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I. Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen Transportriemen in allen Ausführungen
und insbesondere Transportriemen, bei denen die zu transportierenden Produkte
mittels eines Vakuums („Saugluft”) an der Oberfläche des
Transportriemens gehalten werden.
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II. Technischer Hintergrund
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Werden
zum Transport von Produkten endlos umlaufende Transportriemen/bänder verwendet, so
besteht ein allgemein bekanntes Problem darin, dass die üblicherweise
aus einem flexiblen Material bestehenden Riemen aufgrund innerer
Spannungen, die nicht vorhersehbar sind, dazu neigen, sich am Riemenrand
zu verformen, d. h. sich aus der geplanten Transportebene heraus
anheben oder absenken.
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Dieser
auch als „Schüsseln” oder „Schüsseleffekt” bekannte
Vorgang kann bereits im ungespannten Zustand der Riemen vorhanden
sein oder auch erst durch das Anlegen einer Spannung beim Anbringen
des Riemens auf seiner Umlaufbahn auftreten.
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Das
Schüsseln
des Riemens kann zu erheblichen Problemen beim Transport der Produkte
führen,
da diese nicht mehr auf einer theoretisch definierten, ebenen Fläche aufliegen.
Auch können
die aus der Transportebene herausragenden Riemenränder zu
einem erhöhten
Verschleiß der
Riemen oder der Bauteile, an denen der Riemenrand unbeabsichtigterweise
anliegt, führen.
Gegebenenfalls kann es sogar zu erheblichen Beschädigungen
der Transportsystems kommen, falls sich z. B. ein aus der Transportebene
herausragender Riemenrand in einer Führung verklemmt o. ä..
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Nach
den derzeit bekannten Lösungsansätzen wird
versucht, ein Schüsseln
des Transportriemens zu vermeiden bzw. zu minimieren, indem die Spannung,
mit dem der Riemen auf seine Umlaufbahn gespannt ist, erhöht wird.
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Dies
führt jedoch
nur zu unbefriedigenden Ergebnissen. Zum einen kann ein stärkeres Spannen des
Riemens auch den gegenteiligen Effekt, also ein verstärktes Schüsseln, hervorrufen,
so dass ein Schüsseln
ggf. nicht vollständig
vermieden werden kann. Zum Anderen führt ein stärkeres Spannen des Riemens
zu einer erhöhten
Reibung und somit einem erhöhten
Verschleiß des
Riemens und sonstiger Bauteile.
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Auch
eine weitere Alternative, die darin besteht, den Riemen einer relativ
aufwändigen
Temperaturbehandlung zu unterziehen, um die Eigenspannung und somit
den Schüsseleffekt
zu beseitigen, hat sich als unzureichend herausgestellt, da kein
exakt vorhersehbares Ergebnis erzielt werden kann.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Transportsystem
mit einem Transportriemen bzw. ein Verfahren zum Betreiben eines
entsprechenden Transportsystems zu schaffen, bei dem ein Schüsseln des
Transportriemens im Randbereich vermindert wird, ohne dass hierbei
die oben genannten, aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile auftreten.
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b) Lösung
der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß werden
demzufolge ein Transportsystem mit einem umlaufenden Transportriemen
bzw. ein Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden Transportsystems
vorgeschlagen, wobei auf der Oberfläche des Transportriemens zu transportierende
Produkte transportierbar sind und bei dem wenigstens ein Randbereich
des Transportriemens zumindest in dem Abschnitt des Riemenumlaufs,
in dem Produkte von dem Transportriemen transportiert werden, durch
Beaufschlagen des Randbereichs des Riemens mit einem Unterdruck derart
zur Anlage an eine im Wesentlichen flache Ebene gebracht wird, dass
die gesamte Oberfläche des
Transportriemens eine ebene Transportfläche bildet.
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Um
dies zu erreichen umfasst das erfindungsgemäße Transportsystem eine entsprechende Unterdruckanlagevorrichtung.
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Bevorzugt
erfolgt eine erfindungsgemäße unterdruckbedingte
Anlage des Transportriemens in beiden Randbereichen des Transportriemens,
d. h. es werden beide Randbereiche des Transportriemens von der
Unterdruckanlagevorrichtung durch Beaufschlagen mit einem Unterdruck
derart zur Anlage an eine im Wesentlichen ebene Fläche gebracht, dass
die gesamte Oberfläche
des Transportriemens eine ebene Transportfläche bildet.
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Zur
Beaufschlagung des Riemens mit Unterdruck kann die Unterdruckanlagevorrichtung
vorteilhafterweise einen Unterbau umfassen, auf dem der Transportriemen
zumindest mit seinen beiden Randbereichen aufliegt. Der Unterbau
weist hierbei in den jeweiligen Auflagebereichen des Transportriemens jeweils
eine im Wesentlichen ebene Fläche
auf, in der Durchgangsöffnungen
(Sauglöcher)
eingebracht sind, die mit Unterdruck beaufschlagbar sind, wodurch
die den Öffnungen
jeweils gegenüberstehenden
Randbereiche des Transportriemens aufgrund der durch den Unterdruck
vermittelten Saugwirkung zur Anlage an den Auflagebereichen bringbar
sind.
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Die
Anzahl und/oder Verteilung der Sauglöcher in den Auflagebereichen
sowie das Ausmaß des Unterdrucks,
mit dem die Sauglöcher
beaufschlagt werden, können
hierbei an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst
werden, wobei ggf. ein Kompromiss zwischen vermindertem Schüsseln einerseits
und erhöhter
Reibung/Vakuumleistung andererseits gewählt werden muss.
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Um
die durch den Unterdruck vermittelte Anlage des Transportriemens
zu optimieren, können mehrere Öffnungen/Sauglöcher in
den Auflagebereichen durch Nuten miteinander verbunden sein. Die Nuten
wirken dann als „Unterdrucktaschen”, da der durch
die Sauglöcher
vermittelte Unterdruck auf der gesamten offenen Oberfläche der
Nut wirken kann.
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Auf
diese Weise kann gewährleistet
werden, dass selbst bei einer überschaubaren
Anzahl an Öffnungen/Sauglöchern in
den Auflagebereichen die Riemenrandbereiche in der Transportrichtung,
d. h. der Richtung, in der die Produkte von dem Transportriemen
transportiert werden, gesehen durchgängig mit Unterdruck beaufschlagt
werden.
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Zu
diesem Zweck können
die Nuten vorteilhafterweise mit der Transportrichtung einen Winkel zwischen
10 und 80°,
vorzugsweise zwischen 30 und 60° bilden.
Natürlich
können
aber auch zur Transportrichtung parallel oder senkrecht verlaufende
Nuten verwendet werden.
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Vorzugsweise
weisen in Transportrichtung aufeinander folgende Nuten in Transportrichtung
gesehen einen Überlappungsbereich
auf, um eine kontinuierliche Anlage der Riemenrandbereiche an den Auflagebereichen
zu gewährleisten.
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Besonders
vorteilhafterweise sind hierbei jeweils zwei Sauglöcher durch
eine geradlinige Nut miteinander verbunden. Denkbar wären jedoch
auch gekrümmte
Nu ten oder abschnittsweise geradlinige Nuten, die nicht nur jeweils
zwei, sondern mehrere Sauglöcher
miteinander verbinden.
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Bei
dem in dem erfindungsgemäßen Transportsystem
verwendeten Transportriemen kann es sich in einer bevorzugten Ausführungsform
um einen Riemen handeln, auf dem die zu transportierenden Produkte
durch eine Beaufschlagung mit Unterdruck an der Oberfläche des
Riemens haltbar sind.
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Bei
derartigen „Saugriemen” oder „Saugbändern” liegt
der Riemen üblicherweise
in Querrichtung gesehen vollständig
auf den Auflagebereichen des Unterbaus, der in diesem Fall auch
als Saugkasten bezeichnet wird, auf, wobei der Transportriemen dann
zumindest in seinem mittleren Bereich Durchgangsöffnungen aufweist, um die durch
den Unterdruck, mit dem die Öffnungen
in den Auflagebereichen der Unterbauoberfläche beaufschlagt werden, bedingte
Saugwirkung an die zu transportierenden Produkte zu vermitteln.
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Typische
Anwendungsfälle
für entsprechende
Saugbandtransportsysteme sind die Herstellung von Briefhüllen oder
sonstige Anlagen/Verfahren, in denen flächige Materialen wie Etiketten
oder ähnliches
bearbeitet und transportiert werden.
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Da
die zu transportierenden Produkte hierbei nur in der Mitte des Transportriemens
gehalten werden, weist die Saugkastenoberfläche auch nur im mittleren Bereich
Sauglöcher
auf, so dass auch hier üblicherweise
das Problem des Schüsselns
auftritt.
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Erfindungsgemäß werden
in einem derartigen Fall auch im Randbereich der Oberfläche des Saugkastens
Sauglöcher
angeordnet, um den Transportriemen, der in diesem Bereich keine
Sauglöcher zum
Vermitteln einer Saugwirkung an die zu transportierenden Produkte
aufweist, an die Oberfläche des
Saugkastens anzulegen und somit einem Schüsseln entgegenzuwirken.
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Bei
Saugbandtransporten ist weiterhin auch eine Verwendung von mehreren,
beispielsweise drei Transportriemen üblich, wobei die Produkte dann normalerweise
nur auf den/dem mittleren der Transportriemen mittels durch Sauglöcher vermittelter Saugwirkung
gehalten werden. Die seitlichen Transportriemen dienen hingegen
lediglich zur Lagerung der ggf. großflächigen Produkte.
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In
diesem Fall kann erfindungsgemäß der unter
den/dem mittleren Transportriemen angeordnete Saugkasten derart
angepasst/erweitert werden, dass auch die den jeweiligen seitlichen
Transportriemen gegenüberstehenden
Oberflächen
des Unterbaus dem Saugkasten zugeordnet werden und mit Unterdruck
beaufschlagt werden können.
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Durch
Sauglöcher
in den den Randbereichen der seitlichen Transportriemen jeweils
gegenüberliegenden
Bereichen dieser Oberflächen
können die
Riemen dann wieder erfindungsgemäß mittels der
durch den Unterdruck vermittelten Saugwirkung an die Oberfläche angelegt
werden, um eine ebene Transportfläche zu gewährleisten.
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Falls
es sich bei den Transportriemen um Zahnriemen handeln sollte, so
sind vorteilhafterweise in den jeweils mit Unterdruck beaufschlagten
Randbereichen des Transportriemens keine Zähne sondern vielmehr eine glatte
Riemenoberfläche
vorhanden, um einen Abfall an Unterdruck und somit eine erhöhte Leistung
der den Unterdruck bereitstellenden Pumpeinrichtung zu vermeiden.
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In
diesem Sinne weist der entsprechende Zahnriemen dann vorzugsweise
nur in einem von den Randbereichen hinreichend beabstandeten Bereich
eine Zahnung auf.
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c) Ausführungsbeispiele
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Transportsystems
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es
zeigen:
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1 eine
teilweise weggebrochene Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Form eines Saugbandtransports mit
drei Transportriemen;
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2 Schnitt
C-C aus 1;
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3 Schnitt
D-D aus 1 und
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4 Aufsicht
auf eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit überlappenden
Nuten.
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1 zeigt
einen Saugbandtransport 1, wie er beispielsweise bei der
Herstellung von Briefhüllen oder ähnlichen,
flachen Produkten verwendet wird. Der Saugbandtransport 1 umfasst
einen mittleren Transportriemen 2 sowie zwei seitliche
Transportriemen 3, 4.
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Die
drei umlaufenden Riemen 2, 3, 4 sind
auf der Transportstrecke auf einem Saugkasten 5 gelagert.
Der Saugkasten 5 weist hierbei über die gesamte Breite der
drei Riemen 2, 3, 4 eine ebene Oberfläche 6 auf.
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Bei
den drei Riemen 2, 3, 4 handelt es sich um
Zahnriemen, wobei jedoch jeweils nur in einem mittleren Bereich
der Riemen 2, 3, 4 zwei in Umlaufrichtung
parallele Zahnreihen 7, 8 vorhanden sind. Über die
Zahnreihen 7, 8 werden die Riemen 2, 3, 4 über einen
Eingriff in ein Antriebselement reproduzierbar genau angetrieben.
Im Bereich des Saugkastens 5 greifen die Zahnreihen 7, 8 jedoch
nicht in ein Antriebelement ein, sondern liegen vielmehr in entsprechenden
Vertiefungen 9, 10 in der Oberfläche 6 des
Saugkasten 5 und gleiten beim Umlauf der Riemen 2, 3, 4 in
diesen Vertiefungen 9, 10.
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Wie
in 1 zu erkennen ist, weist lediglich der mittlere
Riemen 2 in einem vorgegebenen Muster Durchgangsöffnungen 11 auf.
Gleichzeitig weist der Saugkasten im mittleren Bereich seiner Oberfläche 6,
d. h. dem Bereich, über
dem der mittlere Riemen 2 liegt, ebenfalls Durchgangsöffnungen 12,
vorliegend in Form von länglichen
Nuten auf.
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Über eine
nicht dargestellte Vakuumanlage wird der unter der den Riemen 2, 3, 4 gegenüberstehenden
Oberfläche 6 liegende
Innenbereich 13 des Saugkastens 5 mit Unterdruck
beaufschlagt. Aufgrund der Öffnungen 12 in
der Oberfläche 6 des Saugkastens 5 und
den Öffnungen 11 im
Riemen 2 wird eine Saugwirkung vermittelt, durch die Produkte auf
dem Riemen 2 beim Transport gehalten werden können.
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Das
im mittleren Riemen 2 bestehende Muster der Durchgangsöffnungen
ist hierbei auf die Größe der jeweils
zu transportierenden Produkte sowie deren Abstand angepasst. In
einem Abschnitt, in dem üblicherweise
im Betrieb kein Produkt transportiert wird, weist der Riemen 2 demzufolge
nur eine verringerte Anzahl an Durchgangsöffnungen 11 auf, um
einen erhöhten
Abfall des Unterdrucks im Saugkasten 5 zu vermeiden.
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Auch
ist hierbei klar, dass der Riemen 2 bzw. die Saugkastenoberfläche 6 im
Bereich der Zahnreihen 7, 8 bzw. der Vertiefungen 9, 10 keine
Durchgangsöffnungen 11 bzw. 12 aufweist,
da diese nur unzureichend mit Vakuum beaufschlagbar wären.
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Die
beiden seitlichen Riemen 3, 4, deren Umlaufgeschwindigkeit
der des Riemens 2 entspricht, weisen keine Durchgangsöffnungen
auf und können
somit keine Saugwirkung an die zu transportierenden Produkte vermitteln.
Die Produkte liegen auf den Riemen 3, 4 lediglich
auf und werden von diesen unterstützend gelagert.
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Erfindungsgemäß weisen
vorliegend auch die den Randbereichen 3', 4' der außen liegenden Riemen 3, 4 gegenüberliegenden
Bereiche der Oberfläche 6 des
Saugkastens 5 Durchgangsöffnungen 14 auf, die
mit dem Innenraum 13 des Saugkastens 5 in Druckluftverbindung
stehen.
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Aufgrund
der durch die Durchgangsöffnungen 14 vermittelten
Saugwirkung werden erfindungsgemäß die Randbereiche 3', 4' der außen liegenden Riemen 3, 4 an
die Oberfläche 6 des
Saugkastens 6 angelegt, wodurch eine im Wesentlichen ebene Transportfläche T auf
den jeweiligen Oberseiten 3a, 4a der Riemen 3, 4 entsteht.
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Ohne
die durch die Durchgangsöffnungen 14 vermittelte
Saugwirkung würden
sich die Randbereiche 3', 4' der Riemen 3, 4 aufgrund
der herrschenden Spannungen aus der zur Oberfläche 6 des Saugkastens 5 parallelen
Transportfläche
T nach oben wölben,
wie es in 2 durch die gestrichelte Darstellung übertrieben
angedeutet ist.
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In
der in den 1–3 dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung sind jeweils zwei Durchgangsöffnungen 14 in der
Oberfläche 6 des
Saugkastens 5 durch ein Nut 15 miteinander verbunden.
Die Nuten 15 verlaufen hierbei in einem Winkel von ca. 30° zur Transportrichtung
R der zu transportierenden Produkte. Weiterhin verlaufen die Nuten 15 zwischen den
beiden zugehörigen
Durchgangsöffnungen 14 geradlinig
und weisen eine Breite B auf, die im Wesentlichen dem Durchmesser
D der Durchgangsöffnungen 14 entspricht.
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Vorteilhafterweise
liegen die den Randbereichen 3', 4' eines der äußeren Riemen 3, 4 jeweils
zugeordneten Durchgangsöffnungen 14 bzw.
Nuten 15 symmetrisch zur Längsachse des jeweiligen Riemens 3, 4.
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Der
durch die Durchgangsöffnungen 14 anliegende
Unterdruck wirkt hierbei auch innerhalb der Nuten 15, so
dass die Randbereiche 3', 4' der außen liegenden
Riemen 3, 4 auf der gesamten über der jeweiligen Nut 15 liegenden
Fläche
angesaugt werden. Auf diese Weise kann mit verhältnismäßig wenigen Durchgangs öffnungen 14 eine
kontinuierliche Anlage der Riemenrandbereiche 3', 4' an die Oberfläche 6 des
Saugkastens 5 erreicht werden.
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In 4 ist
eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, beispielsweise zur Verwendung mit einem
seitlichen Transportriemen 3, 4 der Transportvorrichtung 1 aus
den 1–3 in
Aufsicht und ohne Transportriemen dargestellt.
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Hierbei
sind ebenfalls jeweils zwei der in der Oberfläche 6 des Saugkastens 5 angeordneten Durchgangsöffnungen 14 durch
eine Nut 15 miteinander verbunden, wobei die Nuten 15 auch
hier einen Winkel von ca. 30° zur
Transportrichtung R bilden. Weiterhin verlaufen auch bei dieser
Ausführungsform die
Nuten 15 zwischen den zugehörigen Durchgangsöffnungen 14 geradlinig
und weisen in dem dargestellten Beispiel eine Breite B auf, die
im Wesentlichen dem Durchmesser D der Durchgangsöffnungen 14 entspricht.
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Um
die Randbereiche 3', 4' der Riemen 3, 4 mit
einer kontinuierlichen Saugwirkung beaufschlagen zu können, weisen
die Nuten 15 in Transportrichtung R des Saugbandtransports 1 gesehen
einen Überlappungsbereich Ü auf.
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Selbstverständlich könnten in
der dargestellten Ausführungsform
auch die Randbereiche des mittleren Riemens 2 mit Hilfe
entsprechender Durchgangsöffnungen 12 in
der Oberfläche 6 des
Saugkastens 5, genauer gesagt durch die vermittelte Saugwirkung
zur Anlage an der Oberfläche 5 gebracht
werden. In diesem Fall würden
die Randbereiche des mittleren Riemens 2 keine Durchgangsöffnungen 11 aufweisen
und die Produkte entsprechend nur im mittleren Bereich des Riemens 2 durch
Unterdruckberaufschlagung gehalten werden.
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- 1
- Transportsystem
- 2
- mittlerer
Riemen
- 3
- äußerer Riemen
- 3'
- Randbereiche
von 3
- 4
- äußerer Riemen
- 4'
- Randbereiche
von 4
- 5
- Saugkasten
- 6
- Oberfläche von 5
- 7
- Zahnreihe
- 8
- Zahnreihe
- 9
- Vertiefung
in 6
- 10
- Vertiefung
in 6
- 11
- Durchgangsöffnung in 2
- 12
- Durchgangsöffnung in 6
- 13
- Innenraum
von 5
- 14
- Durchgangsöffnung in 6
- 15
- Nuten
- B
- Breite 15
- D
- Durchmesser 14
- Ü
- Überlappungsbereich
- T
- Transportebene
- R
- Transportrichtung