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Title:
DEVICE FOR THE STACKING OF FLAT MATERIALS IN A PILE HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/040021
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for the stacking of flat materials in a pile housing, arranged against a stop wall (15), whereby the material (19) is introduced at an acute angle (A) to the longitudinal direction of a pile support (14) onto the same or onto the most recently stacked material piece, against the stop wall (15), by means of a transport means (10,11,12,13), with a stack roller (1), which may be displaced in the direction of stacking and a sensor (7), for the continuous measurement of the stacking pressure. The stack roller (4) is tensioned by a spring element (3) and can be deflected sufficiently to form a gap between the partial pile (18) and the stacking roller (1), wide enough for the material to be stacked (19), even with an incompressible partial pile. The spring characteristics for the spring element (3) can be embodied such that the stacking pressure on stacking will only increase to the point where the corresponding material piece (19) reaches the stop wall (15).

Inventors:
SCHERERZ HOLGER (DE)
ZIMMERMANN ARMIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/012110
Publication Date:
May 06, 2005
Filing Date:
October 27, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHERERZ HOLGER (DE)
ZIMMERMANN ARMIN (DE)
International Classes:
B65H31/06; B65H31/10; (IPC1-7): B65H31/10; B65H31/06
Foreign References:
US5224697A1993-07-06
US5253859A1993-10-19
US4509739A1985-04-09
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Einrichtung zum Stapeln flacher Güter in eine Stapelauf nahme, ausgerichtet an einer Anschlagwand (15), mit einem in Stapelrichtung verfahrbaren Unterflurband (17) und ge stützt durch eine verfahrbare Stapelstütze (14), wobei die Güter (19) unter einem spitzen Winkel zur Längsrich tung der Stapelstütze (14) auf diese oder das letzte schon eingestapelte Gut bis zur Anschlagwand (15) durch ein Transportmittel (10,11, 12,13) geleitet werden, mit einer in Stapelrichtung verschiebbaren Stapelrolle (1) und mit einen Sensor (7,8) zur Messung des Stapeldruckes, wobei aus der Verschiebebewegung der Stapelrolle oder de ren Lagerung das Messsignal ermittelt wird und wobei an den Sensor (7,8) eine mit dem Antrieb des Unterflurban des (17) und mit dem Antrieb der Stapelstütze (14) ver bundene Einrichtung (9) zur Regelung des Stapeldrucks an geschlossen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die verschiebbar gela gerte Stapelrolle (4) durch ein Federelement (3) vorge spannt ist und soweit ausweichen kann, dass auch bei ei nem inkompressiblen Teilstapel für das einzustapelnde Gut (19) eine ausreichend große Lücke zwischen dem Teil stapel und der Stapelrolle (1) entsteht und die Feder kennlinie des Federelementes (3) derart ausgebildet ist, dass der Stapeldruck beim Einstapeln nur soweit erhöht wird, dass das jeweilige Gut (19) sicher bis zur An schlagwand (15) gelangt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass die Stapelrolle (1) auf einer Line areinheit drehbar gelagert ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass die Stapelrolle (1) auf einer Schwinge (2) drehbar gelagert ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass die Schwinge (2) so lang ist, dass die Bewegung der Stapelrolle (1) annähernd linear ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass der Sensor (7,8) zur Messung des Stapeldruckes ein mit dem Federelement in Reihe geschal teter Kraftsensor (8) ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass der Sensor (7,8) zur Messung des Stapeldruckes einen Wegaufnehmer (7) besitzt, wobei aus dem Weg und der Federkennlinie der Stapeldruck ermittelt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass ein einstellbarer Anschlag (4) vor gesehen ist, gegen den die Schwinge (2) mittels Feder kraft in der Ruhestellung gedrückt wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass ein zweiter Anschlag (5) zur Begren zung der Stapelrollenverschiebung vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 und/oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass die Anschläge (4 und/oder 5) gedämpft ausgeführt sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass am Trageelement (2) der Stapelrol le (1) ein Dämpfungselement (6) angreift.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass die Stapelrolle (1) angetrieben ist, wobei ihre Umfangsgeschwindigkeit während der Einstapel phase annähernd der Transportgeschwindigkeit der Güter entspricht.
12. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, dass mehrere verschiebbar gelagerte Sta pelrollen (1) mit Sensoren (7,8) zur Messung des Stapel druckes an verschiedenen Stellen über die Höhe des je weils letzten Gutes des Stapels vorgesehen sind.
Description:
Beschreibung Einrichtung zum Stapeln flacher Güter in eine Stapelaufnahme Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stapeln flacher Güter in eine Stapelaufnahme nach dem Oberbegriff des Anspru- ches 1.

Güter stark unterschiedlichen Formates und unterschiedlicher Dicken sollen exakt auf zwei Kanten ausgerichtet werden.

Für jedes einzustapelnde Gut ist die Kraft des Stapels gegen die Stapelrolle (Stapeldruck) optimal einzustellen, so dass jedes Gut bis zur Anschlagwand gelangt und seine Vorder-und Unterkante in einer Linie zu den bereits eingestapelten Gü- tern ausgerichtet ist. Die Stellgröße für die Regelung des Stapeldrucks an der Stapelrolle ist der Vorschub der verfahr- baren Stapelstütze und des verfahrbaren Unterflurbandes.

Durch das Einstapeln eines Gutes steigt der Stapeldruck an und kann durch das Wegfahren des Stapels von der Stapelrolle, ausgeführt durch den Vorschub des Unterflurbandes und/oder der Stapelstütze, wieder optimal eingestellt werden.

Um den Stapeldruck zu regeln, ist es notwendig, diesen zu messen.

Nach dem Stand der Technik befinden sich an der Stapelwand im umliegenden Bereich der Stapelrolle eine oder mehrere Mess- einrichtungen. So wird in der DE 195 47 292 AI ein Zwischen- stapler beschrieben, bei dem zur Stapeldruckmessung in der Nähe der Stapelrolle ein oder mehrere angefederte Hebel ange- ordnet sind, auf die der Sendungsstapel drückt. Die Hebel be- tätigen Schalter, die Schaltsignale für die Antriebe der Sta- pelstütze und des Unterflurbandes abgeben. Sobald ein be- stimmter Mindestdruck auf den oder die Hebel wirkt, wird ein Signal zum Verfahren des Unterflurbandes und der Stapelstütze von der Stapelrolle weg ausgelöst. Wird ein bestimmter Min- destdruck unterschritten, verbleibt das Unterflurband mit der Stapelstütze in der nun eingenommenen Position.

Für das optimale Einstapeln eines Gutes ist in erster Linie die Kraft zwischen dem Stapel und der Stapelrolle ("Stapel- druck") maßgebend, weil von diesem direkt die Höhe der Rei- bung zwischen dem Gut und der Stapelrolle abhängig ist und weil die den Transport des Gutes bewirkende Kraft über die Stapelrolle auf das Gut ausgeübt wird.

Die vorbekannte Lösung ermöglicht eine Messung des Druckes zwischen dem Stapel und einem oder mehreren Anlagepunkten des Stapels (Hebel) an der Stapelwand im umliegenden Bereich der Stapelrolle (also an den Kraftmesseinrichtungen, die nur ei- nen Kraftnebenschluss zu dem funktionsrelevanten Kraftfluss über die Stapelrolle darstellen). Somit ist eine direkte Mes- sung des Stapeldruckes nicht möglich, sondern nur eine indi- rekte Messung des Stapeldruckes über den gemessenen Kraftne- benschluss.

In der DE Akz. 102 38 952.6 wird eine genauere Messung ermög- licht, weil der Stapeldruck direkt über die Stapelrolle er- fasst wird.

Die bekannte Lösung setzt jedoch voraus, dass der für jedes einzustapelnde Gut benötigte Platz entweder aus einer genü- genden Kompressibilität des vorhandenen Teilstapels oder aber durch ein vorheriges Verfahren des Teilstapels geschaffen wird. Ist die Kompressibilität des Teilstapels nicht gegeben, weil sie guttypabhängig ist, steigt der Stapeldruck im Moment des Einstapelns überproportional an, wodurch das Einstapeln negativ beeinträchtigt wird.

Bei einem vorherigen Verfahren des Teilstapels nach DE Akz 102 23 349.7 ist der gewählte Verfahrweg kleiner als die ermittelte Dicke des einzustapelnden Gutes. Für die Reduzie- rung des gemessenen Dickenwertes wird von einer durchschnitt- lichen Kompressibilität des Teilstapels ausgegangen. Weicht diese aber von dem angenommenen Wert erheblich ab, kommt es

dennoch zu einem überproportionalen Ansteigen des Stapeldru- ckes.

Wird zur Vermeidung dieses Effektes, wie auch in EP 0743269 B1 der Teilstapel um den vollen ermittelte Betrag der Dicke + Sicherheitszuschlag (Messungenauigkeiten) von der Stapelstelle weg gefahren, wird kurzzeitig die Stützfunktion der Stapelrolle aufgegeben. Es kommt besonders bei großforma- tigen Gütern zum Kippen des Stapels welches die Qualität des Gutstapels dramatisch beeinflusst.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrich- tung zum Stapeln flacher Güter zu schaffen, die auch bei hin- sichtlich ihrer Dicke stark unterschiedlichen und/oder in- kompressiblen Gütern den Stapeldruck so regelt, dass sich im- mer die festgelegten Kraftverhältnisse an der Stapelrolle einstellen und die Stapelstützfunktion beibehalten wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An- spruches 1 gelöst.

Die verschiebbar gelagerte Stapelrolle ist durch ein Feder- element vorgespannt und kann soweit ausweichen, dass auch bei einem inkompressiblen Teilstapel für das einzustapelnde Gut eine ausreichend große Lücke zwischen dem Teilstapel und der Stapelrolle entsteht. Die Federkennlinie des Federelementes ist derart ausgebildet, dass der Stapeldruck beim Einstapeln nur soweit erhöht wird, dass das jeweilige Gut sicher bis zur Anschlagwand gelangt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen dargestellt.

Vorteilhaft zur Verschiebung der Stapelrolle genau in Stapel- richtung ist es, wenn die Stapelrolle auf einer Lineareinheit drehbar gelagert ist.

Für eine kostengünstige Lagerung der Stapelrolle ist es vor- teilhaft, wenn die Stapelrolle auf einer Schwinge drehbar ge- lagert ist.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Schwinge so lang ist, dass die Bewegung der Stapelrolle annähernd linear ist.

Der Sensor zur Messung des Stapeldruckes kann als mit dem Fe- derelement in Reihe geschalteter Kraftsensor oder als Wegauf- nehmer ausgeführt sein, wobei aus dem Weg und der Federkenn- linie der Stapeldruck ermittelt wird.

Vorteilhaft ist es auch, einen einstellbaren Anschlag vorzu- sehen, gegen den die Schwinge mittels Federkraft in der Ruhe- stellung gedrückt wird. Diese Position ist bei bekannter Fe- derkennlinie geeignet für eine Kalibrierung des Sensors.

Um den Maximalhub der Stapelrolle zu begrenzen, ist vorteil- haft ein zweiter Anschlag vorgesehen.

Für ein geräuschreduziertes Arbeiten der Einrichtung ist es vorteilhaft, die Anschläge gedämpft auszuführen.

Da es sich bei der beschriebenen Einrichtung um ein schwin- gendes System handelt, kann ein zusätzliches Dämpfungsele- ment, vorteilhaft ungewünschte, mit der hohen Dynamik des Systems verbundene Schwingungseffekte verhindern.

Vorteilhaft ist es auch, die Stapelrolle angetrieben auszu- führen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Stapelrolle wäh- rend der Einstapelphase annähernd der Transportgeschwindig- keit der einzustapelnden Güter entspricht.

Durch die Kombination aus mehreren übereinander angeordneten Stapelrollen, jeweils mit Schwinge und Sensor, ist es möglich über die Guthöhe differierende Stapeldrücke zu detektieren und geeignet zu reagieren.

Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen FIG 1 eine schematische Draufsicht der Stapelein- richtung mit Wegsensor FIG 2 eine schematische Draufsicht der Stapelein- richtung mit Kraftsensor Wie in FIG 1,2 dargestellt ist die Stapelrolle 1 in Richtung des zu erzeugenden Gutstapels 18 verschiebbar angeordnet.

Dieses ist über eine Schwinge 2 realisiert. Möglich ist auch eine Linearanordnung.

Die Stapelrolle 1 wird in der Ruhestellung mittels einer Fe- der 3 mit einer definierten Federkennlinie in Richtung eines Anschlages 4 positioniert. Dieser Anschlag ist einstellbar, wodurch ein Kalibrieren des Sensors ermöglicht wird.

Einfahrende Güter 19 bewirken je nach Dicke ein mehr oder we- niger starkes Verschieben der Stapelrolle 1. Die Größe der Verschiebung erzeugt einen Anstieg der Reaktionskraft der Fe- der 3 und damit des Stapeldruckes. Bei entsprechender Ausle- gung der Federkennlinie ist es gewährleistet, dass dabei der Stapeldruck nur in einem solchen Maße ansteigt, dass alle Gü- ter sicher bis zur Anschlagwand gelangen.

Ein weiterer Anschlag 5 verhindert ein Überschwingen der Sta- pelrolle 1 beim Einfahren von insbesondere dickeren Gü- tern 19.

Zur Vermeidung ungewollter Schwingungen ist an der Schwinge 2 ein Dämpfungselement 6 angebracht.

Wie FIG 1, 2 zu entnehmen, werden die Güter 19 nacheinander und eingeklemmt zwischen Stapelriemen 11,12 in stehender Po- sition in Richtung Stapelrolle 1 transportiert. Damit das Einstapeln erfolgen kann, wird der in Richtung Teilstapel 18 gerichtete Transportriemen 12 vor der Stapeleinrichtung über

eine Umlenkrolle 13 umgelenkt, wogegen der andere Stapelrie- men 11 erst direkt vor der Stapelrolle 1 über eine Umlenkrol- le 10 umgelenkt wird. Das Gut 19 wird aufgrund seiner kineti- schen Energie und durch Reibungskräfte an dem Stapelriemen 11 entlang zur Stapelrolle 1 an die dort befindliche Stapelstüt- ze 14, wenn noch kein weiteres Gut eingestapelt wurde, oder gegen das zuletzt eingestapelte Gut des Teilstapels 18 in ei- nem spitzen Winkel A geleitet und dann zwischen diesen und der Stapelrolle 1 gehalten.

Zur Unterstützung dieses Vorganges besitzt die Stapelrolle 1 einen Direktantrieb 16. Die Umfangsgeschwindigkeit der Sta- pelrolle 1 entspricht während der Einstapelphase der Trans- portgeschwindigkeit der einzustapelnden Güter 19.

Der Stapeldruck, der sich zwischen dem ersten Gut des Stapels und der Stapelrolle 1 bildet, muss dabei so groß sein, dass jedes Gut sicher zwischen der Stapelrolle 1 und der Stapel- stütze 14 bzw. dem obersten Gut des Stapels bis zur Anschlag- wand 15 gelangt, an der die kinetische Restenergie des Gutes abgebaut wird. Die Stapelrolle 1 wird durch einfahrende Gü- ter 19 in Abhängigkeit der Gutdicke und der Stapelkompressi- bilität mehr oder weniger verschoben, damit beim Einstapeln eines Gutes 19 der Stapeldruck nicht zu hoch wird. Der sich dabei einstellende geringfügig, entsprechend der Federkennli- nie der Feder 3, erhöhte Stapeldruck wird gemessen und durch Verfahren der Stapelstütze 14 und/oder des Unterflurbandes 17 und damit des Teilstapels 18 wieder auf den Sollwert einge- stellt (nachgeregelt).

Für die Messung des Stapeldruckes ist ein geeigneter Sensor zur Erfassung des Stapeldruckes als Reaktionskraft der Sta- pelrolle 1 vorgesehen. Der Sensor kann ein Wegaufnehmer 7 im Bereich der Schwinge 2 sein, der mit Hilfe der Federkennlinie den Stapeldruck ermittelt (FIG 1) und der Steuerung 9 zu- führt. Eine andere, in FIG 2 dargestellte Möglichkeit ist ein mit der Feder 3 in Reihe geschalteter Kraftsensor.