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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wiegen von plattenförmigen Gegenständen, insbesondere
Verbundstoffplatten, in einem Speicher-, Transport- oder Wendesystem
einer Produktionsanlage.
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Verbundstoffplatten,
wie beispielsweise Holzstoffplatten, werden in einer horizontal
orientierten Fertigungsstraße
in einer kontinuierlichen Bahn hergestellt und nach dem Herstellungsvorgang
auf ein Transport- oder Endmaß geschnitten.
In nahezu allen Produktionsanlagen zur Herstellung von Verbundstoffplatten
müssen
die geschnittenen Fertigplatten aus verfahrenstechnischen, bearbeitungstechnischen
oder logistischen Gründen
um 180° gewendet
werden. Vielfach ist ein Wenden deshalb erforderlich, um nach der
Formung und Aushärtung
der Platte einen Plattenverzug zu vermeiden. Auch Konfektionierungs-
und Verpackungsgesichtspunkte können
ein Wenden der Platten erforderlich machen.
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Zum
Wenden der Platten werden Wendestationen eingesetzt, die je nach
technischen Anforderungen und Plattenart unterschiedlich ausgeführt sein
können.
In einfachen Fällen
werden die liegenden Platten von einem Brettwender erfasst, um 180° durch die
Vertikale gedreht und auf der anderen Plattenseite wieder abgelegt.
Vielfach sind die Wendesysteme als kombinierte Transport- und/oder
Speichersysteme konzipiert. In diesen Fällen werden die Fertigplatten
zunächst
aufgerichtet, in Vertikalstellung transportiert, gegebenenfalls
zwischengespeichert und an einer anderen Stelle der Wendeanlage gewendet
abgelegt. Bei allen Wendesystemen sind die fertigen Platten während des
Wendevorgangs zumindest zeitweise vertikal ausgerichtet.
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Ein
weiterer Gesichtspunkt bei der Herstellung von Verbundstoffplatten
besteht darin, dass diese Platten nach dem Schneidevorgang gewogen werden
müssen.
Das Wiegen der einzelnen Platten ist eine der wichtigsten Maßnahmen
zur Qualitätssicherung
im Herstellungsprozess. Durch eine hochgenaue und präzise Messung
des Gewichtes kann die Produktionsanlage so gesteuert werden, dass
bei geringstem Materialverbrauch und damit verbunden mit erheblichen
Rohstoffeinsparungen höchst
genaue und gleichbleibende Plattenqualitäten produziert werden können. Ferner
ermöglicht
das Wiegen eine Qualitätskontrolle
der einzelnen gefertigten Platte zur Sortierung derselben nach unterschiedlichen
Plattenqualitäten.
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Aufgrund
der hohen Produktionsgeschwindigkeiten steht zur Gewichtserfassung
stets nur ein sehr kleines Zeitfenster zur Verfügung.
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Es
ist bereits bekannt, die Platten in einem Durchlaufverfahren während der
Bewegung in der Förderstrecke
zu wiegen. Hierzu ist ein Teil dieser Förderstrecke als Waage ausgebildet.
Im Regelfall geschieht dies dadurch, dass dieser Teil der Förderstrecke
auf elektronische Wägezellen
gestellt wird. Im Durchlaufverfahren wird die in Bewegung befindliche
Platte gewogen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Plattenbewegung
und insbesondere Schwingungen der sich in Bewegung befindlichen Platte
eine genaue Gewichtserfassung unmöglich machen.
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Ferner
ist es bekannt, eine Wägestrecke
unmittelbar im Zuführungsbereich
des Brettwenders zu installieren. Der Vorteil dieser Lösung wird
darin gesehen, dass die Platte im Zuführungsbereich des Brettwenders
kurzzeitig zum Stillstand kommt, so dass sie im unbewegten Zustand
gewogen werden kann. Aufgrund der kurzen Taktzeiten von wenigen Sekunden,
in welchen die Platte weitergetaktet werden muss, ergeben sich jedoch
auch bei diesem System vergleichsweise hohe Messfehler aufgrund
von Vertikalschwingungen der abrupt abgebremsten Platte.
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Eine
dritte bekannte Lösung,
bei welcher die Plattenwaage im Förderweg nach dem Brettwender installiert
wird, zeigt ebenfalls die beschriebenen Nachteile. Besonders bei
dünnen
und damit leichten Platten treten Messfehler auf, die so groß sind,
dass zuverlässige
Aussagen in Hinblick auf die Produktionsanlagensteuerung und Plattenqualität auf der
Basis des Messergebnisses nicht mehr möglich sind.
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Vergleichbare
Problemstellungen und Schwierigkeiten treten auch in Produktionsanlagen für andere
plattenförmige
Gegenstände
auf, bei denen ein Transport der Gegenstände in Horizontallage vorgenommen
wird.
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In
der Schrift
DE 42 44
367 A1 ist eine Kühleinrichtung
zum Abkühlen
von Hartfaser- oder Pressspanplatten beschrieben. Die Platten sind
in einer Kühleinrichtung
vertikal angeordnet und werden dort über eine vorgegebene Zeitdauer
abgekühlt.
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In
der Druckschrift
DE
40 15 526 A1 ist ein Verfahren zur Trocknung von Zementspanplatten
angegeben. Die Trocknung wird durch eine Gewichtserfassung der Platten überwacht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie
ein Verfahren zu schaffen, mit der bzw. dem in einfacher Weise eine genaue
und qualitativ hochwertige Erfassung des Gewichtes von plattenartigen
Gegenständen
möglich ist.
Insbesondere soll die Vorrichtung und das Verfahren auch bei kurzen
Taktzeiten der Produktionsanlage sowie für dünne, großformatige Platten funktionstauglich
sein.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die
Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Demnach
umfasst die Vorrichtung zum Wiegen von plattenförmigen Gegenständen ein
getaktetes Speicher-, Transport- und/oder
Wendesystem, in welchem die plattenförmigen Gegenstände aufgerichtet
und gespeichert, transportiert und/oder gewendet werden, sowie eine
Waage zur Ermittlung des Gewichtes eines plattenförmigen Gegenstands, wobei
die Waage ausgelegt ist, das Gewicht des plattenförmigen Gegenstands
in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung des plattenförmigen Gegenstands
im getakteten Speicher-, Transport- und/oder Wendesystem zu erfassen.
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Durch
das Wiegen der plattenförmigen
Gegenstände
in vertikaler Ausrichtung treten geringere Beeinflussungen des Wägeergebnisses
durch Plattenschwingungen auf, so dass in der Regel eine wesentlich
genauere und schnellere Gewichtserfassung als bei der Verwiegung
der Platte in Horizontallage möglich
ist. Darüber
hinaus sind die Fördergeschwindigkeiten
in der Vertikalstellung der Platte in der Regel geringer, so dass
Anfahr- und Abstopp-Phasen eine
geringere Plattendynamik verursachen. Die Waage kann platzsparend
in der Gesamtanlage untergebracht werden, wobei insbesondere über die Plattenfläche verteilte
Auflage- bzw. Wägepunkte, wie
sie bei einer Verwiegung der Platte in Horizontallage erforderlich
sind, entfallen. Im Ergebnis kann der auf dem Wiegeschritt beruhende
Qualitätssicherungs-
und Steuerprozess wesentlich genauer und auch aufwandsgünstiger
durchgeführt
werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Waage
zumindest ein bodenseitiges Wägemodul
auf, welches unterhalb des im Wesentlichen vertikal ausgerichteten
plattenförmigen Gegenstands
positioniert ist. In diesem Fall umfasst das bodenseitige Wägemodul
vorteilhafterweise ein Hubsystem zum Anheben des plattenförmigen Gegenstands
beim Wägevorgang.
Das Hubsystem kann so gestaltet sein, dass es innerhalb der kurzen Taktzeiten
ein sicheres Anheben und – nach dem Wägevorgang – Absetzen
des plattenförmigen
Gegenstands innerhalb der Taktzeit ermöglicht.
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Um
ein Hindurchgreifen durch Zwischenräume zwischen den Grundprofilen
einer Schleppkette zu ermöglichen,
welche unterhalb der im Wesentlichen vertikal ausgerichteten plattenförmigen Gegenstände verlaufen
kann, weist das Hubsystem vorzugsweise eine Hub- und Drehmechanik
zur Betätigung
eines den plattenförmigen
Gegenstand untergreifenden Stützelements
auf. Die Drehmechanik ermöglicht
ein Verdrehen des Stützelements um
90°, sobald
dieses den Zwischenraum zwischen den Grundprofilen durchfahren hat,
wodurch ein sicheres Anheben des plattenförmigen Gegenstands gewährleistet
werden kann.
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Je
nach Dimensionierung des plattenförmigen Gegenstands können mehrere
bodenseitige Wägemodule
in der Querrichtung (bezogen auf die Transportrichtung) des plattenförmigen Gegenstands unterhalb
desselben angeordnet sein.
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Insbesondere
bei trommelartig aufgebauten Brettwendern kann der Einbau eines
bodenseitig angeordneten Wägemoduls
aufgrund der Achsnähe aus
Platzgründen
problematisch oder gegebenenfalls auch unmöglich sein. Insbesondere in
diesen Fällen
kennzeichnet sich eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung
dadurch, dass zumindest ein deckenseitiges Wägemodul der Waage oberhalb
des im Wesentlichen vertikal ausgerichteten plattenförmigen Gegenstands
positioniert ist. Das deckenseitige Wägemodul umfasst gemäß vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung ein Greifsystem zum Fassen und Anheben
des plattenförmigen
Gegenstands beim Wägevorgang.
Mittels des Greifsystems kann ein schnelles, sicheres Anheben und – nach Durchführung des
Wägevorgangs – Absetzen des
plattenförmigen
Gegenstands gewährleistet
werden.
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Auch
bei dieser Lösung
empfiehlt es sich, insbesondere bei großen Querdimensionen des plattenförmigen Gegenstands,
oberhalb desselben mehrere deckenseitige Wägemodule anzuordnen.
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Eine
dritte Möglichkeit
zur Anordnung der Wägemodule
besteht darin, diese als Seiten-Wägemodule stirnseitig (d.h.
gegenüber
den querseitigen Plattenenden des plattenförmigen Gegenstands) anzuordnen.
Selbstverständlich
ist es auch möglich,
beliebige Kombinationen der genannten Möglichkeiten vorzusehen, d.h.
ein seitlich angeordnetes Wägemodul
kann gemeinsam mit einem unterhalb der plattenförmigen Gegenstände angeordneten
Wägemodul oder
auch mit einem oberhalb der plat tenförmigen Gegenstände angeordneten
Wägemodul
zusammenwirken.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet
sich dadurch, dass die plattenförmigen
Gegenstände
Verbundstoffplatten, insbesondere Spanplatten, Faserplatten, Gipskartonplatten,
Gipsfaserplatten oder mineralisch gebundene Platten sind. Im Allgemeinen
ist die Erfindung jedoch auch für
andere plattenförmige
Gegenstände anwendbar,
die im Rahmen ihrer Herstellung, Weiterverarbeitung oder Auslieferung
bzw. Konfektionierung sowohl gewogen als auch vertikal aufgerichtet bzw.
gewendet werden müssen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
nach Anspruch 13 wird in einem getakteten Speicher-, Transport-
und/oder Wendesystem ein plattenförmiger Gegenstand aufgerichtet
oder gewendet. Das Wiegen des plattenförmigen Gegenstandes in dem getakteten
Speicher-, Transport- und/oder Wendesystem erfolgt in einer im Wesentlichen
vertikalen Ausrichtung des plattenförmigen Gegenstandes.
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Nach
einer vorteilhaften Verfahrensausgestaltung wird das Gewichtsmessergebnis
elektronisch ausgewertet und es werden im Rahmen einer Qualitätsermittlung
jedem plattenförmigen
Gegenstand in Abhängigkeit
von dem Auswerteergebnis eine Qualitätsangabe zugeordnet. Gleichfalls
kann in vorteilhafter Weise die Steuerung oder Regelung von Fertigungsparametern
in Abhängigkeit
von dem Auswerteergebnis durchgeführt werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert;
in diesen zeigt:
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1 eine
Teildarstellung eines Sternwenders mit einer Vertikal-Transportstrecke
in Seitenansicht;
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2 eine
Detailansicht aus 1; und
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3 eine
Detailansicht aus 2 mit einer Darstellung eines
Wägesystems
im Bereich unterhalb der Fertigplatten.
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Gemäß 1 werden
geschnittene Fertigplatten 1 über eine nicht dargestellte
Förderstrecke
in Horizontallage transportiert und auf einen Tisch 2 im Zuführbereich
eines Sternwenders 3 abgelegt. Die einzelnen Fertigplatten 1 werden
in einer in 1 nicht dargestellten Produktionsanlage
mittels einer Doppelbandpresse erzeugt und anschließend geschnitten.
Die geschnittenen Fertigplatten 1 können eine Querdimension (Normalrichtung
zur Papierebene der 1) von 15 m und mehr aufweisen.
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Der
Sternwender 3 weist eine zuführseitige Eingangsstation 3.1 auf,
welche dazu dient, die Fertigplatten 1 aufzurichten. Hierzu
unfasst der Sternwender 3 eine Schleppkette 4,
auf deren Querelementen 6 jeweils Reihen von kammzinkenartig
angeordneten Vierkantprofilen 5 in Querrichtung angeordnet
sind. In 1 sind jeweils nur die in Blickrichtung vorderen
Vierkantprofile 5 erkennbar.
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Die
Anordnung der Vierkantprofile 5 auf den Querelementen 6 der
Schleppkette 4 ist in den 2 und 3 genauer
erkennbar. Bei den Querelementen 6 der Schleppkette 4 handelt
es sich um Hohlprofile, die sich über die gesamte Querdimension
der Schleppkette 4 (z.B. 15 m) erstrecken können. Die Schleppkette 4 läuft auf
einer Vielzahl benachbarter Rollen 7. Die Vierkantprofile 5 stehen
im Zuführbereich 3.1 des
Sternwenders 3 in Radialrichtung von der Schlepplette 4 weg.
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Der
im Zuführbereich
des Sternwenders 3 vorgesehene Tisch 2 ist als
Rost ausgeführt,
durch welchen die Vierkantprofile 5 des Sternwenders 3 hindurchgreifen
können.
Bei einer Bewegung der Schleppkette 4 in Pfeilrichtung
erfasst eine von unten nach oben schwenkende Reihe aus Vierkantprofilen 5 die
Fertigplatte 1 und bringt sie in eine senkrechte Lage.
In 1 ist eine aufgerichtete Fertigplatte 1' dargestellt,
die zwischen zwei Reihen aus Vierkantprofilen 5.1, 5.2 angeordnet
ist.
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Wie
in 3 erkennbar, wird die Fertigplatte 1, 1' im aufgerichteten
Zustand durch Halteelemente 8 abgestützt, die in der Querdimension
unter einem Abstand von 1 bis 2 m an den Vierkantprofilen 5.1, 5.2 angebracht
sind und verhindern, dass die Fertigplatte 1 durch die
Zwischenräume 9 zwischen
den Querelementen 6 hindurch fällt. Eine Gummiauflage 9 auf
den Halteelementen 8 gewährleistet einen beschädigungsfreien
Stand der Fertigplatte 1. Der Abstand 10 zwischen
zwei benachbarten Querelementen 6 kann beispielsweise 50
mm betragen, der Abstand 11 zwischen benachbarten Vierkantprofilen 5.1, 5.2 beträgt beispielsweise
70 mm und die Höhe 12 des
aufstehenden Randes 13 der Fertigplatte 1 über der
bodenseitigen Begrenzung der Querelemente 6 beträgt beispielsweise
150 mm.
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An
einem Einbauort 14 direkt unterhalb der Schleppkette 4 befindet
sich eine Waage zum Wiegen der Fertigplatte 1. 3 zeigt
in schematischer Darstellung ein Wägemodul 15, welches
aus einer Messzelle 16, einem Hubsystem 17 und
einem T-Träger-förmigen Stützelement 18 ausgebildet
ist. Die Längsdimension 19 des
Stützelements 18 entspricht
dabei dem Zwischenraum 11 zwischen zwei benachbarten Vierkantprofilen 5.1, 5.2.
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Das
Hubsystem 17 kann beispielsweise aus einem inneren Rohrelement 20 bestehen,
welches einen zylinderartigen Rohrfortsatz 21 längsverschieblich
und axial drehbar lagert. Der zylinderartige Rohrfortsatz 21 bildet
einen Teil des T-Träger-förmigen Stützelements 18. Das
Hubsystem 17 steht über eine
Kraftkopplung 22 mit der Messzelle 16 in Verbindung.
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Im
Betrieb ist das Stützelement 18 zunächst um
90° gegenüber der
in 3 dargestellten Stellung verdreht. In dieser (nicht
dargestellten) Stellung ist das Längsmaß des Stützele mentes 18 kleiner
als der Abstand 10 zwischen den Querelementen 6 der Schleppkette 4,
so dass das Stützelement 18 mittels des
Hubsystems 17 durch den Zwischenraum 10 zwischen
den Querelementen 6 hindurch verfahren werden kann. Sobald
sich das Stützelement 18 oberhalb der
oberen Begrenzung der Querelemente 6 befindet, wird das
Stützelement 18 um
90° rotiert,
wobei es in Bezug auf seine Drehstellung in die in 3 gezeigte
Lage gerät.
In dieser Drehstellung füllt
das Stützelement 18 wie
bereits erwähnt
praktisch den gesamten Zwischenraum 11 zwischen den beiden Vierkantprofilen 5.1 und 5.2 aus.
In dieser Drehstellung wird das Stützelement 18 mittels
des Hubsystems 17 so weit nach oben verfahren, bis es an
den aufstehenden Rand 13 der Fertigplatte 1 anschlägt und die
Fertigplatte 1 anhebt. Die Wägung der Fertigplatte 1 erfolgt
im angehobenen Zustand. Nach Durchführung der Wägung wird das Stützelement 18 über das
Hubsystem 17 abgesenkt, wobei die Fertigplatte 1 wieder
auf der Gummiauflage 9 abgesetzt wird. Sobald das Stützelement 18 frei
ist, wird es um 90° rotiert
und durch den Freiraum 10 zwischen den benachbarten Querelementen 6 zurückgezogen.
Sobald das Stützelement 18 in
der in 3 dargestellten Translationsposition unterhalb
der Schleppkette 4 ist, wird die Schleppkette 4 um
einen Platz weitergetaktet und der Wägevorgang wiederholt.
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Vorzugsweise
ist das Wägemodul
15 als
Horizontallenkerwaage ausgeführt.
Dies hat den Vorteil, dass nahezu alle horizontal gerichteten dynamischen Beeinflussungen
vom Wägesystem
kompensiert werden, und dass keinerlei temperaturempfindliche Teile
vorhanden sind. Eine Horizontallenkerwaage ist in der Offenlegungsschrift
DE 34 16 528 A1 beschrieben,
deren Inhalt dem Gegenstand der vorliegenden Schrift durch Bezugnahme
hinzugefügt
wird. Das Charakteristikum einer Horizontallenkerwaage besteht darin,
dass es ein Lenkersystem mit zwei in parallelen Ebenen übereinanderliegende
Lenkern aufweist, welche jeweils an einem Ende durch ein Zwischenteil
miteinander verbunden sind und am anderen Ende jeweils mit Gelenken
ortsfest fixiert sind. Die Lastaufnahme (durch das Stützelement
18) erfolgt
an dem Zwischenteil. Die Messzelle
16 ist in einem Abstützungslenker
eingebaut, welcher das Gewicht des Zwischenteils und der zu wiegenden
Fertigplatte
1 sowie die Gewichtsanteile der Lenker in
der Vertikalen aufnimmt. Der Abstützungslenker ist zwischen einem
ortsfesten Punkt einerseits und dem Zwischenteil andererseits oder
einem der Lenker angeordnet.
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Die
Auswertung des Messergebnisses erfolgt in elektronsicher Form und
ermöglicht
eine Steuerung der Fertigungsanlage in Bezug auf Fertigungsparameter
(z.B. Materialzusammensetzung, Feuchtigkeitsgehalt, Aushärtetemperatur
etc.) sowie eine Qualitätsbeurteilung
der gewogenen Fertigplatte 1.