführungsbeispiel fest an einem über Rollen geführtes Seil 13 gleichbleibender Länge mit einem Gewicht 14 verbunden, welches durch Schwerkraft regelmäßig und automatisch die notwendige Spannkraft auf den Stapel 3 ausübt. Die Stapelrückhaltevorrichtung 7 ist, wie in den 11 und 12 dargestellt, auf Gleitschienen 15 angeordnet und besitzt entlang der Stapelrichtung immer den gleichen Abstand zum Stapel 3. Durch die Bewegung der Stapelrückhaltevorrichtung 7 bewegt sich das Seil 13. Zum Ausgleich dieser Bewegung ist das Gewicht 14 an einer losen Rolle auf dem Seil 13 angeordnet und bewegt sich in vertikaler Richtung. Ein Ende des Seiles 13 ist unmittelbar nach dem Gewicht 14 fest mit dem Rahmen 1 oder der Halterung 1 verbunden. Das andere Ende des Seiles 13 ist zur Stapelrückhaltevorrichtung 7 weiter bis zur Füllstandanzeige 12 geführt und mit dieser fest verbunden. Somit ist die Stapelrückhaltevorrichtung 7 mit der Füllstandanzeige 12 gekoppelt. Die Füllstandanzeige 12 ist jedoch in vertikaler Richtung frei beweglich im Rahmen 1 oder in der Halterung 1 angeordnet. Da sich durch die Bewegung der Stapelrückhaltevorrichtung 7 die Lage des Endes des Seiles 13 verändert, bewegt sich die Füllstandanzeige 12 synchron zur Bewegung der Stapelrückhaltevorrichtung 7, weshalb unmittelbar Rückschluss zum Füllstand genommen werden kann und dieser Rückschluss auf einer Skala visualisierbar ist. Wie in den 6, 7, 11, 12, 15 und 16 dargestellt, sind sowohl am oberen Ende des Stapels 3 als auch am unteren Ende des Stapels 3 jeweils seitlich Stapelrückhaltevorrichtungen 7 vorhanden, welche jeweils mit Seilen 13 der Stapelspannvorrichtung 7 verbunden sind. Die Stapelspannvorrichtung 7 mit Stapelrückhaltevorrichtungen 7 lassen sich zudem mit Linearantrieben, welche in Stapelrichtung wirken realisieren. Beispielsweise kommen Gewindespindeln, pneumatisch oder hydraulisch betriebene Antriebe zum Einsatz, welche je nach Entnahme vom Stapel 3 entsprechend eine zuverlässige Lage und Lageanpassung ermöglichen.
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Dargestellt in 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit in dem Rahmen 1 oder der Halterung 1 unterstützend angeordneten Trägerplatten 16 für die Befestigung der jeweils zwei der seitlichen Führungen 4, sowie auf einer Seite einer zusätzlichen beweglichen Führung 7 und für die Befestigung des Stapelanschlags 8, der Gleitschienen 15 mit Stapelrückhaltevorrichtungen 7, der Stapelspannvorrichtung 7 mit Seilen 13 und Gewichten 14. Je nach Auslegung kann auf die Trägerplatten 16 verzichtet werden, wobei dann die jeweils genannten Anbauten direkt am Rahmen 1 oder an der Halterung 1 befestigt sind.
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Zudem ist in 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft mit Platten 2 bestückt. Der aus den Platten 2 gebildete Stapel 3 wird an einem Herausfallen durch die Stapelrückhaltevorrichtungen 7 gehindert, welche den Stapel 3 sowohl oben als auch unten jeweils beidseitig sichern. Dargestellt ist weiterhin, dass die Führungen 4 in Form von Kufen jeweils seitlich, unterhalb und oberhalb des Stapels 3 angeordnet sind. An der dargestellten Bestückungsseite 5 sind die zur Bestückungsseite 5 weisenden Enden der Kufen jeweils nach außen abgeschrägt, wodurch zumindest in diesem Bereich ein konisch ausgebildeter Raum oder Schachtbereich zur Einfädelung und Anordnung der Platten 2 zu einem Stapel 3 entsteht.
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In 3 ist ergänzend zu den bisher genannten Figuren weiterhin dargestellt, dass die Platten 2 am Stapelanschlag 8 anliegen, welche im konkreten Ausführungsbeispiel aus waagerecht angeordneten Zylinderbolzen besteht, welche an den seitlichen Trägerplatten 15 befestigt sind und den Stapel 3 bzw. die als nächsten zu entnehmenden Platte 2 sicher abstützen. In 3 ist zudem die Stapelspannvorrichtung 7 mit Seilen 13, Umlenkrollen und dem Gewicht 14 dargestellt. Oberhalb des Stapels 3 sind im Entnahmebereich 10 zwei zueinander beabstandete, parallel angeordnete Führungen 4 dargestellt, welche mittels Federkraft auf den Stapel drücken und somit von oben die korrekte Lage der einzelnen Platten 2 gewährleisten. Diese beiden Führungen 4 überlappen sich in Stapelrichtung mit einer an der Bestückungsseite 5 beginnenden Führung 4 in Form einer Kufe. Die beiden schienenartigen Führungen 4 oberhalb des Stapels im Entnahmebereich sind, wie oben beschrieben in Stapelrichtung entnahmeseitig im Entnahmebereich 10 verkürzt ausgeführt. Dies wird in den 4 bis 6, 13 und 14 insbesondere dargestellt. Die Führungen 4 sind, wie in den 13 bis 14 mittels Pneumatikzylinder 17 angetrieben. Zudem sind die beiden Führungen 4, wie in den 4, 5, 13 und 14 dargestellt, oberhalb des Stapels 3 am bestückungsseitigen Ende der Führungen 4 schwenkbar am Rahmen 1 gelagert und bilden somit ebenfalls einen durch die Führungen 4 gebildeten konischen Raum oder Schachtbereich. In 9 wird zudem dargestellt, dass auch die seitliche Führung 4 pneumatischen angetrieben ist.
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In den 6, 9, 15 und 16 ist dargestellt, dass die seitliche Führung ebenfalls schwenkbar am Rahmen 1 bzw. an der Trägerplatte 16 befestigt und in diesem konkreten Ausführungsbeispiel pneumatisch angetrieben ist.
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15 zeigt insbesondere die jeweils als Kufen ausgeführten Führungen 4 eines konkreten Ausführungsbeispiels. Zu erkennen sind zunächst jeweils zwei Führungen 4 seitlich und unterhalb des Stapels 3, wobei sich die Führungen 4 unterhalb sowie an einer Seite des Stapels 3 von der Bestückungsseite 5 bis zur Entnahmeseite 6 ausdehnen. An der anderen, gegenüberliegenden Seite des Stapels sind die Führungen 4 nicht bis zur Entnahmeseite 6 geführt, sondern es gibt einen Übergang zu einer dritten, kürzeren versetzt angeordneten Führung 4, welche beweglich bzw. angetrieben ausgeführt ist. Oberhalb des Stapels 3 ist eine Führung 4 angeordnet, welche nicht bis zur Entnahmeseite 6 geführt ist. Auch hier gibt es einen Übergang zu zwei kürzeren, versetzt angeordneten Führungen 4, welche beweglich und mechanisch angetrieben ausgeführt sind. Die jeweils unbeweglichen Führungen 4 sind kufenförmig, die beweglichen Führungen 4 sind schienenartig ausgeführt.
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16 zeigt die Flucht durch die Vorrichtung von der Bestückungsseite 5 zur Entnahmeseite 6. Insbesondere wird die Füllstandanzeige 12 an der Bestückungsseite 5 dargestellt. Die beiden waagerechten nach außen weisenden Hebel dienen einerseits zur Anzeige des Füllstandes an einer Skala an der Verkleidungswand des Rahmens 1. Anderseits dienen die Hebel zum Rücksetzen der Füllstandanzeige 12, indem diese nach dem Bestücken der Vorrichtung mit neuen Platten 2 nach oben gedrückt werden. Durch die Verbindung der Füllstandsanzeige 12 mit den Seilen 13 der Stapelspannvorrichtung 7 werden die vier mit den Seilen 13 verbundenen Stapelrückhaltevorrichtungen 7 nach vorn, in Richtung Bestückungsseite 5 gezogen. Für diesen Vorgang ist wichtig, dass die Stapelrückhaltevorrichtung 7 insbesondere in Richtung der Entnahmeseite 6 schwenkbar bzw. klappbar ausgeführt ist und somit außerhalb des Stapels 2 an ihm entlang ohne die Platten 2 zu beschädigen in Richtung Bestückungsseite 5 gezogen werden kann. Die umgeklappte Stapelrückhaltevorrichtung 7 ist in 12 dargestellt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, eine Zentrierung der Platten 2 oder flachen Gegenständen 2 für eine definierte Lage der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 für eine weitere Verarbeitung vorzunehmen, dass diese annähernd vertikal oder schräg stehend angeordnet sind und die Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 einzeln, gruppiert oder als Stapel 3 an einer Bestückungsseite 5 in einen Rahmen 1 und/oder in eine Halterung 1 eingesetzt, eingeführt, eingelegt oder eingestellt werden. Durch eine in dem Rahmen 1 und/oder in der Halterung 1 jeweils mindestens vorhandene Führung 4, welche seitlich beziehungsweise unterhalb aber auch oberhalb des Stapels 3 angeordnet ist, wird eine Verschiebung der Platten 2, der flachen Gegenstände 2 oder des gesamten Stapels 3 vermieden und eine statische Zentrierung erreicht. Der Stapel 3 wird dabei an einer Entnahmeseite 6 an mindestens einem Stapelanschlag 8 und/oder Stapelgegenhalter 8 angelegt. Durch die beweglichen Führungen 4 erfolgt verfahrensgemäß eine individuelle Lagekorrektur der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 relativ zum Rahmen 1 oder zur Halterung 1 oder einem anderen festgelegten Bezug. Zusätzlich wird der Stapel 3 an den Stapelanschlag 8 und/oder Stapelgegenhalter 8 kontinuierlich gespannt, gepresst, gedrückt oder geschoben.
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Eine vorgesehene, nicht abschließende Möglichkeit einer Verwendung sieht vor, dass die Vorrichtung als Magazin sowie zur Zentrierung der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 für eine definierte Lage der Platten 2 oder flachen Gegenstände 2 für eine weitere Verarbeitung in beispielsweise automatisierten Produktionslinien im Fließ- oder Taktbetrieb zum Einsatz kommt. Die Platten 2 können beispielsweise aus Pappe, Holz oder Kunststoff sowie Metall, aus Glas oder einem anderen Material oder Materialgemisch sein, wobei die räumliche Form der genannten bzw. nicht genannten Materialien oder Materialgemische als flache Gegenstände 2 ebenfalls möglich ist. Die Verwendung dieser Vorrichtung erlaubt es den bisher üblichen Zwischenschritt des Zentrierens einzusparen und somit die Taktzeiten der jeweiligen Station in der Linie zu verkürzen und den Anlagenaufbau zu vereinfachen. So kann diese Vorrichtung beispielsweise zur Bereitstellung und zum Zentrieren von Stabilisierungsplatten oder Scheiben in der Automobilindustrie verwendet werden, welche im Folgeschritt beispielsweise mit einem Klebstoff versehen werden sollen, um danach montiert zu werden, ohne dass weitere Maßnahmen zur Lageanpassung und Lagefeststellung notwendig werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahmen, Halterung
- 2
- Platte, flacher Gegenstand
- 3
- Stapel
- 4
- Führung, Führungswand, Führungsplatte
- 5
- Bestückungsseite
- 6
- Entnahmeseite
- 7
- Stapelrückhaltevorrichtung, Stapelspannvorrichtung
- 8
- Stapelanschlag, Stapelgegenhalter
- 9
- Vibrationselement
- 10
- Entnahmebereich
- 11
- Gegenhalter, Niederhalter
- 12
- Füllstandanzeige
- 13
- Seil
- 14
- Gewicht
- 15
- Gleitschiene
- 16
- Trägerplatte
- 17
- Pneumatikzylinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011107455 A1 [0003]
- DE 3911883 A1 [0004]
- DE 19821875 A1 [0005]
