Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Stapeln lamellenartiger Produkte zu einem geraden, zylinderförmigen Stapel mit einer Ober- und einer Unterseite sowie mindestens zwei im Abstand zueinander angeordneten

Seitenflächen. Der Stapel weist ferner eine Vorder- und eine Rückseite auf.

Derartige Stapelaufgaben übereinstimmender Produkte ergeben sich beispielsweise beim Zusammenfügen der Kernpakete von Transformatoren oder der Lamellen von Kupplungen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bereits beim Stapeln eine gewünschte Vorspannung in dem Stapel zu erzeugen, die auch beim Hinzufügen einzelner Produkte aufrechterhalten werden kann. Der vorgespannte Stapel soll mit einer Entnahmevorrichtung unter Aufrechterhaltung der Vorspannung aus der Vorrichtung entnehmbar sein.

Die vorstehende Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass die lamellenartigen Produkte entgegen der Schwerkraft von unten nach oben in ein Stapelnest gehoben werden, dass die Produkte unter Kraftbeaufschlagung zumindest auf die Seitenflächen des Stapels gegen ein Absacken in Richtung der Schwerkraft in dem Stapelnest gehalten werden und unter Aufrechterhaltung der Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen weitere Produkte von der Unterseite dem Stapel in dem Stapelnest hinzugefügt werden.

Die Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen der Produkte erzeugt in dem im Wesentlichen senkrechten Stapel quer zur Richtung der Schwerkraft eine Vorspannung, die den Stapel auch beim Hinzufügen weiterer Produkte zusammenhält. Dem Stapelnest werden weitere Produkte ausschließlich von der Unterseite hinzugefügt.

Zusätzlich kann insbesondere mit Hilfe eines Sperrelementes nach Art einer Sperrklinke eine Haltekraft auf die Unterseite des Stapels ausgeübt werden, um ein Absacken des Stapels in dem Stapelnest zu verhindern. Die zusätzliche Haltekraft ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen nicht ausreicht, um ein Absacken des Stapels während des gesamten Stapelvorgangs sicher zu verhindern .

Bei dem Hinzufügen weiterer Produkte werden die lamellenartigen Produkte aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften geringfügig gestaucht, wodurch in dem Stapel in vertikaler Richtung eine Vorspannung aufgebaut wird. Die Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen der Produkte in dem Stapel wird beim Hinzufügen weiterer Produkte aufrechterhalten. Die Gegenkraft zum Aufbau der Vorspannung in vertikaler Richtung resultiert aus dem Eigengewicht der bereits im Stapelnest enthaltenen Produkte und wird insbesondere zusätzlich dadurch erhöht, dass auf den Stapel von seiner Oberseite mit einer Gegenhalteeinheit eine zusätzliche Kraft ausgeübt wird. Diese Kraft kann während des Stapelvorgangs abhängig von der Stapelhöhe fortlaufend verändert werden (z. B. durch Gewichtsbelastung mit 20, 40, 60, 80 kg) .

Die Produkte werden dem Stapelnest vorzugsweise mittels einer Hubeinrichtung hinzugefügt, die die Produkte aus einer unterhalb der Unterseite des Stapels angeordneten Produktaufnahme übernimmt und bis an die Unterseite des Stapels in dem Stapelnest anhebt. Die Produktaufnahme kann beispielsweise als Drehtisch ausgeführt sein, an dessen Umfang Produktnester für die lamellenartigen Produkte angeordnet sind. Jedes Produktnest trägt mindestens ein hinzuzufügendes lamellenartiges Produkt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Hubeinrichtung gleichzeitig mehrere Produkte aus dem Produktnest der Produktaufnahme übernimmt und in das Stapelnest anhebt.

Sobald der Stapel die gewünschte Höhe erreicht hat, wird der Stapel mit einer Entnahmevorrichtung aus dem Stapelnest entnommen. Die Entnahmevorrichtung ist beispielsweise als ei ^¬ förmiger Rahmen ausgeführt. Die freien horizontalen Schenkel des Rahmens werden an der Ober- und Unterseite des Stapels zur Anlage gebracht. Anschließend wird die Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen des Stapels und ggf. durch den Gegenhalter zeitweilig aufgehoben. Nun kann die Entnahmevorrichtung den in dem Rahmen weiterhin unter Kompressionen stehenden Stapel aus dem Stapelnest entfernen. Das Stapelnest steht für neue Stapelaufgaben zur Verfügung.

Eine Vorrichtung zum automatisierten Stapeln lamellenartiger Produkte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gekennzeichnet durch mindestens ein an jeder Seitenfläche des Stapels zur Anlage bringbares, zwischen einer unteren und einer oberen Umlenkung umlaufendes Zugmittel eines Zugmitteltriebs, wobei der Zugmitteltrieb einen Freilauf aufweist, der als Rücklaufsperre eine Abwärtsbewegung des an dem Stapel anliegenden Zugmittels unterbindet, eine in vertikaler Richtung bewegliche, auf der Oberseite des Stapels zur Anlage bringbare Gegenhalteeinheit sowie eine in vertikaler Richtung zur Unterseite des Stapels verfahrbare Hubeinrichtung für mindestens ein lamellenartiges Produkt, die zwischen einer unterhalb der unteren Umlenkung jedes Zugmitteltriebs befindlichen Übernahmeposition und einer darüber liegenden Übergabeposition verfahrbar ist.

Das Stapelnest der Vorrichtung wird durch die mindestens zwei symmetrisch angeordneten Zugmitteltriebe gebildet, wobei als Zugmittel insbesondere Transportbänder oder -ketten in Betracht kommen. Jeder Zugmitteltrieb weist einen Freilauf auf, der derart richtungsgeschaltet ist, dass die zu stapelnden Produkte nach dem Anheben in das Produktnest in Position gehalten und ein Absacken des Stapels nach dem Aufwärtshub der Hubeinrichtung verhindert wird.

Um ein Absacken des Stapels in dem Stapelnest bei nicht ausreichender Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen zu verhindern, kann die Vorrichtung mindestens ein um eine Achse drehbares Sperrelement mit einer Anschlagfläche aufweisen, die zeitweilig randseitig an der Unterseite des Stapels zur Anlage bringbar ist. Das Sperrelement untergreift mit der Anschlagfläche den Rand des Stapels an dessen Unterseite. Das vorzugsweise federbelastete Sperrelement schwenkt beim Hinzufügen weiterer Produkte kurzfristig weg und gibt die

Unterseite des Stapels frei. Sobald ein weiters Produkt dem Stapel hinzugefügt wurde, schnappt das Sperrelement aufgrund der Federbelastung zurück und die Anschlagfläche gelangt wieder unter den unteren Rand des Stapels.

Die Gegenhalteeinheit ist auf der Oberseite des Stapels zur Anlage bringbar, um von unten nach oben eine Kraft in dem Stapel aufzubringen.

Die Hubeinrichtung weist vorzugsweise eine Auflageplatte auf, die parallel zur Unterseite des Stapels ausgerichtet und zwischen einer unterhalb der unteren Umlenkung der Zugmitteltriebe befindlichen Übernahmeposition und einer darüber liegenden Übergabeposition verfahrbar ist. In der Übernahmeposition werden die von der Unterseite dem Stapel hinzuzufügenden Produkte beispielsweise aus dem Formnest des Drehtisches übernommen und in der Übergabeposition dem Stapel von der Unterseite hinzugefügt. Beim Hinzufügen gelangen die Seitenränder des Produktes, die die Seitenflächen des Stapels bilden, zwischen die symmetrisch entlang der Seitenflächen angeordneten Zugmitteltriebe. Um die Reibung des Stapels in dem Stapelnest beim Aufwärtshub der Hubeinrichtung zu mindern, können entlang der Berührflächen von Stapel und Zugmittel Stützrollen für das umlaufende Zugmittel angeordnet sein.

Die insbesondere an einer Linearführung angeordnete, vertikal bewegliche Gegenhalteeinheit kann zur Erzeugung der Gegenkraft gewichtsbelastet sein. Die Gegenkraft kann abhängig von der Stapelhöhe durch Auflegen weiterer Gewichte gesteigert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Gegenhalteeinheit in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung von einer Antriebseinheit in Richtung der Oberseite des Stapels mit Kraft beaufschlagt sein. Als Antriebseinheit kommt beispielsweise ein druckmittelbetriebener Zylinder in Betracht.

Um die Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen des Stapels zu verändern oder zeitweilig ganz aufzuheben, sind zumindest auf einer Seite des Stapels sämtliche Zugmitteltriebe mit

Mitteln zum Aufbau einer Anpresskraft des Zugmittels an der Seitenfläche des Stapels versehen. Vorzugsweise sind jedoch sämtliche Zugmitteltriebe mit derartigen Mitteln ausgestattet. Als Mittel zum Aufbau einer Anpresskraft kommen insbesondere im Bereich der Umlenkungen des Zugmitteltriebes horizontal angeordnete, druckmittelbetriebene Zylinder in Betracht. Mit den Zylindern lassen sich variable Anpressdrücke des Zugmittels entlang der Berührfläche zwischen Zugmittel und Stapel erzeugen.

Um mit der Entnahmevorrichtung nach Beendigung des Stapelvorgangs den Stapel problemlos von der Vorderseite des Stapels aus dem Stapelnest entnehmen zu können, sind zumindest auf einer Seite des Stapels sämtliche Zugmitteltriebe von der Seitenfläche des Stapels weg bewegbar. Diese Bewegung kann, einen entsprechenden Hub der Zylinder zur Erzeugung der Anpresskraft vorausgesetzt, von diesen Zylindern erzeugt werden. Vorzugsweise sind die Zugmitteltriebe zu beiden Seiten des Stapels beispielsweise durch eine Schwenkbewegung abrückbar ausgestaltet.

Die Gegenhalteeinheit umfasst eine Platte, die flächig auf der Oberseite des Stapels aufliegt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Krafteinleitung in den Stapel gewährleistet. Die Platte ist mittig von der Vorderseite des Stapels aus gesehen mit einer Aussparung für den Eingriff eines Schenkels der eiförmigen Entnahmevorrichtung vorgesehen. Der Schenkel greift in die Aussparung ein und übernimmt mit dem gegenüberliegenden, auf der Unterseite des Stapels anliegenden Schenkel die Kompression des fertigen Stapels. Zur Aufhebung der Kraftbeaufschlagung durch die

Gegenhalteeinheit wird diese in vertikaler Richtung von der Oberseite des Stapels in eine Endstellung verfahren. Des Weiteren werden die Zugmitteltriebe von den Seitenflächen des Stapels abgerückt.

Um die Führung des Stapels während des Stapelvorgangs unter Kompression zu verbessern, können in einer Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich zu den beidseitig angeordneten Zugmitteltrieben Führungsmittel, insbesondere in Form von Führungsstangen, zur Führung des Stapels zumindest an seiner Rückseite angeordnet sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt

Figur 2 eine schematische Vorderansicht der Vorrichtung ohne Hubeinrichtung sowie Figur 3 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung jedoch mit Darstellung der Hubeinrichtung,

Figur 4 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 5 eine Detailansicht der Anordnung der

Hubeinrichtung sowie

Figur 6 eine Detailansicht eines Sperrelementes für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die Vorrichtung (1) zum Stapeln lamellenartiger Produkte (2) zu einem geraden, zylinderförmigen Stapel (3) besteht im

Wesentlichen aus einem an jeder Seitenfläche (4) des Stapels (3) zur Anlage bringbaren Zugmitteltrieb (5) , einer in vertikaler Richtung beweglichen, auf der Oberseite (6) des Stapels (3) zur Anlage bringbaren Gegenhalteeinheit (7) sowie einer in vertikaler Richtung zur Unterseite (8) des Stapels (3) verfahrbaren Hubeinrichtung (9) .

Ferner ist zwischen der Hubeinrichtung (9) und der Unterseite (8) des Stapels (3) ein Drehtisch (10) angeordnet, der die Produkte zur Übergabe an die Hubeinrichtung (9) bereithält.

Ferner besitzt die Vorrichtung einen Rahmen (11) zur Aufnahme der Zugmitteltriebe (5) , der Führungen sowie der Gegenhalteeinheit (7) einschließlich deren Führungselementen.

Das Stapelnest für den Stapel (3) wird von den beiden symmetrisch angeordneten Zugmitteltrieben (5) gebildet. Jeder Zugmitteltrieb (5) weist als Zugmittel ein Transportband (12) auf, das zwischen einer unteren und einer oberen Umlenkrolle (13 a, b) umläuft. Die Umlenkrollen (13 a, b) weisen einen Freilauf (14) auf, der als Rücklaufsperre eine Abwärtsbewegung des an dem Stapel (3) anliegenden Transportbandes (12) unterbindet.

Die Zugmitteltriebe (5) sind auf Höhe der oberen und unteren Umlenkrolle (13 a, b) jeweils durch einen Querhub-Zylinder (15) an dem Rahmen (11) der Vorrichtung angeschlagen. Die Querhub-Zylinder (15) haben die Funktion, einen variablen Anpressdruck des Transportbandes (12) entlang der Berührfläche zum Stapel (3) zu erzeugen. Die synchron betätigbaren Querhub-Zylinder (15) erlauben aufgrund ihres Verstellweges (16) ein vollständiges Abrücken des Zugmitteltriebs (5) von den Seitenflächen (4) des Stapels (3) . Die beiden Transportbänder (12) dienen gemeinsam mit den beiden an der Rückseite des Stapels (3) anliegenden Führungsstangen (18) der Führung des Stapels (3) während des Stapelvorgangs. Entlang der Berührflächen zwischen Stapel (3) und Transportband (12) sind, wie insbesondere in Figur 2 angedeutet, Stützrollen (19) angebracht. Diese freilaufenden Stützrollen (19) dienen dazu, die Reibung beim Aufwärtshub des Stapels in Richtung des Pfeils (20) zu mindern. Beim

Aufwärtshub werden die lamellenartigen Produkte geringfügig gestaucht, wodurch in dem Stapel in vertikaler Richtung eine Vorspannung aufgebaut wird. Dabei kommt es zu einer geringfügigen Relativbewegung zwischen den Seitenrändern der Produkte (2) und den anliegenden Transportbändern (12) der Produkte, die durch die Stützrollen besser kontrollierbar ist. Des Weiteren tragen die Stützrollen zu einer geradlinigen Führung des Stapels (3) in vertikaler Richtung während des Stapelvorgangs bei.

Die Gegenhalteeinheit (7) umfasst einen an einer Gleitführung (21) geführten Block (22), an dem eine Gegenhalteplatte (23) befestigt ist, die auf der Oberseite (6) des Stapels (3) während des Stapelvorgangs aufliegt. Wie aus Figur 2 schematisch erkennbar, weist die Gegenhalteplatte (23) an ihrer Vorderseite eine Aussparung (24) auf, um die Entnahme des Stapels (3) nach Erreichen von dessen Soll-Höhe mit einer Entnahmevorrichtung zu ermöglichen.

Die Gegenhalteeinheit (7) belastet den Stapel mit einer Kraft, die aus ihrem Gewicht und einem insbesondere druckmittelbetriebenen Zylinder (25) resultiert. Um die Kraftbeaufschlagung durch die Gegenhalteeinheit (7) nach Beendigung des Stapelvorgangs zeitweilig aufzuheben, wird die Gegenhalteeinheit (7) mit dem Zylinder (25) in eine obere Endstellung in Richtung des Pfeils (26) verfahren.

Die Hubeinrichtung (9) besteht im Wesentlichen aus einem in z-Richtung (27) verfahrbaren Hubzylinder (28), an dessen Kolbenstange eine Druckplatte (29) befestigt ist. Zwischen der unteren Umlenkrolle (13 a) und der abgesenkten

Druckplatte (29) ist der um eine Achse (30) drehbar gelagerte Drehtisch (10) angeordnet. Am äußeren Umfang des Drehtisches (10) sind mehrere Produktnester (31) angeordnet, die beispielsweise als Durchgänge mit einem umlaufenden Rand ausgeführt sein können, auf dem die lamellenartigen Produkte (2) randseitig aufliegen. Vorzugsweise sind die Produktnester (31) als austauschbare Einsätze in dem Drehtisch (10) ausgeführt, so dass sie an unterschiedliche Produkte (2) angepasst werden können. Der Durchgang in jedem Produktnest (31) ist so groß, dass die Druckplatte (29) ihn ungehindert passieren kann. Dies erlaubt es, dass die Druckplatte (29) während ihrer Aufwärtsbewegung in z-Richtung (27) zunächst die zu stapelnden Produkte (2) bzw. das zu stapelnde Produkt (2) aus dem Produktnest (31) übernimmt und dies (e) bei Erreichen des Stapelniveaus (32) der Unterseite (8) des

Stapels (3) hinzufügt. Das Stapelniveau (32) befindet sich auf Höhe der Achsen der unteren Umlenkrollen (13 a) . Bei Erreichen des Stapelniveaus (32) gelangen die seitlichen Ränder der Produkte (2) zwischen die Transportbänder (12) der gegenüberliegenden Zugmitteltriebe (5) . Um ein Absacken des Stapels (3) in dem Stapelnest, insbesondere bei nicht ausreichender Kraftbeaufschlagung auf die Seitenflächen durch die Transportbänder (12) zu verhindern, kann die Vorrichtung (1) mindestens ein um eine Achse (39) drehbares Sperrelement (38) mit einer

Anschlagfläche (40) aufweisen, die zeitweilig randseitig an der Unterseite (8) des Stapels (3) zur Anlage bringbar ist (vgl. Figur 6) . Das Sperrelement (38) untergreift mit der Anschlagfläche (40) den Rand (41) des Stapels (3) an dessen Unterseite (8) . Die dem Stapel (3) hinzuzufügenden Produkte (2) gleiten mit ihrem hinteren, den Führungsstäben (34) zugewandeten Rand längs einer Gleitfläche (43) des Sperrelementes (38) . Das durch eine Druckfeder (43) belastete Sperrelement (38) schwenkt dadurch beim Hinzufügen weiterer Produkte (2) kurzfristig im Uhrzeigersinn um die Achse (39) und gibt die Unterseite (8) des Stapels frei. Sobald die weiteren Produkte (2) dem Stapel (3) hinzugefügt wurden, schnappt das Sperrelement (38) aufgrund der Federbelastung zurück und die Anschlagfläche (40) gelangt wieder unter den unteren Rand (41) des Stapels.

Nach Beendigung des Stapelvorgangs in einer Stapelhöhe H wird der Stapel (3) über eine nicht dargestellte Entnahmevorrichtung entnommen. Die Entnahmevorrichtung ist insbesondere als c-förmiger Rahmen ausgeführt. Der c-förmige Rahmen übernimmt von der Vorderseite den Stapel (3) aus dem Stapelnest. Ein Schenkel untergreift dabei die Unterseite (8) des Stapels (3) , während der andere freie Schenkel des ei ^¬ förmigen Rahmens der Entnahmevorrichtung in die Aussparung (24) der Gegenhalteplatte (23) eingreift und damit auf der

Oberseite (6) des Stapels zur Anlage gelangt. Von dem derart fixierten Stapel (3) wird anschließend die Gegenhalteplatte (23) mit Hilfe des Zylinders (25) in die obere Endstellung bewegt. Außerdem werden mittels der Querhub-Zylinder (15) die an der linken und rechten Seitenfläche (4) anliegenden

Zugmitteltriebe (5) von dem Stapel (3) abgerückt, um das Ausfahren des in dem c-förmigen Rahmen weiterhin unter Kompression stehenden Stapels (3) aus dem Stapelnest zu ermöglichen. Das Stapelnest steht nunmehr für eine weitere Stapelaufgabe zur Verfügung.

Figur 4 zeigt eine detailliertere Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) zum Stapeln lamellenartiger Produkte (2) . Abweichend zu der Vorrichtung nach den Figuren 1 - 3 weist der Zugmitteltrieb (5) kein Transportband, sondern eine segmentierte Kette (33) auf. Figur 4 zeigt den Stapel (3) kurz vor dem Hinzufügen mehrerer lamellenartiger Produkte (2) von unten in das Stapelnest. Der Stapel (3) ist an einem Absacken in Richtung der Schwerkraft durch die beidseitig an den Seitenflächen (4) anliegenden Ketten (33) gehindert, die Bestandteil von Zugmitteltrieben (5) mit einem Freilauf sind. Aus Figur 4 ist erkennbar, dass die an den beiden Führungsstäben (34) geführte Gegenhalteeinheit (7) mit ihrer Gegenhalteplatte (23) bündig auf der Oberseite (6) des Stapels (3) aufliegt.

Mit dem Anheben der Druckplatte (29) werden die Produkte (2) von der Produktaufnahme (35) abgehoben und von unten gegen den im Stapelnest gehaltenen Stapel (3) gedrückt, wodurch der zwischen den beiden Zugmitteltrieben (5) befindliche Stapel (3) nach oben gedrückt und komprimiert wird. Die erforderliche Gegenkraft für die Kompression des Stapels wird einerseits durch das Eigengewicht des Stapels (3) und andererseits durch die Gegenhalteeinheit (7) ausgeübt. Die Querhub-Zylinder (15) greifen bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils an einem an dem Rahmen (11) um eine senkrechte Achse in einer horizontalen Ebene schwenkbaren Tragarm (36 a, b) an, wobei an dem oberen Tragarm (36 a) die oberen und an dem unteren Tragarm (36 b) die unteren Zahnräder des Zugmitteltriebs (5) für die Umlenkung der segmentierten Kette (33) angeordnet sind. Um die an den Seitenflächen (4) anliegenden Zugmitteltriebe (5) außer Wirkung zu bringen, werden die Tragarme (36 a, b) zu beiden Seiten mittels des Querhub-Zylinders (15) um die rahmenfeste Schwenkachse weggeschwenkt.

Bezugszeichenliste