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Die
Erfindung betrifft ein Stellplattensystem mit vertikal gestapelten
höhenverfahrbaren
Stellplatten und mit einer an der obersten Stellplatte angreifenden
Hebevorrichtung.
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Derartige
Stellplattensysteme finden in Produktbehandlungseinrichtungen, wie
z. B. Gefriertrocknungsanlagen, Anwendung. Hierbei wird jede der
Stellplatten mit dem zu behandelnden Produkt beladen. Bei Gefriertrocknungsanlagen
wird die gefrierzutrocknende Substanz in Fläschchen, sogenannte „vials", gefüllt und
die Fläschchen
werden auf die Stellplatten geladen. Die vertikal gestapelten Stellplatten
sind innerhalb der Gefriertrocknungsanlage in vertikaler Richtung
höhenverfahrbar,
wobei jede Stellplatte von einer unteren Stapelposition zunächst in
eine mittlere Beladungsposition zum Beladen mit den Fläschchen
und anschließend
in eine Behandlungsposition gefahren wird. Die Beladeposition jeder
Stellplatte befindet sich auf gleicher Höhe, so dass eine Zuführeinrichtung
die Fläschchen
auf die betreffende Stellplatte in der Beladeposition stellen kann,
ohne selbst höhenverfahrbar
zu sein. In der Behandlungsposition verbleibt zwischen benachbarten
Stellplatten ein ausreichender Abstand für die Fläschchen.
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Bekannt
sind Stellplattensysteme, bei denen die Stellplatten an Bolzen aufgehängt sind.
Die Aufhängung
erfolgt derart, dass jede Stellplatte mit dem unteren Ende mindestens
eines Bolzens fest verbunden ist und der Bolzen in Öffnungen
darüber
liegender Stellplatten geführt
ist, wobei ein Kragen am oberen Ende des Bolzens den Bolzen an einer
oberen Stellplatte hält.
In der abgesenkten Stapelposition liegen die Stellplatten aufeinander,
wobei die Bolzen durch die Öffnungen
der darüber
liegenden Stellplatten hindurchragen. In der Behandlungsposition
verhindert der Kragen ein Hindurchrutschen des Bolzens durch die Öffnung einer
oberen Stellplatte, so dass die mit dem Bolzen fest verbundene Stellplatte an
der oberen Stellplatte aufgehängt
ist. Die Bolzen müssen
seitlich zueinander versetzt angeordnet sein, damit die Stellplatten
im abgesenkten Stapelzustand aufeinander aufliegen können, ohne
dass die Bolzen darüber
liegende Stellplatten behindern. Aus diesem Grund müssen besonders
in den oberen Stellplatten mehrere versetzte Öffnungen für die Bolzen vorgesehen sein.
In der Behandlungsposition führen
die seitlich versetzten Bolzen aufgrund der resultierenden Momente
zu uneinheitlichen Durchbiegungen der Stellplatten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stellplattensystem mit
geringen Momenten und einheitlichen Durchbiegungen der Stellplatten
zu schaffen.
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Das
erfindungsgemäße Stellplattensystem ist
definiert durch die Merkmale von Anspruch 1.
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Demnach
ist an jeder Stellplatte eine Gelenkscheren enthaltende Scherenaufhängung zum
Verbinden der Stellplatte mit jeder benachbarten Stellplatte vorgesehen.
In der abgesenkten Stapelposition sind die Gelenkscheren in einer
geschlossenen Position. Benachbarte Stellplatten liegen aufeinander auf.
Beim Anheben der obersten Stellplatte, die ein Hub- und Drucktisch
sein kann, an dem z. B. ein Hydraulikzylinder der Hubvorrichtung
angreift, klappt die an der obersten Stellplatte angreifende Scherenaufhängung von
der geschlossenen in eine geöffnete Position,
in der sie die nächstuntere
Stellplatte trägt. Durch
Anheben der obersten Stellplatte mit der Hebevorrichtung kann somit
durch sukzessives Aufklappen der Scherenaufhängungen benachbarter Stellplatten
von der geschlossenen in die geöffnete
Position jede Stellplatte in die Beladeposition mit vorgegebener
Beladehöhe
verfahren werden. Nach dem Beladen jeder Stellplatte kann durch
weiteres Anheben oder Absenken der obersten Stellplatte jede Stellplatte
in ihre Behandlungsposition gefahren werden, wobei der Abstand benachbarter
Stellplatten in der Behandlungsposition durch die Länge der
Gelenkscheren im aufgeklappten Zustand vorgegeben ist. In der Behandlungsposition
hängt jede
Stellplatte an der obersten Stellplatte, dem Hub- und Drucktisch.
Dadurch, dass die Gelenkscheren im zusammengeklappten, geschlossenen
Zustand aufeinander gefaltet werden, brauchen die Gelenkscheren
benachbarter Stellplatten nicht seitlich versetzt zueinander angeordnet
werden, wodurch die resultierenden Momente reduziert sind. Die Durchbiegung
jeder Stellplatte ist einheitlich.
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Vorzugsweise
greifen an jeder Stellplatte mindestens vier Gelenkscheren an, wobei
jeweils mindestens zwei Gelenkscheren an denselben Seitenrand einer
Stellplatte angreifen können,
damit jede Gelenkschere eine gleiche Last trägt und die resultierenden Momente
und die Durchbiegungen der Stellplatten einheitlich sind. Die Gelenkscheren
sind jeweils in einem Aufhängungspunkt
mit einer Stellplatte gelenkig verbunden, wobei die Aufhängungspunkte
benachbarter Stellplatten vorzugsweise vertikal übereinander angeordnet sind.
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Jede
Gelenkschere kann vier Gelenklaschen aufweisen, von denen zwei erste
Gelenklaschen an ihrem einen Ende mit der betreffenden Stellplatte
in einem Aufhängungspunkt
gelenkig verbunden sind und an ihrem gegenüberliegenden Ende jeweils mit einer
der beiden zweiten Gelenklaschen an deren einem Ende gelenkig verbunden
sind, wobei die gegenüberliegenden
Enden der beiden zweiten Gelenklaschen gelenkig in einem Aufhängungspunkt
mit der benachbarten Stellplatte verbunden sind. Dadurch bildet
jede Gelenkschere eine Raute mit vier Gelenklaschen, wobei zwei
einander gegenüberliegende
Eckpunkte der Raute die Aufhängungspunkte an
den benachbarten Stellplatten bilden und die beiden anderen gegenüberliegenden
Eckpunkte der Raute die beiden Drehpunkte der Gelenkscheren bilden,
wobei sich die beiden Drehpunkte auf einer Höhe zwischen den beiden benachbarten
Stellplatten befinden.
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Alternativ
kann jede Gelenkschere sechs Gelenklaschen aufweisen, von denen
zwei erste Gelenklaschen und eine zweite Gelenklasche an ihrem einen
Ende mit der betreffenden Stellplatte in einem Aufhängungspunkt
gelenkig verbunden sind. Die beiden ersten Gelenklaschen sind an
ihrem gegenüberliegenden
Ende mit dem einen Ende einer dritten Gelenklasche gelenkig verbunden.
Die zweite Gelenklasche ist an ihrem gegenüberliegenden Ende jeweils mit
dem einen Ende zweier vierter Gelenklaschen gelenkig verbunden.
Die dritte Gelenklasche und die beiden vierten Gelenklaschen sind
an deren gegenüberliegenden
Enden gelenkig in einem Aufhängungspunkt
mit der benachbarten Stellplatte verbunden. Dadurch bilden die Gelenkscheren
jeweils eine Raute, wobei jeder Rauten-Seite, die von genau einer Gelenklasche
gebildet wird, eine Rauten-Seite, die von genau zwei Gelenklaschen
gebildet wird, gegenüberliegt.
In den beiden Aufhängungspunkten
der Gelenkschere und in den beiden Drehpunkten der Gelenkscheren
sind jeweils drei Gelenklaschen gelenkig miteinander verbunden.
Durch eine solche Anordnung von sechs Gelenklaschen ist die Momentverteilung
innerhalb der Gelenkschere besonders günstig und die in den Aufhängungs-
und Drehpunkten resultierenden Momente gering.
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Im
Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
seitliche Ansicht des Stellplattensystems in der Behandlungsposition,
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2 die
seitliche Ansicht nach 1 in der unteren Stapelposition,
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3 eine
seitliche Ansicht der Scherenaufhängungen aus Richtung des Pfeiles
III in 1,
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4 die
Ansicht nach 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels,
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5 die
seitliche Ansicht nach 3 eines dritten Ausführungsbeispiels,
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6 eine
Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel
aus Richtung des Pfeiles IV in 1 und
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7 die
Ansicht nach 6 eines fünften Ausführungsbeispiels.
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Die 1 und 2 zeigen
jeweils seitliche Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stellplattensystems.
Das Stellplattensystem enthält
vertikal übereinander
gestapelte und höhenverfahrbare
Stellplatten 2, 2A, von denen die oberste Stellplatte 2A ein
Hub- und Drucktisch ist, an dem die Hebevorrichtung 4 zum
vertikalen Auf- und Abfahren der obersten Stellplatte 2A angreift.
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An
den seitlichen Rändern 6 jeder
Stellplatte 2, 2A sind jeweils zwei Scherenaufhängungen
angeordnet. Die Scherenaufhängungen
sind auf einander gegenüberliegenden
Seiten der Stellplatten 2, 2A angeordnet, wobei
auf jeder Seite zwei in derselben Richtung weisende Scherenaufhängungen
vorgesehen sind. An dem Seitenrand 6 der obersten Stellplatte 2A greifen
zwei nach unten abstehende Gelenkscheren 20 der Scherenaufhängung an.
An der darunter befindlichen Stellplatte 2 greifen in jedem
Aufhängungspunkt 8 die
nach oben abstehenden Gelenkscheren 20 und jeweils eine
nach unten abstehende Gelenkschere 30 an.
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Jede
der Gelenkscheren 20, 30 enthält vier Gelenklaschen 21, 22, 23, 24 bzw. 31, 32, 33, 34.
Die beiden jeweils oberen Gelenklaschen 21, 22 und 31, 32 sind
in dem Aufhängungspunkt 8 an
einem Aufhängungsbolzen 18,
wie in 3 dargestellt, aufgehängt, wobei der Aufhängungsbolzen 18 in
eine Gewindebohrung 19 in dem betreffenden seitlichen Stellplattenrand 6 eingeschraubt
ist. An den nach außen
weisenden Enden der Aufhängungsbolzen 18 ist eine
Sicherungsscheibe 41 aufgeschweißt oder aufgeschraubt, die
die betreffenden Gelenklaschen gegen Abrutschen von den Aufhängungsbolzen 18 sichert.
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An
der obersten Stellplatte 2A sind die oberen Gelenklaschen 21, 22 der
Gelenkschere 20 mit einem Aufhängungsbolzen 18 befestigt.
An der darunter befindlichen Stellplatte 2 sind die unteren
Gelenklaschen 23, 24 der Gelenkschere 20 und
die oberen Gelenklaschen 31, 32 der nach unten
weisenden Gelenkschere 30 befestigt, wobei die nach oben
weisenden Gelenklaschen 23, 24 innen und die nach
unten weisenden Gelenklaschen 31, 32 außen angeordnet
sind und jeweils aneinander liegen. Dadurch wirkt in der in 1 dargestellten
Behandlungsposition, in der jede Stellplatte 2 an ihren
nach oben weisenden, ausgeklappten Gelenkscheren hängt, ein außen nach
unten weisendes Moment. Dieses nach unten weisende Moment wirkt
der Durchbiegung der Platten durch die in den Figuren nicht dargestellten gefrierzutrocknenden
Produkte auf den Stellplatten entgegen. Bei einer Anordnung, bei
der an jeder Stellplatte die nach oben weisenden Gelenkscheren innen
und die nach unten weisenden Gelenkscheren außen angeordnet sind, wirkt
dieses Moment der Durchbiegung jeder Platte entgegen.
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Die
Hebevorrichtung enthält
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
einen Hydraulikzylinder 16, welcher an der obersten Stellplatte 2A angreift, um
diese anzuheben oder abzusenken. In 1 befindet
sich der Hydraulikzylinder 16 in seiner obersten Stellung,
in der sämtliche
Stellplatten 2 über
die jeweiligen Scherenaufhängungen
an der obersten Stellplatte 2A, dem Hub- und Drucktisch,
hängen.
In dieser Beladeposition verbleiben zwischen den Stellplatten jeweils
gleiche Abstände,
die durch die Länge der
aufgeklappten Gelenkscheren 20, 30 vorgegeben
sind.
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In 2 befindet
sich der Hydraulikzylinder 16 in seiner untersten Position,
in der die Stellplatten 2A, 2 gestapelt aufeinander
liegen. Die Gelenkscheren 20, 30 sind zusammengeklappt
und ermöglichen ein
vollständiges
Aufliegen jeder Stellplatte auf der darunter befindlichen Stellplatte.
Zum Beladen jeder Stellplatte 2 wird der Hydraulikzylinder 16 sukzessive derart
nach oben gefahren, dass sich die jeweils zu beladende Stellplatte 2 in
einer vorgegebenen Beladehöhe
befindet, in der eine nicht dargestellte Beladevorrichtung die gefrierzutrocknenden
Produkte auf die betreffende Stellplatte lädt. Nachdem jede Stellplatte 2 beladen
worden ist, fährt
der Hydraulikzylinder in die oberste, in 1 dargestellte,
Position, in der sich die Stellplatten 2A, 2 in
der Behandlungsposition befinden. Die Behandlungsposition ist die
Position, in der die Produkte auf den Stellplatten behandelt, also
gefriergetrocknet, werden.
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Die
Punkte, in denen die oberen Gelenklaschen 21, 22 bzw. 31, 32 jeder
Gelenkschere 20, 30 mit den unteren Gelenklaschen 23, 24 bzw. 33, 34 gelenkig
verbunden sind, sind die Drehpunkte 10. Wie in 1 dargestellt,
sind die Drehpunkte 10 in der Behandlungsposition vollständig gegeneinander geklappt.
Wie in 2 dargestellt, sind in der unteren Stapelposition
die Drehpunkte 10 jeder Gelenkschere 20, 30 maximal
auseinandergeklappt und die Aufhängungspunkte 8 jeder
Gelenkschere gegeneinander geklappt.
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Jede
der Stellplatten 2, 2A enthält in ihren Randbereichen eine
oder zwei kreisrunde Öffnungen als
Führungen 14 für vertikal
angeordnete Führungsstangen 12.
Beim Höhenverfahren
der Stellplatten 2, 2A durch die Hebevorrichtung 4 werden
die Stellplatten 2, 2A entlang der Führungsstangen 12 geführt und
dadurch an einem Verschieben in horizontaler Richtung gehindert.
An ihren oberen Enden sind die Führungsstangen 12 an
einer Führungsplatte 13 befestigt.
Die Führungsplatte 13 ist
die Kammerdecke und dient als obere Gehäuseabdeckung des Stellplattensystems
und enthält
eine mittig angeordnete Öffnung
für den
Hydraulikzylinder 16 der Hebevorrichtung 4.
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Bei
der in 4 dargestellten Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
liegen nicht, wie bei der Anordnung nach 3, die Gelenklaschen
derselben Gelenkscheren jeweils aneinander, sondern die Gelenklaschen 23, 31, 24, 32 bzw. 21, 33, 22, 34 verschiedener
Gelenkscheren 20A, 30A wechseln einander ab. Dadurch
ergibt sich eine gleichmäßigere Lastverteilung
in den Aufhängungsbolzen 18,
an denen die Gelenklaschen angreifen, wodurch die resultierenden
Momente reduziert sind.
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Bei
der in 5 gezeigten Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels
enthält
jede Gelenkschere 20B sechs Gelenklaschen 21, 22A, 22B, 23A, 23B und 24 und
jede Gelenkschere 30B enthält sechs Gelenklaschen 31, 32A, 32B, 33A, 33B und 34.
Hierbei greifen, wie in 5 in dem obersten Aufhängungspunkt 8 dargestellt,
zwei erste Gelenklaschen 22A, 22B und eine zweite
Gelenklasche 21 an ihrem oberen Ende an dem Aufhängungsbolzen 18 an.
Hierbei umschließen
die beiden Gelenklaschen 22A und 22B die Gelenklasche 21.
An dem Aufhängungsbolzen 18 wechseln
die Gelenklaschen 22A, 21, 22B einander
ab und bewirken eine gleichmäßige Lastverteilung
in dem Aufhängungsbolzen 18.
Die Gesamtdicke der beiden ersten Gelenklaschen 22A, 22B ist
gleich der Dicke der zweiten Gelenklasche 21. An dem in 5 mittleren
Aufhängungsbolzen 18 greifen
in dem Aufhängungspunkt 8 die
drei unteren Gelenklaschen 23A, 23B, 24 der
oberen Gelenkschere 20B an, wobei die Gelenklaschen 23A und 23B die
Gelenklasche 24 umschließen. Die Gesamtdicke der beiden
Gelenklaschen 23A, 23B ist gleich der Dicke der
Gelenklasche 24. In den Drehpunkten 10 der Gelenkschere 20B sind
jeweils zwei in dieselbe Richtung weisende Gelenklaschen 23A, 23B bzw. 22A, 22B mit
einer in die entgegengesetzte Richtung weisenden Gelenklasche 21 bzw. 24 gelenkig
verbunden. Die Gelenklaschen 23A, 23B umschließen die
Gelenklasche 21 in dem Drehpunkt 10 und die Gelenklaschen 22A und 22B umschließen in dem Drehpunkt 10 die
Gelenklasche 24, um eine gleichmäßige Lastverteilung in dem
Drehgelenk zu bewirken und um geringe resultierende Momente zu erzielen.
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Die
in 5 gezeigte Scherenaufhängung, bei der jede Gelenkschere
sechs Gelenklaschen aufweist, kann besonders hohe Lasten aufnehmen,
wobei die resultierenden Momente in den Aufhängungsbolzen und in den Gelenken
gering sind. Das Aufnehmen hoher Lasten bei geringen resultierenden
Momenten ist wichtig, weil das Gesamtgewicht eines Stellplattensystems
mit zwölf
Platten mit jeweils einem Gewicht von etwa 500 kg insgesamt 6 Tonnen betragen
kann. Die erfindungsgemäße Scherenaufhängung ermöglicht hierbei
ein relativ geringes Gewicht, insbesondere im Vergleich zu der herkömmlichen
Bolzenaufhängung.
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Zur
weiteren Reduzierung der in den Aufhängungsbolzen 18 durch
die dort angreifenden Gelenklaschen wirkenden Momente können die
nach außen
weisenden Enden der Bolzen 18, wie in den 6 und 7 gezeigt,
zusätzlich
gehalten sein. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach 6 ist an dem Seitenrand 6 jeder Stellplatte 2A, 2 ein
U-förmiger abstehender
Haltebügel 42 vorgesehen,
der das äußere abstehende
Ende des Aufhängungsbolzens 18 mit
der Stellplatte 2, 2A fest verbindet. Alternativ kann,
wie in 7 dargestellt, eine Randleiste 40 an dem
seitlichen Rand 6 der Stellplatte 2A, 2 vorgesehen
sein, wobei an der Randleiste 40 eine Ausnehmung 43 für die Gelenkscheren
vorgesehen ist und wobei der Bolzen 18 an beiden Enden
in der Randleiste 40 gehalten ist. Dadurch werden die Durchbiegungen
der Aufhängungsbolzen 18 reduziert,
was insbesondere bei einem hohen Gesamtgewicht des Stellplattensystems
von Vorteil ist.