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ANLAGE ZUM TRANSPORTIEREN, LAGERN UND ZUR SPAN-
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LOSEN BEHANDLUNG VON AUFGEWICKELTEN METALLBAHNEN Zusatz zum Hauptpatent
No
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Transportieren, Lagern
und zur spanlosen Behandlung von schweren, in Rollen aufgewickelten Metallbahnen
mit sperrigen Abmessungen. Eine solche Anlage kann in vorteilhafter Weise als Kaltwalzwerk
für Feinbleche ausgebildet sein und besondere Transport- und Lagermittel aufweisen.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, ein automatisches und ferngesteuertes
Transportsystem mit zugeordneten Hochraumlagern mit einem Kaltwalzwerk für Feinbleche
(beispielsweise für Weissblech oder Alu - Folie) zu integrieren. Die Blechbunde
dürfen nur schonend gefasst und gelagert werden, um Transportschäden zu vermeiden.
Dabei müssen Vorkehrungen getroffen werden,damit die Bunde kurzfristig im Zwischenabgerufen
lager V und ohne Behinderung und rasch an die Fertigungsstellen transportiert werden
können. Ein solches aus der CH PS 554'276 bekannt gewordenes Verfahren sieht
vor,
dass der gesamte Transport der in Rollen aufgewickelten Metalbahnen in einer unter
oder über der Ebene der Fertigungsstrasse liegenden Ebene erfolgt, wobei das Transportgut
am Anfang und am Ende jedes Fabrikations- oder Bearbeitungsabschnittes zwischengelagert
wird. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis gut bewährt und ermöglichte eine Steigerung
des Netto - Durchsatzes um mehr als 40%, da Transportschäden vermieden werden konnten
und eine raschere Andienung an die Fertigungsstellen erfolgte. Diese sind geradlinig
aufeinanderfolgend angeordnet und jeder Fertigungsabschnitt wird durch ein quer
zum Materialfluss stehendes Hochraumlager abgeschlossen, welche als Zwischenspeicher
dienen. Diese Anordnung ist optimal, wenn der Lagerraum voll genützt werden kann.
Wenn auf Grund von Kundenwünschen Sonderfertigungen verlangt werden, bei denen die
Blechbunde häufiger entgegengesetzt zur geplanten Materialflussrichtung transportiert
werden müssen, dann kann diese Anordnung nicht optimal eingesetzt werden.
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Aus dem DT GM 75 13 384 ist ein Vorschlag bekannt geworden, der den
durch Sonderwünsche veranlassten häufigeren Ein- und Auslagerungen, sowie für Rückführungen
in den Anfangsteil einer Fertigung vermehrt Rechnung trägt. Auch hier ist die Fertigungslinie
entsprechend dem Materialfluss geradlinig angeordnet und ein einziges Hachraumlager
parallel daran gebaut, in welchem ein bis zwei Lagermaschinen in Tandem verfahrbar
sind. Hier besteht ein gewisser Nachteil darin, , dass die teuren Lagermaschinen
nicht nur für die Ein- und Auslagerung, sondern auch häufig
für
Längstransporte in Anspruch genommen werden, wobei die Tandem Anordnung natürlich
stört und die Umschlagkapazität einschränkt.
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Beide der vorstehend erwähnten Lösungen sind nur in herkömmlichen
Anlagen mit einem Jahresdurchsatz von 10'000 bis 20'000 tons Folien Fertigprodukt
günstig. Die Hochraumlager sind als schmale Bauten mit nur einer Gasse ausgebildet,
wobei beidseitig dazu die Lagerplätze angeordnet sind.
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Neue und schwerwiegende Probleme treten aber bei der Planung von Feinblechwalzwerken
mit einem Jahresdurchsatz von ca. 1'000'000 tons auf. Solche Walzwerke sollten Einrichtungen
für den schonenden und unbehinderten Transport der schweren Bunde aufweisen und
mit Hochraumlagern ausgerüstet sein, die als Zwischenlager dienen. Bei solchen Anlagen
kommen auch drei- bis fünfgerüstige Tandem - Kaltwalzwerke zum Einsatz, die möglichst
grosse Produktionslots auf das gleiche Dickenmass reduzieren. Umstellungen mit Totzeit
an den Walzwerken sollten vermieden werden. Besondere Kundenwünsche zum Walzen von
kleinen Mengen können nicht mehr beachtet werden. Die grosse Durchsatz - Kapazität
verlangt entsprechend grosse mehrgassige Eingangs- und Zwischenlager. Damit entstehen
Probleme für die Verbindung zwischen den parallel angeordneten Gassen,da-der ungehinderte
Zugang von den hinteren Gassen zu den Fertigungslinien nicht mehr gewährleistet
ist.
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Hinzu kommt, dass die Walzgeschwindigkeit sehr gross ist, beispielsweise
I - 2 Minuten für die Reduktion eines 15 ton Blechbundes von 3 mm auf 1,4 mm. Es
muss also ein auf Abruf gespeicherter
Bundvorrat für jedes Walzwerk
verfügbar sein. Berücksichtigt man die ralativ grosse Länge der mehrgerüstigen Walzwerke,
beispielsweise mehr als 60 m für eine fünfgerüstige Tandem - Kaltwalzanlage, so
ist eine geradlinige Anordnung der einzelnen Walzanlagen hintereinander nicht mehr,
zweckmässig. Die Walzanlagen werden deshalb parallel zueinander aufgestellt, wodurch
jedoch Probleme für die Transporte und die Zwischenlagerung entstehen. Es sollten
möglichst wenige und einfache Transportmittel angewendet werden, die jedoch anpassungsfähig
bleiben sollten. Eine solche Anpassungsfähigkeit ist unbedingt notwendig, da das
Walzprogramm von Zeit zu Zeit geändert wird. Deshalb werden zwei oder drei verschiedene
Walzanlagen aufgestellt, die je nach Walzprogramm untereinander gewechselt werden.
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Im Hauptpatent wurde bereits ein Verfahren und eine Anlage zum Transportieren,
Lagern und zur spanlosen Behandlung von schweren, in Rollen aufgewickelten Metallbahnen
mit sperrigen Abmessungen vorgeschlagen. Die Anlage weist in einer Werkhalle in
der Längsrichtung derselben verteilt angeordnete Bearbeitungs-und Fertigungsstellen
auf, wobei entlang einer oder jeder der beiden gegenüberliegenden Längsseiten der
Werkhalle ein Hochregallager mit Regalförderorganen vorhanden und, zwischen den
einzelnen Bearbeitungs- und Fertigungsstellen und dem Hochregallager Transportorgane
angeordnet sind.
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Eine Weiterentwicklung und wesentliche Verbesserung zur Lösung der
ineinandergreifenden Probleme bildet die vorliegende zusätzliche Erfindung, welche
sich auf eine Anlage zum Transportieren, Lagern und zur spanlosen Behandlung von
schweren, in Rollen aufgewickelten Metallbahnen mit sperrigen Abmessungen in einer
Werkhalle bezieht, die mit in der Längsrichtung der Werkhalle verteilt angeordneten
Bearbeitungs- und Fertigungsstellen ausgerüstet ist.
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Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass entlang der beiden gegenüberliegenden
Seiten der Werkhalle je ein mehrteiliges, durch Regalförderorgane bedientes Hochraumlager
mit mehreren zwischen den Reihen liegenden, sich überlappenden parallelen Lagergassen
vorhanden ist, wobei sich zwischen den Bearbeitungs- und Fertigungsstellen und den
Hochraumlagern durch Transportorgane befahrene Quertransportbahnen erstrecken, entlang
welchen der Materialfluss schrittweise erfolgt.
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Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt: Fig. I einen schematischen Gesamtüberblick einer Anlage im
Horizeontalschnitt über der Ebene des Werkhallenflurs.
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Fig. 2 Ein Eingerüst - Walzwerk, als vergrösserter Ausschnitt 2 aus
Fig. 1.
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Fig. 3 einen weiteren vergrösseren Ausschnitt 3 aus Fig. 1, welcher
die Bunduebergabe vom Hochraumlager auf einen Palettenrollgang zum Dreigerüst-Tandem-Walzwerk
zeigt.
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Fig. 4 Eine vergrösserte Einzelheit 4 aus Fig. 1, welche die Bundaus-
und Rückgabe durch den Chargierwagen der Glühöfen darstellt.
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Fig. 5 einen Vertikalschnitt gemäss der Linie 5 - 5 in der Fig. 3
Fig. 6 einen Vertikalschnitt gemäss der Linie 6-6 in der Fig. 3 mit Teilansicht
aeine Lagermaschine Fig. 7 eine Einzelheit 7 der Fig. 5, welche einen Bundlift und
Transportwagen in vergrössertem Massstab zeigt.
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Fig. 8 eine weitere Einzelheit 8 aus. Fig. 6, welche einen Bundlift
und Transportwagen in vergrössertem Massstab zeigt.
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Fig. 9 eine weitere Einzelheit 9 aus Fig. 5, welche eine Hubzangenkatze,
einen Palettenrollgang und Transport wagen in vergrösserter Darstellung zeigt.
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Fig. 10 einen Hubtisch mit Teleskopgabel, als vergrösserter Aus-'
schnitt 10 aus Fig. 5 und Fig. II einen vergrösserten Ausschnitt II aus Fig. 6 in
Seitenansicht.
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Als Beispiel wird nachfolgend eine als Kaltwalzwerk ausgebildete Anlage
zur Erzeugung von 1'000'000 t Aluminium - Feinblech pro-Jahr beschrieben. Die Anlageweist
eine Halle 20 auf, welche entlang der beiden Längsseiten ein Bbndeingangslager 21,bzw.
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ein Zwischen- und Ausgangslager 22 besitzt. Die Bearbeitungs- und
Fertigungsstellen sind zwischen den beiden Lagern in der Längsrichtung der Halle
verteilt angeordnet, wie dies später beschrieben wird. Das Bundeingangslager 21
ist z. B. 215 m lang und 35 m hoch und besteht aus drei Hochraumlagerreihen 281,
282 und 283, zwischen welchen zwei Lagergassen 26 und 27 vorhanden sind, die mit
Lagermaschinen 24 und 25 befahren werden. Die Zulieferung der warm vorgewalzten
Bleche, die eine Stärke zwischen 4,5 - 6 mm aufweisen und zu Bunden zu ca. 15 t
Gewicht gewickelt sind, erfolgt mittels Schienenwagen 23, die die LagerXassen 26
und 27 bedienen. Jeder Schienenwagen fasst fünf Bunde und es werden stündlich drei
Fahrten durchgeführt, sodass 450 t Metal Ibahnen pro Stunde zugeliefert werden können.
Die Lagermaschinen 24 und 25 können aus den Lagergassen 26 und 27 heraus neben die
Schienenwagen 23 verfahren werden, wie dies aus Fig. I hervorgeht. In dieser Stellung
übernehmen
sie dieLast von den Schienenwagen 23 und lagern die
Bunde auf freien Plätzen in den Hochraumlagen 281, 282 oder 283 ein. Die Ausbildung
und Abmessungen dieser Hochraumlagerreihen 281, 282 und 283 ist so getroffen, dass
die zwei äusseren Lagerreihen 281 und 283 gleichlang aber gegeneinander in der Längsrichtung
verschoben sind, während die mittlere Lagerreihe 282 sich vom Angang der Lagerreihe
281 bis zum Ende der Lagerreihe 283 erstreckt, sodass parallele, einander überlappejide
Lagergassen 26 und 27 entstehen.
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Die Einlagerung erfolgt vollautomatisch und ferngesteuert. Zwischen
dem Bundeingangslager 21 wunden Zwischen- und Ausgangslager 22 sind, in der Längsrichtung
derwerkhalle 20 verteilt drei querverlaufende Palettenrol lgänge 3$\angeordnet,
welche diverse Bearbeitungsstellen bedienen. Der umlaufende Palettenrollgang ist
in einzeln angetriebene Bereiche unterteilt und getrennt steuerbar. Es befinden
sich genügend Bundound Leerpaletten im Umlauf, sodass der Rollgang auch als Pufferspeicher
genutzt werden kann. Die Rollpaletten sind kunststoffbeschichtet um die Bundkanten
und -Oberflächen zu schonen.
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Mit Querrollgängen werden die Paletten mit den Bunden den Bearbeitungsstellen
zugeführt. So ist eine mit 31 bezeichnete Quarto -Einwegkaltwalzanlage vorhanden,
welche in der Fig. 2 näher dargestellt ist. Diese Kaltwalzanlage weist eine generell
mit 45 bezeichnete Einrichtung auf, die eine Bundöffnungsvorrichtung, eine Richtmaschine
mit Treibrollen und eine Schopfschere umfasst.
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Nach der Vorbereitung werden die Bunde automatisch auf die Mitte einer
Ablaufhaspel 46 und Mitte Walzgerüst 47 eingefahren.
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Auf der Auslaufseite folgen dann die Aufwickelhaspel 48 und ein Riemenwickler
49. Die fertigen Bunde werden dann auf Leerpaletten gesetzt und auf den Rollgang
34 zurückgeführt. Fig. 2 zeigt
noch zusätzlich die Bedienungsbühnè
50 mit Einrichtungen für den raschen Walzenwechsel, sowie Schaltschränke 51 und
die Anordnung der Hauptantriebe 52.
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Weitere, sehr viel Raum einnehmende Einrichtungen.für das Aufsprühen
von Walzöl und das Absaugen der Oelnebel, sowie die Filtrier- und Wiederaufbereitungsanlagen
sind nicht näher dargestellt.
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Aehnlich aufgebaut ist die dreigerüstige Tandem - Kaltwalzanlage
32 ud die fünfgerüstige Tandem L Kaltwalzanlage 33.
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(Fig. 1). Diese sind aber nicht so rasch anpassungsfähig, da sie
langere Umrüstzeiten benötigen. Alle drei Walzanlagen können aber auf das Walzen
von Mittelblechen von 3,5 - 1,4 mm'oder auf feinere Blechstärken von 0,3 - 0,2 mm
umgestellt werden. Während bei der-Anlage 31 eine Produktion von 350'000 jato eingesetzt
werden kann, haben die mehrgerüstigen Anlagen 32 und 33 erheblich höhere Kapazitäten.
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In der Mitte.der.Werkhalle 20 zwischen den Kaltwalzanlagen 32 und
33 sind in zwei Reihen vierzehn Glühöfen 35 angeordnet, die von einem Chargierwagen
37 bedient werden. Zwischen den Ofengruppen sind Bundabstellplätze 36 vorhanden,
wie das auch aus Fig. 4 hervorgeht.
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Diese Glühöfen sind dem Zwischen- und Ausgangslager 2 zugeordnet.
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In diesen 8efen'werden die nach der Reduktion durch mehrere Stiche
zu hart gewordenen Bänder.wieder weich geglüht..Die im Lager 22 zwischengelagerten
Bänder werden zu diesem Zweck vom Chargier 37 abgeholt und zu den Glühöfen 35 transportiert.
Da zwischen den Glühöfen mehrere BundabstelIplätze 36 angeordnet sind, kann der
Wechsel zwischen der herauszunehmenden heissgeglühten Charge un + em Einsatz einer
neuen, kalten Charge sehr rasch vorgenommen werden.
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Der Materialfluss entlang der beschriebenen Quertransportbahnen erfolgt
schrittweise.
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Das Bundausgangslager 22 besteht aus vier parallel zueinander angeordneten
Hochraumlagern 221, 222, 22 und 224, zwischen welchen drei Lagergassen 43 vorhanden
sind, auf welchen Lagermaschinen 421, 422 und 423 verkehren. Zweckmässigerweise
sind in der mittleren Lagergasse zwei Lagermaschinen 422 in Tandem vorhanden.
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Durch die Reduktion beim Walzen erwärmt sich das Material utd wird
zum Abkühlen in das Lager 22 gebracht, welches Lagerplätze für 42'ooo t aufweist.
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Die Auslagerung der behandelten Bunde aus dem Lager 22 erfolgt durch
Palettenrollgänge 34 , welche zur Adjustage 40, bzw. zur Packerei 41 führen.
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Anschl iessend werden die Einzelheiten der zwischen dem Eingangslager
21 und den Kaltwalzanlagen 31, 32 und 33 eingesetzten Transporteinrichtungen näher
beschrieben. Zur Beschickung der Kaltwalzanlage 31 aus den Lagerreihen 28² und 28¹
wird vorzugsweise die Lagermaschine 25 eingesetzt. Die Beschickung der Kaltwalzanlage
32 kann aus allen drei Lagerreihen 281, 282 und 283 erfolgen. Durch de versetzte
Anordnung der Lagerreihen können die 24 und 25 beiden LagermaschinenVohne einander
zu behindern optimal für das Abladen, Einlagern und Auslagern eingesetzt werden,
wobei jede der beiden Lagermaschinen zwei Ausgänge bedient (Fig. 1). Die Beschickungen
zu den beiden äusseren Walzwerken 31, 33 erfolgen Ueberflur, wobei die Lagermaschinen
24 und 25 die Bunde in die mit Kunststoff ausgekleidete Auflagerschale eines Ueberflur-Transportwagens
29 legen. Dieser Transportwagen
stellt die Verbindung zu einer
drehbaren und auf Oberschienen verfahrbaren Zangenhubkatze 30 her, welche den zugeführten
Bund 60 abhebt, um 900 dreht und anschliessend auf eine Leerpalette 54 absetzt (Fig.
5). Diese Palette 54 verkehrt auf dem Palettenrollgang. 34. Zur Auslagerung eines
in der Lagerreihe 283 gelagerten Bundes wird dieser durch die Lagermaschine 24 erfasst
und in ein Leerfach der Lagerreihe 282 gelegt. Von da aus erfolgt die Auslagerung
durch die Lagermaschine 25. Auch der umgekehrte Vorgang ist möglich, wodurch das
Lager 21 vorteilhaft eingesetzt werden kann.
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Um die Einsatzmöglichkeiten noch mehr zu erhöhen, ist die Auslagerung
für die Walzanlage 32 in der Mittelreihe 282 angeordnet, wobei die Lagerreihe 281
unterfahren wird, wie dies insbesondere aus der Fig. 5 ersichtlich ist. Unterhalb
der Lagerreihen 281, 282 und 283 ist ein Gang 56 angeordnet, in welchem ein Unterflur-Transportwagen
38 verkehrt. Im Bereiche der Lagermaschinen 24 und 25 sind Bundlifte 39 angeordnet,
die zur Aufnahme der Bunde U -förmige kunststoffbeschichtete Arme aufweisen. Der
Transporteinen/ wagen 38 weist Tragarm 57 auf(Fig. 7, 8), mit welchen er einen Blechbund
aus dem Lift 39 übernehmen kann. Anschliessend verfährt der Unterflur - Transportwagen
38 in die in der Fig. 5 str ichpunktiert bezeichnete Stellung, welche auch in der
Fig. 9 vergrössert dargestellt ist. Hier befindet sich der Transportwagen 38 unterhalb
der Zargenhubkatze 30, deren teleskopierendes Greiforgan 30' den zugeführten Bund
60 vom Transportwagen 38
abhebt, in die strichpunktiert gezeichnete
Stellung (Fig. 9) hochhebt und um 900 dreht. Anschliessend wird der Bund 60' auf
die Rollpalette 54 abgesetzt.
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Sowohl das Eingangslager 21 als auch das Zwischen- und Ausgangslager
22 sind so ausgelegt, dass sie durch wenige und einfach zu steuernde Lagermaschinen
bedient werden können. Einzig der Chargierwagen 37 wird Ueberflur, vorzugsweise
aus den ersten zwei Lagerreihen durch die Lagermaschine 42 beschickt. Alle anderen
Ein- und Auslagerungsvorgänge erfolgenin diesem Lager 22 Unterflur, wobei Umlagerungen
zwischen den Lagerreihen in einfacher Weise durchJAbsetzen der Bunde auf leere Lagerplätze
in den Mittelregalen und durch Wiederaufnahme durch die in der nächsten Lagergasse
verfahrbaren Lagermaschine möglich sind.
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Die Ausbildung der in den Lagergassen verfahrbaren Lagermaschinen
ist insbesondere aus den Fig. 5, 6 und 10 ersichtlich. Die Lagermaschinen 24, 25
und 42 sind ca. 33m hoch und sind auf einer Bodenschiene verfahrbar, wobei im Fahrwerk
ein Motor 58 und ein Hubmotor 59 angeordnet sind. Der Oberteil der Lagermaschinen
ist; mittels Rollen geführt. Ferner sind sie mit einer beidseitig ausfahrbaren Teleskobgabel
61 ausgerüstet, welche in einer Hubplattform 62 gelagert ist. Mittels der rechts
und links aus fahrbaren Gabeln können zwei benachbarte-Lagerreihen bedient werden.
Mit 63 sind Stützarme zum Festhalten des zu transportierenden Blechbundes 60 bezeichnet1
oder kleinere Bunle 60' Wie bereits erwähnt sind die Lager.aschinen ferngesteuert
und die Fahrwerksmotoren 58 ermöglichen eine Längsfahrt entlang der
Lagergassen
mit einer Geschwindigkeit von 150 m/min. Die Hubgeschwindigkeit beträgt ca. 60 m/min
und die Ausfahrgeschwindigkeit der Teleskopgabel 61 60 m/min. Es können max. 450
t/h oder 10'800 t pro Tag Bundeingänge bewältigt werden. Die Auslagerungen zum Versand
können bis zu 540 t/h erreichen oder 13'000 t/24h.
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Aus diesen Daten ergibt sich;, dass die Hochraumlager primär nur die
Funktion einer Umschlagstelle und eines Fertigungszwischenlagers haben. Das Eingangslager
21 hat nur 1'450 Lagerplätze, kann also max. 22'ovo t aufnehmen und das Lager 22
besitzt ca 2'700 Plätze für rund 40'000 t.'Der.Umschlag in die und aus der Werkhalle
beläuft sich auf 1'200 t/h oder auf rund 36'000 t/24h.
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Es war überraschend festzustellen, dass diese Leistungen mit nur sechs
Lagermaschinen und entsprechend wenigen Zuführeinrichtungen erbracht werden können.