DE102008031642A1

DE102008031642A1 - Selbstkorrigierende Fördereinrichtung

Info

Publication number: DE102008031642A1
Application number: DE102008031642A
Authority: DE
Inventors: Peter Enenkel; Thomas Moser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2009-06-04
Also published as: US20090133992A1; US7770719B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine selbstkorrigierende Fördereinrichtung mit einem elastischen Förderband (F1) zum Transportieren flacher Gegenstände, insbesondere von Postsendungen. Das Förderband (F1) liegt an einer Korrektur-Rolle (1) an, die drehbar in einer Rollen-Halterung (2) gelagert ist. Die Rollen-Halterung (2) ist um eine Halterungs-Drehachse drehbar in einer ortsfesten Halterung (3) gelagert. Die ortsfeste Halterung (3) ist so angeordnet, dass zwischen der Halterungs-Drehachse und der Bandachse des Förderbands (F1) ein Winkel auftritt. Ein Verschieben des Förderbands (F1) bewirkt eine Drehung der Korrektur-Rolle (1). Diese Drehung dehnt das Förderband (F1). Die Drehung bewirkt eine rücktreibende Kraft, die das Förderband (F1) zurückverschiebt.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstkorrigierende Fördereinrichtung mit einem Förderband zum Transportieren flacher Gegenstände, insbesondere von Postsendungen.
Die Aufgabenstellung, die der Erfindung zugrunde liegt, tritt beispielsweise in Sortieranlagen für flache Postsendungen auf. Eine solche Sortieranlage transportiert eine Abfolge von Postsendungen in annähernd senkrechter Position. Jede Postsendung wird hierbei zeitweise zwischen zwei senkrecht stehenden Förderbändern eingeklemmt. Jedes Förderband ist um mindestens zwei Rollen herum geführt. Die Rollen sind drehbar auf einer Bodenplatte montiert. Die einklemmenden Förderbänder drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit und transportieren die Postsendung. Eine derartige Anordnung ist z. B. aus EP 734349 B1 oder DE 4345160 C2 bekannt.
Gewünscht wird, dass jedes Förderband in einer Sollposition um die Führungs-Rollen herum geführt ist und weder zu hoch noch zu tief über eine Führungs-Rolle läuft. Abweichungen von dieser Sollposition können zu Störungen beim Transport der Postsendungen führen.
Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 wird in GB 608907 beschrieben. Die dort beschriebene Fördereinrichtung transportiert Gegenstände auf einem waagrecht laufenden Förderband (dort: Bezugszeichen 10), das auf einer Laufrolle (dort: „idler roller 11") aufliegt. Die Laufrolle ist auf einer Welle („spindle 12") befestigt, die drehbar in einer Rollen-Halterung (15, 16, 17) gelagert ist. Die Rollen-Halterung ist drehbar mit einer ortsfesten Halterung verbunden. Diese ortsfeste Halterung umfasst eine Hülse („sleeve 21"), die schräg auf einer ortsfesten Unterlage (23) montiert ist. In die Hülse 21 ist ein Zapfen („spindle or axle 20") gesteckt. Zum Schutz vor Schmutz wird die Hülse 21 von einer weiteren Hülse („sleeve 24") umgeben, die fest mit der Rollen-Halterung verbunden ist. Anschlagelemente (25) begrenzen die mögliche Rotation der Rollen-Halterung um die ortsfeste Halterung.
Falls das waagrechte Förderband aus einer zentralen Position zur Seite wegrutscht, so dreht sich die Rollen-Halterung, so dass die Drehachse der Rolle nicht mehr senkrecht auf der Längsachse des Förderbands steht, sondern verdreht ist. Durch die schräge Lagerung der Rollen-Halterung befindet sich ihr unteres Ende – gesehen in Förderrichtung des Förderbands – vor dem oberen Ende. Dies bewirkt in Verbindung mit der Gewichtskraft eines transportierten Gegenstands eine rücktreibende Kraft, die das Förderband wieder in eine zentrale Position bewegt.
Eine weitere Fördereinrichtung mit Positionskorrektur wird in US 4,572,417 beschrieben, und zwar in der Ausführungsform von 3. Ein Förderband (dort: Bezugszeichen 12) wird um eine Rollen-Halterung herum geführt. Diese Rollen-Halterung ist U-förmig aufgebaut und umfasst zwei Schenkel 48, in denen eine Welle (22a) drehbar gelagert ist. Auf der Welle ist eine Rolle (22) drehbar gelagert, die vom Förderband umschlungen wird. Die Rollen-Halterung ist über eine weitere Welle (54) drehbar mit einer weiteren Halterung (56, 58) verbunden. Diese weitere Halterung ist fest mit einer dritten Welle (60) verbunden. Ein geregelter Motor vermag diese dritte Welle (60) und damit die weitere Halterung und die Rollen-Halterung um die Drehachse (A_c) der dritten Welle zu drehen. Dadurch vermag die Fördereinrichtung einen falschen Sitz eines Förderbands zu korrigieren.
Die in US 4,572,417 beschriebene Vorrichtung erfordert einen Motor, der die Position der weiteren Halterung und damit der Rollen-Halterung verändert, sowie einen Regler.
In EP 0874960 B1 wird eine selbstkorrigierende Fördereinrichtung für Postsendungen beschrieben. Diese Fördereinrichtung weist eine Feder auf. Diese Feder bewirkt bei einer Auslenkung des Förderbands von der Sollposition automatisch eine rückstellende Kraft, die das Förderband in die Sollposition zurücktreibt.
Diese Ausgestaltung erfordert, dass die Feder an jedes Förderband und an die Kraft, mit der das Förderband auf die Rolle einwirkt, sowie an die Balligkeit („convexity") der Rolle angepasst werden muss. Die rückstellende Kraft ist außerdem durch die Federkraft begrenzt und kann zu klein sein, um tatsächlich eine Korrektur zu bewirken.
In einem „Prospekt für LINEX Förderbandzentrierrollen", verfügbar unter http://www.vsr-industrietechnik.de/LINEX_R.31.0.html, abgerufen am 26. 10. 2007, wird eine Fördereinrichtung mit einem Förderband beschrieben, welches horizontal gelagert ist und auf Gummirippen aufliegt. Eine Auslenkung des Förderbands aus einer Sollposition bewirkt, dass die Gummirippen – evtl. in Verbindung mit der Schwerkraft – das Förderband wieder zurück in die Sollposition treiben.
Halterungen für Förderbänder werden auch in folgenden Druckschriften beschrieben:

– US 5,979,641
– FR 1435953 A
– DE 19704800 B4
– US 2,261,088 .

In diesen Druckschriften werden Dämpfungselemente beschrieben, die eine Rotation einer Rollen-Halterung dämpfen.
In US 2005/0225027 A1 wird eine Fördereinrichtung mit einer drehbar gelagerten Rolle beschrieben. Die Halterung dieser Rolle ist federnd gelagert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der die Korrektur-Rolle auch dann zurückgeschoben wird, wenn die Gewichtskraft aufgrund der Masse des För derbands und eines transportierten Gegenstands keine ausreichende rücktreibende Kraft hervorruft.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die lösungsgemäße selbstkorrigierende Fördereinrichtung weist folgende Bestandteile auf:

– ein elastisches Endlos-Förderband,
– eine Korrektur-Rolle und
– eine Halterung für die Korrektur-Rolle.

Das Förderband erstreckt sich entlang einer Bandachse. Das Förderband ist um die Korrektur-Rolle dergestalt herum geführt, dass das Förderband an einem Teil der Mantelfläche der Korrektur-Rolle anliegt.
Die Halterung umfasst eine Rollen-Halterung und eine ortsfeste Halterung. Die Korrektur-Rolle ist drehbar in der Rollen-Halterung gelagert. Die Rollen-Halterung ist so mit der ortsfesten Halterung verbunden, dass die Rollen-Halterung relativ zur ortsfesten Halterung um eine Halterungs-Drehachse drehbar ist. Die ortsfeste Halterung ist so angeordnet, dass zwischen der Bandachse des Förderbands und der Halterungs-Drehachse ein Winkel auftritt, der größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad ist.
Die lösungsgemäße Fördereinrichtung ist so ausgestaltet, dass folgende Kausalkette auftritt:

– Wird das Förderband senkrecht zur Bandachse und relativ zur Korrektur-Rolle verschoben, so wird die Rollen-Halterung mit der Korrektur-Rolle um die Halterungs-Drehachse gedreht.
– Diese Drehung der Rollen-Halterung mit der Korrektur-Rolle bewirkt, dass das elastische Förderband gedehnt wird, und zwar asymmetrisch zur Bandachse. Dank des Winkels, mit dem die ortsfeste Halterung montiert ist, wird die rücktreibende Kraft, die auf die Korrektur-Rolle wirkt, in eine erste Kraftkomponente, die von der ortsfesten Halterung aufgenommen wird, und eine zweite Kraftkomponente, die auf die erste Kraftkomponente senkrecht steht, zerlegt. Die zweite Kraftkomponente dreht die Korrektur-Rolle in der Rollen-Halterung um die Halterungs-Drehachse.
– Diese Dehnung des elastischen Förderbands ruft eine rücktreibende Kraft hervor, die auf die Korrektur-Rolle wirkt.
– Diese rücktreibende Kraft verschiebt das Förderband wieder senkrecht zur Bandachse zurück in die ursprüngliche Position relativ zur Korrektur-Rolle.

Diese Kausalkette wird vor allem dadurch bewirkt, dass die Korrektur-Rolle nicht nur um ihre eigene Symmetrieachse, sondern auch – mitsamt der Rollen-Halterung – um die Halterungs-Drehachse drehbar ist und dass die ortsfeste Halterung mitsamt der Korrektur-Rolle in der Rollen-Halterung in einem Winkel zur Bandachse angeordnet ist.
Die lösungsgemäße Fördereinrichtung erfordert keine Sensoren, die die Position des Förderbands relativ zur Rollen-Halterung messen. Weiterhin sind keine Aktoren erforderlich, die aktiv die Relativ-Position verändern. Insbesondere benötigt sie keinen Motor und keinen Sensor, um zu erreichen, dass das Förderband wieder in eine vorgegebene Sollposition relativ zur Korrektur-Rolle verschoben wird. Die lösungsgemäße Vorrichtung arbeitet vielmehr selbstkorrigierend, denn sie benötigt keine Sensorik und keine zusätzliche Aktorik.
Die lösungsgemäße Korrektur-Rolle erspart außerdem die Notwendigkeit, die Fördereinrichtung manuell zu justieren, z. B. wenn das Förderband altert und dadurch sich seine Länge ändert.
Die lösungsgemäße Fördereinrichtung bringt die rücktreibende Kraft nicht durch das Eigengewicht des Förderbands oder eines transportierten Gegenstands auf, sondern durch das elastische Förderband, das gedehnt wird und bestrebt ist, sich wieder zusammenzuziehen. Dadurch lässt sich die selbstkorrigierende Fördereinrichtung auch in Situationen einsetzen, in denen

– die Gewichtskraft eines transportierten Gegenstands keine ausreichende rücktreibende Kraft hervorruft, etwa weil die zu transportierenden Gegenstände zu leicht sind, um die rücktreibende Kraft aufzubringen,
– das Förderband eine raue Oberfläche aufweist, diese raue Oberfläche an einer Rolle anliegt und daher eine hohe rücktreibende Kraft erforderlich ist,
– die lösungsgemäße Fördereinrichtung nicht zum Transportieren eines Gegenstands, sondern zur Übertragung einer Drehung von einer Rolle auf eine andere Rolle verwendet wird oder
– ein transportierter Gegenstand nicht auf dem Förderband liegt, sondern zeitweise zwischen dem vertikal angeordneten Förderband und einem ebenfalls vertikal angeordneten Gegen-Förderband eingeklemmt wird und eingeklemmt transportiert wird.

Vorzugsweise umfasst die Fördereinrichtung zusätzlich

– mindestens eine Führungs-Rolle und
– für jede Führungs-Rolle eine Führungs-Halterung

Jede Führungs-Rolle ist rotationssymmetrisch zu einer Führungs-Drehachse. Jede Führungs-Rolle ist dergestalt in einer Führungs-Halterung gelagert, dass die Führungs-Halterung eine Veränderung der Position der Führungs-Drehachse verhindert.
Das Förderband ist um die Führungs-Rolle und um die Korrektur-Rolle dergestalt herum geführt, dass das Förderband an einem Teil der Mantelfläche der Führungs-Rolle und an einem Teil der Mantelfläche der Korrektur-Rolle anliegt.
In dieser bevorzugten Ausgestaltung führt die Führungs-Rolle das Förderband in einer gewünschten Lage. Die Korrektur-Rolle wird ausschließlich dazu eingesetzt, das Förderband in einer vorgegebenen Sollposition relativ zur Führungs-Rolle zu halten. Die Korrektur-Rolle braucht daher nicht dazu ausgestaltet zu sein, das Förderband und einen auf dem Förderband transportierten Gegenstand zu tragen oder Vibrationen des Förderbands zu dämpfen. Diese Aufgaben übernimmt vielmehr die Führungs-Rolle, die um nur eine Drehachse drehbar ist und daher in der Regel mechanisch einfacher aufgebaut ist als die um zwei Drehachsen drehbare Korrektur-Rolle.
In dieser Ausgestaltung ist die Fördereinrichtung so ausgestaltet, dass folgende Kausalkette auftritt:

– Eine Positionierung des Förderbands relativ zur Führungs-Rolle, die von einer vorgegebenen Sollposition abweicht, bewirkt, dass die Position des Förderbands relativ zur Korrektur-Rolle verändert wird.
– Diese Veränderung der Relativ-Position bewirkt, dass die Rollen-Halterung mit der Korrektur-Rolle um die Halterungs-Drehachse gedreht wird.
– Diese Drehung der Rollen-Halterung mit der Korrektur-Rolle bewirkt, dass das elastische Förderband asymmetrisch gedehnt wird.
– Diese Dehnung des elastischen Förderbands ruft die rücktreibende Kraft hervor, die das Förderband in die Sollposition relativ zur Führungs-Rolle verschiebt.

Diese Ausgestaltung bewirkt, dass das Förderband in eine Sollposition gehalten oder zurückgebracht wird, ohne dass die Korrektur-Rolle allein die Einhaltung dieser Sollposition gewährleisten muss.
In einer Ausgestaltung tritt die selbstkorrigierende Wirkung auch dann ein, wenn das ruhende Förderband nicht relativ zur Führungs-Rolle verschoben werden kann. Beispielsweise ist die Reibung, die zwischen dem Förderband und der Führungs-Rolle auftritt, zu groß und verhindert ein Verschieben des ruhenden Förderbands. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung reicht die rücktreibende Kraft aber aus, um das bewegte Förderband zu verschieben. Die Fördereinrichtung ist dergestalt ausgestaltet, dass die durch die Drehung hervorgerufene rücktreibende Kraft das in Richtung der Bandachse bewegte Förderband in die Sollposition relativ zur Führungs-Rolle verschiebt.
Vorzugsweise werden die Drehungen der Rollen-Halterung mit der Rolle um die Halterungs-Drehachse begrenzt und/oder gedämpft. Daher weist die Halterung ein Begrenzungselement und/oder ein Dämpfungselement auf. Möglich ist, dass dieselbe Komponente sowohl als Begrenzungselement als auch als Dämpfungselement fungiert.
Bevorzugt liegt das Förderband an der Korrektur-Rolle mit einem Umschlingungswinkel an, der zwischen 2 Grad und 5 Grad liegt. Auch an mindestens einer Führungs-Rolle liegt das Förderband vorzugsweise mit einem solchen Umschlingungswinkel zwischen 2 Grad und 5 Grad an.
Die Erfindung lässt sich z. B. zum Transport von flachen Postsendungen in einer Sortieranlage, von Geldscheinen in einem Geldautomaten, von Papier in einem Fotokopierer oder einem FAX-Gerät oder auch von Arzneimittelpackungen einsetzen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Fördereinrichtung mit zwei Förderbändern und der Korrektur-Rolle in Draufsicht;
2 eine Führungs-Rolle von 1 in seitlicher Ansicht;
3 die Korrektur-Rolle von 1 in Draufsicht;
4 die Korrektur-Rolle von 1 in seitlicher Ansicht.
5 die Korrektur-Rolle von 4 in verdrehter Position
Im Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Fördereinrichtung in einer Sortieranlage eingesetzt, die flache Postsendungen (Standard- und Großbriefe, Postkarten,...) transportiert. Eine Abfolge von flachen Postsendungen wird in stehender Position durch die Sortieranlage hindurch transportiert. Jede Postsendung wird hierbei zwischen mindestens zwei senkrecht stehenden Endlos-Förderbändern eingeklemmt. Jedes Endlos-Förderband ist um mindestens drei Führungs-Rollen herum geführt. Die Führungs-Rollen sind drehbar auf einer Bodenplatte Bo montiert.
Im Ausführungsbeispiel werden die Postsendungen beim Transport ausschließlich von den Förderbändern gehalten. Ihre Unterkanten gleiten also nicht über eine Bodenplatte oder einen anderen Untergrund. Die Förderbänder nehmen also das Gewicht jeder Postsendung vollständig auf.
1 zeigt in Draufsicht eine beispielhafte Fördereinrichtung mit zwei elastischen Endlos-Förderbändern F1 und F2. Das Förderband F1 ist um die Führungs-Rollen 10, 11 und 15 herum geführt und liegt an der Korrektur-Rolle 1 an. Das Förderband F2 ist um die Führungs-Rollen 12, 13 und 14 herum geführt. Die beiden Förderbänder F1 und F2 sind aus einem elastischen Material gefertigt, so dass sie sich dehnen sowie um ihre jeweilige Mittelachse verdrehen lassen. Möglich ist, dass auch das Förderband F2 an einer Korrektur-Rolle anliegt.
Jedes Förderband ist um genau eine angetriebene Führungs-Rolle herum geführt. Die übrigen Führungs-Rollen, an die ein Förderband anliegt, sind als antriebslose Laufrollen ausgelegt. Auch die Korrektur-Rolle 1 fungiert als antriebslose Laufrolle. Das Förderband F1 wird entlang der Bandachse B bewegt, indem die angetriebene Rolle sich dreht. Vorzugsweise nimmt die sich drehende Rolle das Förderband F1 aufgrund der Reibung der Oberfläche sowie der Straffung des Förderbands F1 mit.
Die Rollen 10, 11, 12, 13, 14 und 15 fungieren als Führungs-Rollen. Sie halten die Förderbänder F1, F2 in vorgegebenen Sollpositionen. Jede Führungs-Rolle ist zylinderförmig und rotationssymmetrisch zu einer Führungs-Drehachse. Die jeweilige Führungs-Drehachse, um die eine Führungs-Rolle rotationssymmetrisch ist, steht senkrecht auf der Zeichenebene von 1.
Jede Führungs-Rolle ist in jeweils einer Führungs-Halterung gelagert. Diese Führungs-Halterung verhindert eine Veränderung der Position der Führungs-Drehachse. Die Führungs-Rollen 10, 11, 12, 13, 14 und 15 können also nicht seitlich verschoben werden, und die jeweilige Führungs-Drehachse kann auch nicht gedreht werden. Somit lässt sich auch jede Führungs-Rolle nur um ihre Symmetrieachse drehen, aber nicht auf andere Weise.
In einer Ausgestaltung ist jede Führungs-Rolle drehbar in der jeweiligen Führungs-Halterung gelagert. In einer anderen Ausgestaltung besitzt mindestens eine als Laufrolle ausgestaltete Führungs-Rolle eine glatte Mantelfläche. Das Förderband gleitet über die glatte Mantelfläche der sich nicht drehenden Laufrolle.
Im Ausführungsbeispiel ist jede Führungs-Halterung als Welle ausgestaltet, die ortsfest gelagert ist und um die sich die Führungs-Rolle drehen kann. In 1 werden die Welle 20, auf der die Führungs-Rolle 10 sitzt, die Welle 21, auf der die Führungs-Rolle 11 sitzt, und die Welle 22, auf der die Führungs-Rolle 15 sitzt, gezeigt. Weiterhin werden in 1 die Führungs-Drehachse D10, um die die Führungs-Rolle 10 drehbar ist, die Führungs-Drehachse D11, um die die Führungs-Rolle 11 drehbar ist, und die Führungs-Drehachse D12, um die die Führungs-Rolle 15 drehbar ist, angedeutet – sie stehen senkrecht auf der Zeichenebene von 1.
2 zeigt die beispielhafte Führungs-Rolle 10 von 1 in seitlicher Ansicht. Dargestellt sind die Führungs-Drehachse D10, um die die Führungs-Rolle 10 drehbar ist, die Welle 20, auf der die Führungs-Rolle 10 drehbar gelagert ist, sowie das Förderband F1. Vorgegeben ist eine Sollposition des Förderbands F1 relativ zur Führungs-Rolle 10. Die Mittelachse M des Förderbands F1 soll gleich weit vom oberen wie vom unteren Ende der Führungs-Rolle 10 entfernt sein, dies ist die Sollposition. In dieser Sollposition schneidet die Halterungs-Drehachse D2 die Bandachse B und auch die Mittelachse M des Förderbands F1. Nach einer Verschiebung des Förderbands F1 schneidet die Halterungs-Drehachse D2 nicht mehr die Bandachse B.
Weiterhin sind in 2 eine Postsendung Ps und eine Bodenfläche Bo angedeutet. Zu sehen ist, dass diese Postsendung Ps mit ihrer Unterkante nicht auf der Bodenfläche Bo ruht, sondern nur vom Förderband F1 (und dem nicht gezeigten Gegen-Förderband F2) gehalten wird.
Die an den Rollen anliegenden Oberflächen der Förderbänder F1, F2 sind so rau, dass ein Verschieben eines Förderbands F1, F2 in eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene und parallel zu den Führungs-Drehachsen der Führungs-Rollen eine Mindest-Kraft erfordert. Das Gewicht einer schweren Postsendung sowie weitere äußere Störgrößen können trotzdem dazu führen, dass ein Förderband eine von der Sollposition abweichende Ist-Position relativ zu einer Führungs-Rolle aufweist.
Die Förderbänder sind im Betrieb schnellen Veränderungen der Drehgeschwindigkeit unterworfen. Daher sind diejenigen Oberflächen, die den Führungs-Rollen zugewandt sind, sowie die Mantelflächen als glatte Oberflächen ausgestaltet. Aussparungen und Vorsprünge würden sich rasch abnutzen und häufige manuelle Wartungsarbeiten erfordern. Die Förderbänder F1, F2 weisen daher Oberflächen ohne Aussparungen und ohne Vorsprünge auf und sind mit einer Dehnung um die Rollen herum geführt, so dass die Förderbänder F1, F2 sich zusammenziehen wollen und dadurch eine Reibungskraft auftritt, die einem Verschieben der Förderbänder entgegenwirkt.
Zwischen den beiden Förderbändern F1 und F2 entsteht ein Klemmbereich Kl, um flache Postsendungen zeitweise einzuklemmen und dadurch zu fassen. Auch die den Postsendungen zuge wandten Oberflächen der Förderbänder sind rau, damit eine Postsendung nicht nach unten rutschen kann.
Das Förderband F1 liegt weiterhin an der Korrektur-Rolle 1 an. Die Korrektur-Rolle 1 ist drehbar in einer Rollen-Halterung 2 gelagert. Die Rollen-Halterung 2 ist drehbar in einer ortsfesten Halterung 3 gelagert.
Das Förderband F1 umschlingt die Korrektur-Rolle 1 mit einem Umschlingungswinkel, der vorzugsweise zwischen 2 Grad und 5 Grad liegt. Das Förderband F1 liegt in einem Segment der Mantelfläche an der Korrektur-Rolle 1 an. Von oben gesehen ist dieses Mantelflächen-Segment ein Kreissegment, welches dem Umschlingungswinkel entspricht. Die Bandachse B steht senkrecht auf der Winkelhalbierenden dieses Kreissegments.
3 zeigt die lösungsgemäße Korrektur-Rolle 1 und das Förderband der Fördereinrichtung von 1 vergrößert. Die Korrektur-Rolle 1 ist um eine Rollen-Drehachse D1 in der Rollen-Halterung 2 drehbar gelagert. Diese Drehachse 1 steht senkrecht auf der Zeichenebene von 1 und von 3. Die Rollen-Halterung 2 ist um eine Halterungs-Drehachse D2 in der ortsfesten Halterung 3 drehbar gelagert. Diese Halterungs-Drehachse D2 liegt in der Zeichenebene von 3. Die ortsfeste Halterung 3 hat von oben gesehen die Form eines U mit zwei parallelen Schenkeln 3.1, 3.2 und einem Querträger 3.3, der senkrecht auf der Halterungs-Drehachse D2 steht.
In 1 und 3 ist der Umschlingungswinkel, mit dem das Förderband F1 die Korrektur-Rolle 1 umschlingt, übertrieben dargestellt. Dieser Winkel liegt vorzugsweise zwischen 2 Grad und 5 Grad. In 3 ist weiterhin die Bandachse B zu sehen, entlang der sich das Förderband F1 erstreckt. Eine gedachte Senkrechte auf der Bandachse B halbiert den Umschlingungsbereich, in dem das Förderband F1 an der Korrektur-Rolle 1 anliegt. Die Bandachse B gibt die „durchschnittliche Laufrichtung" des Förderbands F1 an.
Lösungsgemäß sind die ortsfeste Halterung 3 und die Rollen-Halterung 2 so angebracht, dass zwischen der Bandachse B des Förderbands F1 und der Halterungs-Drehachse D2 ein Winkel a liegt. Zwischen der Winkelhalbierenden des Kreissegments, an dem – von oben gesehen – das Förderband F1 an der Korrektur-Rolle 1 anliegt, und der Halterungs-Drehachse D2 tritt dementsprechend ein Winkel von 90 Grad – α auf. Dieser Winkel α ist größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad. Vorzugsweise liegt er zwischen 30 Grad und 80 Grad. Beispielsweise beträgt er 45 Grad.
4 zeigt die Fördereinrichtung von 1 mit der Korrektur-Rolle 1 von vorne. Der Querträger 3.3 der ortsfesten Halterung 3 liegt in der Zeichenebene und ist auf einer nicht dargestellten Bodenplatte montiert. Diese Bodenplatte erstreckt sich in einer Ebene, die senkrecht auf der Zeichenebene von 3 steht. Zu sehen ist das Förderband F1 mit seiner horizontalen Mittelachse M.
Das Förderband F1 befindet sich in der Sollposition vor der Korrektur-Rolle 1 und der ortsfesten Halterung 3. Die vom Förderband F1 verdeckten Teile der ortsfesten Halterung 3 sind gestrichelt gezeichnet. Die Rollen-Drehachse D1, um die die Korrektur-Rolle 1 drehbar gelagert ist, liegt in der Zeichenebene von 4. Die Halterungs-Drehachse D2, um die die Rollen-Halterung 2 drehbar gelagert ist, steht senkrecht auf der Zeichenebene von 3. Im Ausführungsbeispiel schneidet die Halterungs-Drehachse D2 die Mittelachse M des Förderbands F1. Außerdem liegt das Förderband F1 in Sollposition mittig auf der Korrektur-Rolle 1.
Auch das Lager 4 für die Welle, auf der die Rollen-Halterung 2 sitzt, steht senkrecht auf der Zeichenebene von 3. Die Korrektur-Rolle 1 sitzt auf einer Welle 6, die in die Rollen-Halterung 2 eingelassen ist.
Die Drehungen der Rollen-Halterung 2 um die Halterungs-Drehachse D2 werden durch zwei Dämpfungs- und Begrenzungselemente 5.1, 5.2 sowohl begrenzt als auch gedämpft. Diese beiden Dämpfungs- und Begrenzungselemente 5.1, 5.2 sind im Ausfüh rungsbeispiel an dem Querträger 3.3 befestigt und sind aus einem elastischen Material, z. B. aus Gummi.
Die Anschlagelemente 5.1, 5.2 sind so angeordnet, dass sie die Drehung der Korrektur-Rolle 1 um die Halterungs-Drehachse D2 auf 2 Grad pro Richtung, insgesamt also auf 4 Grad, begrenzen. Eine größere Drehung der Korrektur-Rolle 1 könnte zu einer zu starken Dehnung des Förderbands F1 führen. Weil die Drehung der Korrektur-Rolle 1 begrenzt wird, vermeidet die Straffung des Förderbands F1 zugleich, dass das Förderband F1 zu weit aus der Sollposition verschoben wird. In versuchen hat sich gezeigt, dass im Ausführungsbeispiel die selbstkorrigierende Wirkung der Fördereinrichtung am besten bei Drehungen von maximal 2 Grad eintritt.
Im Folgenden wird dargelegt, welche Auslenkung ein Punkt P der Korrektur-Rolle 1 erfährt, der auf der Rollen-Drehachse D1 der Korrektur-Rolle 1 liegt. Diese Rollen-Drehachse D1 verläuft bei nicht gedrehter Korrektur-Rolle 1 senkrecht, vgl. 3. Sei L der Vektor, der von dem Schnittpunkt der Rollen-Drehachse D1 mit der Halterungs-Drehachse D2 zum Punkt P zeigt. Die Länge L von L ist zugleich der Abstand dieses Punktes P von der Halterungs-Drehachse D2, die senkrecht auf der Zeichenebene von 3 steht. Sei β der Winkel, um den die Korrektur-Rolle 1 deshalb um die Halterungs-Drehachse D2 gedreht ist, weil das Förderband nicht mittig aufliegt.
Durch die Drehung legt der Punkt P einen Weg
zurück. Dieser Weg wird gedanklich in zwei Wege
und
aufgeteilt, so dass
gilt,
senkrecht auf
steht und
parallel zum Förderband F1 verläuft und
demnach senkrecht auf dem Förderband F1 steht. Die gedrehte Rolle wird auf das Förderband F1 projiziert, und zwar in eine Projektionsrichtung senkrecht auf das Förderband F1. Die Projektion des Vektors
auf das Förderband F1 wird mit
bezeichnet. Mit L2, L3, L4 und L6 werden die Längen von
bzw.
benannt.
Der Winkel β wird ebenfalls aufgeteilt in einen Winkel 6, der auf dem Förderband F1 und somit in derselben Ebene wie
liegt, und einen Winkel γ, der senkrecht auf dem Förderband F1 steht und somit in derselben Ebene wie
liegt.
Dann gelten folgende Beziehungen: L2 = L/2·sin(β), L3 = L/2·cos(β), L4 = L2·cos(90 – α) = L2·sin(α)
Die Auslenkung des Punkts P um den Vektor
bewirkt eine Straffung des Förderbands F1 und dadurch eine rücktreibende Kraft. Diese ist in einer Ausgestaltung proportional zu
.
Die Gewichtskraft, die eine schwere Postsendung sowie das Förderband F1 ausüben, kann das sich drehende Förderband F1 aus seiner Sollposition entlang einer Führungs-Drehachse verschieben, z. B. entlang der Führungs-Drehachse D10 von 2 nach unten. Dies löst folgende Kausalkette aus:

– Die Rollen-Halterung 2 mit der Korrektur-Rolle 1 wird um die Halterungs-Drehachse D2 verdreht.
– Weil die ortsfeste Halterung 3 mit einem Winkel α zur Bandachse B montiert ist und weil das Förderband F1 die Korrektur-Rolle 1 mit einem Umschlingungswinkel umschließt, bewirkt die Drehung der Korrektur-Rolle 2, dass das Förderband F1 gedehnt wird.
– Wird das Förderband F1 aus der Sollposition nach unten verschoben, so wird die Korrektur-Rolle 1 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, vgl. 4. Dadurch wird das gestraffte Förderband F1, das über seine gesamte Breite an der Korrektur-Rolle 1 anliegt, um die Bandachse B verdreht und dadurch gedehnt.
– Diese Drehung ist asymmetrisch zur Bandachse B, weil die Korrektur-Rolle 1 gedreht ist. Die Drehung führt zu einer schrägen Knickkante im Förderband F1.
– Die Dehnung des elastischen Förderbands F1 bewirkt eine rücktreibende Kraft.
– Diese rücktreibende Kraft dreht die Korrektur-Rolle 1 zurück in die in 3 gezeigte Position. Zugleich verschiebt diese rücktreibende Kraft das sich drehende Förderband F1 entlang der Führungs-Drehachse D10 zurück in die Sollposition.
– Im Ausführungsbeispiel ist die Reibung, die zwischen dem Förderband F1 und den Führungs-Rollen auftritt, zu groß, um das ruhende Förderband F1 zu verschieben. Das sich drehende Förderband F1 wird hingegen verschoben, weil sich nur so ein Kräftegleichgewicht einstellt.

5 zeigt die Korrektur-Rolle von 4 in verdrehter Position. Die Rollen-Halterung 2 liegt am Anschlagselement 5.2 an. Bezugszeichenliste

Bezugszeichen	Bedeutung
1	Rolle der Fördereinrichtung
2	Rollen-Halterung
3	ortsfeste Halterung
4	Lager für die Welle zwischen der Rollen-Halterung 2 und der ortsfesten Halterung 3
5.1, 5.2	Dämpfungs- und Begrenzungselemente
6	Welle, auf der die Korrektur-Rolle 1 drehbar gelagert ist
10, 11, 15	Führungs-Rollen, um die herum das Förderband F1 geführt ist
12, 13, 14	Führungs-Rollen, um die herum das Förderband F2 geführt ist
20	Welle in Richtung der Drehachse D10, auf der die Führungs-Rolle 10 drehbar gelagert ist
21	Welle in Richtung der Drehachse D11, auf der die Führungs-Rolle 11 drehbar gelagert ist
22	Welle in Richtung der Drehachse D12, auf der die Führungs-Rolle 12 drehbar gelagert ist
α	Winkel zwischen der Bandachse B des Förderbands F1 und der Halterungs-Drehachse D2
β	Winkel, um den die Korrektur-Rolle 1 um die Halterungs-Drehachse D2 gedreht wird
B	Bandachse des Förderbands F1
Bo	Bodenfläche, auf der die Führungs-Rollen und die ortsfeste Halterung 3 stehen
D1	Rollen-Drehachse, um die die Korrektur-Rolle 1 in der Rollen-Halterung 2 drehbar gelagert ist
D2	Halterungs-Drehachse, um die die Rollen-Halterung 2 in der ortsfesten Halterung 3 drehbar gelagert ist
D10	Führungs-Drehachse, um die die Führungs-Rolle 10 drehbar gelagert ist
D11	Führungs-Drehachse, um die die Führungs-Rolle 11 drehbar gelagert ist
D12	Führungs-Drehachse, um die die Führungs-Rolle 12 drehbar gelagert ist
F1	Förderband der Fördereinrichtung
F2	weiteres Förderband
Kl	Klemmbereich zwischen den beiden Förderbändern F1 und F2
M	Mittelachse des Förderbands F1
Ps	Postsendung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 734349 B1 [0002]
- DE 4345160 C2 [0002]
- GB 608907 [0004]
- US 4572417 [0006, 0007]
- EP 0874960 B1 [0008]
- US 5979641 [0011]
- FR 1435953 A [0011]
- DE 19704800 B4 [0011]
- US 2261088 [0011]
- US 2005/0225027 A1 [0013]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://www.vsr-industrietechnik.de/LINEX_R.31.0.html [0010]

Claims

Selbstkorrigierende Fördereinrichtung mit – einem Förderband (F1), – einer Korrektur-Rolle (1) und – einer Halterung (2, 3) für die Korrektur-Rolle (1), wobei das Förderband (F1) sich entlang einer Bandachse (B) erstreckt, die Halterung (2, 3) – eine Rollen-Halterung (2) und – eine ortsfeste Halterung (3) umfasst, die Korrektur-Rolle (1) drehbar in der Rollen-Halterung (2) gelagert ist, die Rollen-Halterung (2) so mit der ortsfesten Halterung (3) verbunden ist, dass die Rollen-Halterung (2) relativ zur ortsfesten Halterung (3) um eine Halterungs-Drehachse (D2) drehbar ist, und die ortsfeste Halterung (3) so angeordnet ist, dass zwischen der Bandachse (B) und der Halterungs-Drehachse (D2) ein Winkel (a) auftritt, der größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad ist, und die Fördereinrichtung so ausgestaltet ist, dass – ein Verschieben des Förderbands (F1) senkrecht zur Bandachse (B) und relativ zur Korrektur-Rolle bewirkt, dass die Rollen-Halterung (2) mit der Korrektur-Rolle (1) um die Halterungs-Drehachse (D2) gedreht wird, und – die Drehung eine rücktreibende Kraft auf das Förderband (F1) ausübt, die das Förderband (F1) zurück verschiebt, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (F1) – als elastisches Förderband (F1) ausgestaltet ist und – dergestalt um die Korrektur-Rolle (1) herum geführt ist, dass das Förderband (F1) an einem Teil der Mantelfläche der Korrektur-Rolle (1) anliegt und die Fördereinrichtung so ausgestaltet ist, dass – die Drehung der Rollen-Halterung (2) mit der Korrektur-Rolle (1) um die Halterungs-Drehachse (D2) eine Dehnung des elastischen Förderbands (F1) bewirkt und – diese Dehnung die rücktreibende Kraft hervorruft.
Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung zusätzlich mindestens eine Führungs-Rolle (10, 11, 15) aufweist, die rotationssymmetrisch zu einer Führungs-Drehachse (D10, D11, D12) ist, jede Führungs-Rolle (10, 11, 15) dergestalt in einer Führungs-Halterung (20, 21, 22) gelagert ist, dass die Führungs-Halterung (20, 21, 22) eine Veränderung der Position der Führungs-Drehachse (D10, D11, D12) verhindert, die Fördereinrichtung so ausgestaltet ist, dass – das Förderband (F1) dergestalt um jede Führungs-Rolle (10, 11) herum geführt ist, dass das Förderband (F1) an einem Teil der Mantelfläche der Führungs-Rolle (10, 11, 15) anliegt, – eine Positionierung des Förderbands (F1) relativ zur Führungs-Rolle (10, 11, 15), die von einer vorgegebenen Sollposition abweicht, die Veränderung der Position des Förderbands (F1) relativ zur Korrektur-Rolle (1) bewirkt und – die Drehung der Rollen-Halterung (2) mit der Korrektur-Rolle (1), die durch diese Positions-Veränderung hervorgerufen wird, die rücktreibende Kraft dergestalt hervorruft, dass diese Kraft das Förderband (F1) in die Sollposition relativ zur Führungs-Rolle (10, 11, 15) verschiebt.
Fördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung dergestalt ausgestaltet ist, dass die durch die Drehung hervorgerufene rücktreibende Kraft das in Richtung der Bandachse (B) bewegte Förderbands (F1) in die Sollposition relativ zur Führungs-Rolle (10, 11) verschiebt.
Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Förderband (F1) eine Mittelachse (M) aufweist und – die Korrektur-Rolle (1) so angeordnet ist, dass dann, wenn das Förderband (F1) sich in einer Position befindet, in der die Halterungs-Drehachse (D2) die Bandachse (B) schneidet, die Korrektur-Rolle (1) sich in einer nicht verdrehten Position befindet, in der die Symmetrieachse (D1) der Korrektur-Rolle (1) senkrecht auf der Bandachse (B) steht.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen der Bandachse (B) und der Halterungs-Drehachse (D2) zwischen 30 Grad und 80 Grad liegt.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Halterung (3) mindestens ein Dämpfungselement (5.1, 5.2) aufweist, welches so angeordnet ist, dass das Dämpfungselement (5.1, 5.2) eine Rotation der Rollen-Halterung (2) um die Halterungs-Drehachse (2) dämpft.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Halterung (3) ein Anschlagselement (5.1, 5.2) aufweist, welches eine Drehung der Rollen-Halterung (2) um die Halterungs-Drehachse (D2) begrenzt.
Fördereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement (5.1, 5.2) so angeordnet ist, dass es die Drehung der Rollen-Halterung (2) relativ zur ortsfesten Halterung (3) auf einen Drehwinkel begrenzt, der höchstens vier Grad beträgt.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (F1) dergestalt an einem Teil der Mantelfläche der Korrektur-Rolle (1) anliegt, dass der Umschlingungswinkel, mit dem das Förderband (F1) die Korrektur-Rolle (1) umschlingt, jeweils zwischen 2 Grad und 5 Grad liegt.
Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass – die Fördereinrichtung ein Gegen-Förderelement (F2) aufweist, – zwischen dem Förderband (F1) und dem Gegen-Förderelement (F2) ein Klemmbereich (Kl) gebildet wird und – die Fördereinrichtung dazu ausgestaltet ist, einen flachen Gegenstand (Ps) zeitweise im Klemmbereich (Kl) zu fassen und den gefassten Gegenstand (Ps) zu transportieren.
Fördereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur-Rolle (1) so angeordnet ist, dass das Förderband (F1) außerhalb des Klemmbereichs (K1) um die Korrektur-Rolle (1) herum geführt ist.