DE4238954A1 - Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Transportieren und Stapeln flacher Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transportieren und geordneten Ablegen flacher Werkstücke von einer Bearbeitungseinrichtung zu einem Stapel und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Übernahme und Stapelung von in Längs- und Querteilanlagen der metallverarbeitenden Industrie zugeschnittenen Blechtafeln.

In der Praxis transportieren häufig endlose Förderbänder dünne Bleche von der Bearbeitungsmaschine zu einer Ablage, an der die Bleche von einer Stapeleinrichtung übernommen werden. Bekannt sind auch feststehende, eigenangetriebene Rollensysteme, die die Bleche vom Ablagetisch einer Schere übernehmen und bis zu einer Ablagestelle fördern. An der Ablagestelle werden die Bleche entweder an eine Stapeleinrichtung übergeben, bei besonders dünnen Blechen mitunter auch manuell übernommen und gestapelt.

Diese Lösungen nutzen separate technische Geräte, deren Antriebssysteme aufeinander abgestimmt werden müssen. Störungen im Bewegungsablauf sind nicht auszuschließen. Außerdem sind der Platzbedarf sowie der Bau- und Kostenaufwand hoch. Handstapelung hat eine sehr geringe Produktivität und kommt nur bei sehr kleinen Anlagen in Betracht.

Des weiteren ist eine Vorrichtung zum Stapeln von platten­ förmigen Werkstücken bekannt, bestehend aus einem auf einem horizontal und vertikal schwenkbaren Gestell geführten Förderband und einem am Ende unterhalb des Gestells angeordneten, auf das geförderte und zu stapelnde Werkstück einwirkenden Ausrichtorgan. Das über das Förderband laufende Werkstück wird an dessen freien Ende auf den Stapel abgeworfen. Es nimmt zunächst eine zum Stapel verschobene Lage ein. Das am freien Ende befindliche Ausrichtorgan wirkt auf die Hinterkante des Werkstücks ein und schiebt es fluchtend über den Stapel (DE 25 23 040 A1).

Dünne Bleche, die häufig oberflächenbehandelt sind, erfahren bei dieser Betriebsweise durch die hohe Beanspruchung Qualitäts­ verluste. Durch das Abwerfen und die Relativbewegung zwischen den Werkstücken entstehen Oberflächenbeschädigungen.

Des weiteren sind aus der Transport- und Lagerwirtschaft im Zusammenhang mit Be- und Entladevorgängen längenveränderbare Förderbandeinrichtungen bekannt, die sich wechselnden Gut­ abgabeorten leichter anpassen können. Solches ist beispiels­ weise beim Beladen von Eisenbahnwaggons, von Schiffen, aber auch in Bergwerken bereits praktiziert worden.

Die Lageänderung der Abwurfstelle dient hier der Anpassung an örtliche Gegebenheiten.

Es ist bisher nicht bekannt, längenveränderbare Förderer im Rahmen einer besonderen Technologie zum schonenden Ablegen von Stapelgut einzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zum Stapeln von eine Bearbeitungsanlage verlassenden flachen Werkstücken so auszubilden, daß bei schonender Behandlung der Werkstücke hohe Stapelgeschwindigkeit und niedriger Lärmpegel erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine auf folgenden Merkmalen beruhende Stapeltechnologie gelöst:

Die eine Bearbeitungsanlage verlassenden Werkstücke werden einzeln von einem Förderband erfaßt und auf diesem mit konstanter Geschwindigkeit in horizontaler Bewegung bis in eine Lage etwa senkrecht über dem Ablageort gefördert und dort gestoppt. Durch fortschreitenden Entzug der Unterlage entgegen der Transportrichtung kippt das zu stapelnde Werkstück aus der horizontalen Transportebene über seine Vorderkante ab in die tiefer liegende Ablageebene und gleitet, sich dort zunehmend abstützend, auf letztere hinab.

Die allmählich nachlassende Unterstützung der zurückweichenden Transportunterlage bei gleichzeitiger Annäherung, besonders bei dünnwandigen, flächigen Werkstücken schließlich auch das Luftpolster, gewährleisten ein sanftes Abgleiten auf den Ablagetisch oder die bereits gestapelten Elemente.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Verwirklichung dieser Technologie, die sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

Einer Werkstückbearbeitungsanlage ist eine längenveränderbare Bandfördereinrichtung mit endlosem Förderband nachgeordnet, die die zu stapelnden Werkstücke über die Ablageplattform transportiert und darauf geordnet ablegt. Diese Förder­ einrichtung besitzt einen unmittelbar an den Abgabetisch der Bearbeitungsanlage anschließenden in etwa horizontalen, längenveränderlichen Transportteil und einen darunter liegenden Bandspeicher. Das Förderband wird über fixe und beweglich in einem Haltegerüst gelagerte Umlenkrollen geführt. Im Transport­ teil der Einrichtung sind die hinteren, das Band in den und aus dem Speicher führenden Umlenkrollen fix gelagert, während die Endrolle an der Abwurfstelle horizontal beweglich über dem Bereich des Ablagetisches gelagert ist. Die Einrichtung besitzt zwei Antriebe, von denen einer auf die Endrolle, der andere auf mindestens eine Speicherrolle wirkt. Der Bandantrieb muß eine alternierendes Aus- und Einfahren des belasteten Transportbandes gewährleisten. Beim Ausfahren - der Werkstücktransportphase - wird die Endrolle aus ihrer Ausgangsstellung in einer hori­ zontalen, geradlinigen Führung des Haltegerüsts bis zu ihrer Endstellung über dem Ablagetisch bewegt, wobei sie das Transportband aus dem Speicher herauszieht. Beim Einfahren - der Werkstückablagephase - wirkt das Antriebsorgan auf den Bandspeicher und zieht das ausgefahrene Band samt Endrolle in die Ausgangsstellung zurück, wobei bedeutsam ist, daß die äußere, das Werkstück aufnehmende Bandlage in dieser Phase keine Horizontalgeschwindigkeit ausführt, sondern quasi aus dem Stand abgewickelt wird.

Der Fachmann ist in der Lage, geeignete Lösungen des Rollen­ antriebs zu konzipieren, entweder basierend auf unmittelbar auf die angetriebenen Rollen wirkenden Antriebsorganen oder aber durch an günstiger Stelle am Haltegerüst angebrachte Motoren, die über geeignete Übertragungsmittel die Rollen antreiben. In Anpassung an den konkreten Anwendungsfall kann die Entscheidung bspw. auf mechanische, elektromechanische oder hydraulische Antriebslösungen fallen.

In einer weiter unten dargestellten Ausführungsform der Fördereinrichtung wird der Bandspeicher gebildet durch eine geradlinige zweite Führungsbahn parallel unterhalb der Transportbahn mit einer der Bewegung der Endrolle gegenläufigen Umlenkrolle. Diese Gestaltung eines Bandspeichers hat den Vorteil einer relativ geringen Belastung und damit langen Lebensdauer des Bandmaterials sowie seiner Einfachheit. Es sind auch andere kompaktere Formen von Bandspeichern denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie die Anordnung mehrerer horizontal und/oder vertikal beweglicher Umlenk­ rollen mit Zickzack- oder mehrfacher S-förmiger Führung oder ähnliches.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:

Ein zu stapelndes Werkstück, bspw. ein Blech, eine Platte oder ein Profilstab, verläßt eine Bearbeitungseinrichtung. Sobald der Bandförderer ein entsprechendes Signal erhält, fährt die Endrolle aus der Ausgangsstellung nach vorn. Die Horizontal­ geschwindigkeit des Förderbandes entspricht dabei der Abgabe­ geschwindigkeit der Bearbeitungsanlage, so daß ein Transport des Werkstücks mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgt. Sobald sich das Werkstück in vorbestimmter Lage über dem Stapel befindet, löst ein mechanischer, optischer oder anderer geeigneter Sensor ein Signal aus, das die Antriebsaggregate zu einer Änderung des Bewegungsablaufes veranlaßt. Es setzt die Verkürzung der Transporteinrichtung durch die Rückwärtsbewegung der oberen Endrolle ein. Die Bewegungsabläufe von Band­ geschwindigkeit und Rückbewegung der Rolle sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß das Werkstück ortsunveränderlich in seiner Lage über der Ablage verbleibt, d. h. die Horizontalgeschwindigkeit des Transportbandes ist in dieser Phase gleich Null. Indem nun dem Werkstück fortschreitend die Unterlage entzogen wird, kippt es über die Vorderseite ab bis auf den Stapelrand. Mit dem weiteren Rückzug des Förderbandes erfolgt eine allmähliche Lastverlagerung bei gleichzeitiger Annäherung und schließlich ein Abgleiten des Werkstücks, gedämpft durch das Luftpolster zum Stapel. Entsprechend der Werkstücklänge fährt das Band zurück und ist bereit zur Aufnahme des nächsten Stapelelementes.

Die mit der Erfindung erreichbaren vorteilhaften Wirkungen liegen insbesondere in der schonenden Behandlung der zu stapelnden Elemente. Die Anpassung der Geschwindigkeit des Transportbandes an die Abgabegeschwindigkeit der vorgelagerten Blechbearbeitungseinrichtung gewährleistet einen konti­ nuierlichen, von Laststößen freien Bewegungsablauf. An keiner Stelle des gesamten Transport- und Stapelprozesses kommt es zu einer Relativbewegung des Werkstückes mit seiner Unterlage, weder mit dem Förderband im Moment der Übergabe, des Transportes oder der Abgabe noch beim Aufstapeln mit bereits gestapelten Elementen. Hierdurch sind Beschädigungen der Oberfläche nahezu völlig ausgeschlossen. Darüber hinaus werden durch das sanfte Abgleiten der Tafeln auf den Stapel Geräuschemissionen auf ein Minimum reduziert, was dem Gesundheitsschutz der in solchen Betrieben Beschäftigten entgegenkommt. Die Vorrichtung ist sehr flexibel einsetzbar und läßt sich leicht an unterschiedliche Bearbeitungsmaschinen (Abgabegeschwindigkeit, Arbeitshöhe) sowie örtliche Gegebenheiten (Entfernung zwischen Bearbeitungsmaschine und Stapelort) anpassen. Da das Band kontinuierlich bewegt wird mit möglichen Geschwindigkeiten von 25-30 m/min und bereits beim Zurückfahren neue Bleche übernehmen kann, wird eine höhere Stapelgeschwindigkeit erreicht, als bei zahlreichen heute üblichen Fall- oder Pneumatikstaplern. Die Vereinigung von Transport- und Stapelvorrichtung in einem schließt Abstimmungsprobleme aus. Der Platzbedarf ist durch den Wegfall einer separaten Stapelvorrichtung gering. Durch Auswahl eines besonders raumsparenden Speichers für das Förderband kann er sogar erheblich geringer gehalten werden.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Ausgangsstellung,

Fig. 2 die Vorrichtung während des Blechtransports,

Fig. 3 die Vorrichtung in Blechablagestellung.

In einem Stahlservicezentrum werden auf einer Schere 2 direkt vom Band Bleche 3 auf die vom Abnehmer gewünschten Abmessungen, vorzugsweise im Bereich von 0,5 m bis 4 m Länge, zurecht­ geschnitten. Die von der Schere 2 ablaufenden Bleche 3 werden ruck- und stoßfrei vom Förderband 1 der Transport- und Stapeleinrichtung übernommen. Das Band 1 läuft mit der Tischabgabegeschwindigkeit der Schere 2. In einer bevorzugten Ausführungsform läuft das endlose Band 1 über Stütz- und Umlenkrollen in einem U-förmigen Gestell 7, 9, 11 mit waage­ rechten, von der Blechbearbeitungsanlage 2 wegweisenden Schenkeln 7 und 9. Der obenliegende Schenkel 7 in Tisch­ abgabehöhe stellt das Transportteil dar, der untenliegende 9 den Bandspeicher. Durch die axial verschiebbare Anordnung der Endrolle 6 im Transport- und 8 im Speicherbereich kann die Länge des Transportteils variiert und örtlichen Gegebenheiten, wie Abstand Schere - Ablage, angepaßt werden. In erster Linie jedoch wird durch das mögliche Verkürzen der Abwurfstelle des Förderbandes 1 bei aufliegendem Blech 3 das erfindungsgemäße besonders schonende Ablageverfahren realisiert. Als Antrieb dienen an geeigneter Stelle am Haltegerüst angebrachte Motoren 5 und 10, die über Zugspindeln die Rollen 6 und 8 in den Führungsbahnen des Gestells 7 und 9 bewegen. Die übrigen Umlenkrollen sind fest mit dem in den Figuren nur angedeuteten Gestell 7, 9, 11 verbunden. Bei Auslegung der Anlage für große Transportlängen oder bei höheren Werkzeuggewichten sind zum Zwecke des Abstützens des Bandes zusätzliche Stützrollen erforderlich. Die Stützrollen (nicht dargestellt) sind beweglich im Gestell 7, 9, 11 geführt und in ihrer Bewegung an den Bewegungsablauf der Endrolle 6 gebunden. Bei ausfahrender Endrolle 6 stützen sie das Transportband 1, während des Rückfahrvorgangs werden sie über eine bogenförmige Führung 11 zwischen den fixen Umlenkrollen hindurch in den Speicher 9 geführt. Der Stapeltisch 4 befindet sich in dem Bereich zwischen vorderer und hinterer Endstellung des Transportbandes. Zur Einhaltung eines stets gleichbleibenden vertikalen Abstandes zwischen Blechtransportbahn 1 und Ablageort kann die Ablage­ plattform 4 als Hubtisch ausgebildet sein. In kinematischer Umkehr ist natürlich auch eine schrittweise Anpassung der Fördereinrichtung an die zunehmende Stapelhöhe denkbar.

Es ist selbstverständlich, Endrolle 6 mit einem möglichst geringen Durchmesser auszustatten, um den vertikalen Abstand der Abwurfstelle zum Ablageort klein zu halten.

Auf das Signal eines Sensors (nicht dargestellt), daß die Schere 2 ein zu stapelndes Blech 3 abgibt, übernimmt das Förderband 1 dieses mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Tischabgabe­ geschwindigkeit der Schere 2 ist und transportiert es zur Endstellung über dem Ablagetisch 4. Dabei bewegt der Antrieb 5 die Endrolle 6 aus ihrer Ausgangsstellung so lange in Transport­ richtung, bis sich das Blech 3 etwa senkrecht über dem Ablageort befindet. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 6 ist dabei gleich der halben Transportbandgeschwindigkeit, d. h. die innere Bandlage bleibt in dieser Phase geschwindigkeitslos. Da die Länge des endlosen Förderbandes 1 unverändert bleibt, wird mit der Vorwärtsbewegung von Rolle 6 über die äußere Bandlage die Endrolle 8 des Bandspeichers in einem der Vorwärtsbewegung von Rolle 8 entsprechenden Maße in ihrer horizontalen Führungsbahn im Gestell 9 zurückgezogen.

Beim Ablagevorgang werden die Bewegungsabläufe umgekehrt. Antrieb 10 zieht nunmehr Endrolle 8 mit einer Geschwindigkeit, die niedriger als die vorangegangene Transportgeschwindigkeit sein kann, in deren Ausgangsstellung zurück. Endrolle 6 gleitet zurück und verkürzt die geschwindigkeitslose äußere Bandlage. Dem ruhenden Blech 3 wird zunehmend die Unterlage entzogen. Nach Überschreiten des Schwerpunktes kippt das Blech 3 zunächst ab, nähert sich im weiteren Verlauf der Ablage an, um schließlich nach seiner völligen Freigabe durch das Band 1 sanft abzu­ gleiten.

Die Entnahme des Blechstapels kann je nach Platzverhältnissen am Standort der Anlage sowohl in Transportrichtung durch das offene Haltegerüst als auch quer dazu von beiden Seiten zwischen den Auslegern 7 und 9 erfolgen.

Die Transport- und Ablagephasen sind in den Fig. 1-3 in ihrer Abfolge dargestellt.

Bezugszeichenliste

 1 Förderband
 2 Blechbearbeitungsanlage
 3 Blech
 4 Ablagetisch
 5 Antrieb für Rolle 6
 6 Endrolle des Transportteils
 7 Führungsbahn des Haltegestells für Rolle 6
 8 Endrolle des Bandspeichers
 9 Führungsbahn des Haltegestells für Rolle 8
10 Antrieb für Rolle 8
11 Führungsbahn des Haltegestells für Stützrollen

Claims (5)

1. Verfahren zum schonenden Transportieren und Stapeln von flachen Werkstücken, die nacheinander aus einer Bearbeitungs­ anlage, bspw. einer Blechschere, abgegeben werden und mittels einer Fördereinrichtung einem Stapel zugeführt und geordnet übereinander abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bearbeitungsanlage verlassendes Werkstück mit gleich­ bleibender Geschwindigkeit von der Fördereinrichtung erfaßt und in etwa horizontaler Transportlinie bis zu einer Stelle transportiert wird, die über seinem Stapelort liegt, die Horizontalgeschwindigkeit auf Null verringert und dem Werkstück fortschreitend entgegengesetzt zur Transportrichtung die Unterlage entzogen wird, es dabei über seine Vorderkante in die tiefer liegende Ablageebene abkippt, sich dort abstützt und durch weiteren Entzug der Transportunterlage sich der Ab­ lage bis zum vollständigen Aufliegen annähert.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Werkzeugbearbeitungs­ einrichtung nachgeordnete Bandfördereinrichtung mit endlosem Förderband (1) aus einem Haltegerüst mit einem unmittelbar an die Bearbeitungsanlage anschließenden, bis über den Ablagetisch (4) hinwegreichenden horizontalen Ausleger besteht, das Halte­ gerüst ortsfeste Umlenkrollen besitzt, um die äußere und innere Bandlage vom Ausleger in einem tiefer liegenden Speicher zu führen, und der Ausleger eine in einer geradlinigen Führungsbahn (7) bis über den Ablagetisch (4) hinweg verschiebbare Endrolle (6) aufnimmt, wobei ein auf die Endrolle (6) einwirkender Antrieb (5) das mit dem Werkstück (3) belastete Transportband (1) ausfährt, und ein auf den Bandspeicher wirkender Antrieb (10) das Transportband verkürzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandfördereinrichtung zwei parallele, in unterschiedlichen Ebenen liegende, horizontale Ausleger aufweist, ein Ausleger das Förderband (1) oberhalb des Ablagetisches (4) führt und dem Transport der abzulegenden Werkstücke dient, der zweite Ausleger unterhalb der Ebene des Tisches (4) als Bandspeicher fungiert, und das Endlosband (1) in einer äußeren und einer inneren Bandlage über ortsfeste Umlenkrollen die Ausleger verbindet, wobei beide Ausleger in geradliniger Bahn (7) und (9) beweglich geführte, gegenläufige mit einem Antrieb ausgerüstete Endrollen (6) und (8) aufnehmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stützrollen für das Transportband sowohl mit der Endrolle (6) als auch untereinander über Abstandshalter gelenkig miteinander verbunden sind und aus dem Transportteil (7) in einer bogen­ eförmigen Führung (11) zwischen den fixen Umlenkrollen der äußeren und inneren Bandlage hindurch in den Speicher (9) geführt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablagetisch (4) heb- und senkbar ist.