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Die Erfindung betrifft eine Ventilöffnungsvorrichtung zum Öffnen von Ventilsäcken, die einer Aufsteckeinrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken auf einen Füllstutzen einer Packmaschine vorgeschaltet ist.
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Es sind zahlreiche unterschiedliche Vorgehensweisen und Vorrichtungen zum Öffnen von Ventilsäcken bekannt geworden. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2010 051 722 A1 eine Vorrichtung zum Aufstecken von Ventilsäcken auf einem Füllstutzen einer Packmaschine, wobei in einem Ventilöffnungskanal eine Blaseinrichtung zur Erzeugung eines Luftstroms vorgesehen ist, mit der ein in Richtung der Austrittsöffnung des Ventilsacks gerichteter Luftstrom erzeugbar ist, um das Ventil des Ventilsacks in dem Ventilöffnungskanal zu öffnen.
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Aus der
US 3,562,996 ist eine Ventilöffnungsvorrichtung bekannt, mit der ein unmittelbar in die Ventilöffnung eines Ventilsacks gerichteter Luftstrom zum Öffnen des Ventils genutzt wird. Die
US 5,050,651 beschreibt dagegen eine Vorrichtung, bei der mehrere Düsen mit Luftauslässen vorgesehen sind, um einen Luftstrom entlang der Seitenflächen des Ventils eines Ventilsacks zu erzeugen, um das Ventil durch aerodynamische Kräfte zu öffnen.
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Die bekannten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die verwendeten Düsen oder Blaseinrichtungen mehr oder weniger komplizierte und einstellungsbedürftige Einbauten in oder an einem Ventilöffnungskanal darstellen, die zu Störungen Anlass geben können.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine konstruktiv einfache, wenig störungsanfällige und leicht zu wartende Ventilöffnungsvorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventilöffnungsvorrichtung zum Öffnen von Ventilsäcken gelöst, mit einem von einander gegenüberstehenden Kanalwänden begrenzten, sich in einer Längsrichtung erstreckenden Ventilöffnungskanal und einer benachbart zu dem Ventilöffnungskanal angeordneten Antriebseinrichtung zum Bewegen eines Ventilsacks in Längsrichtung in dem Ventilöffnungskanal, wobei mindestens eine Kanalwand mit mindestens einer Saugöffnung versehen ist, die zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Ventilöffnungskanal relativ zu einer Umgebung außerhalb des Ventilöffnungskanals mit einer Saugeinrichtung verbunden ist, mit der Luft aus dem Ventilöffnungskanal absaugbar ist. Mit einer derartigen Ausführung kann auf jegliche Einbauten wie Düsen oder Blaseinrichtungen in dem Ventilöffnungskanal verzichtet werden. Luft aus dem Ventilöffnungskanal ist bevorzugt in einer quer zu der Längsrichtung gerichteten Saugrichtung absaugbar, kann aber alternativ auch in einer schräg zur Längsrichtung gerichteten Saugrichtung absaugbar sein. Hierzu kann die mindestens eine Saugöffnung entweder quer zur Längsrichtung oder schräg geneigt dazu orientiert sein.
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Der Ventilöffnungskanal kann, in einer Vorschubrichtung des Ventilsacks gesehen, einen Anfangsbereich, in dem der Ventilsack von der Antriebseinrichtung gegriffen wird, einen Öffnungsbereich, in dem der Ventilsack geöffnet wird, und einen Führungsbereich, in dem der Ventilsack geöffnet geführt wird, aufweisen.
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Bevorzugt sind mehrere Saugöffnungen in Kanalwandbereichen angeordnet, die einander in einen größten horizontalen Abstand gegenüberliegen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Saugeinrichtung mindestens ein Gebläse, beispielsweise ein Axial- oder Radialgebläse, aufweist, das mit einer oder mehreren Saugöffnungen der Kanalwände verbunden ist.
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Jeder Kanalwand können ein oder mehrere Gebläse zugeordnet sein, beispielsweise ein Gebläse je Kanalwand. Möglich ist auch, jeweils einen Anfangsbereich, einen Öffnungsbereich und einen Führungsbereich mit einem eigenen, unabhängig steuerbaren Gebläse zu verbinden. Mehrere Gebläse können unabhängig steuerbar sein, so dass in unterschiedlichen Bereichen ein jeweils unterschiedlich großer Unterdruck erzeugbar ist.
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Die mindestens eine Saugöffnung kann als kreisrundes, ovales oder längliches Loch und/oder als in Längsrichtung verlaufender Schlitz ausgebildet sein. Die Saugöffnungen können in einem Bereich des Ventilöffnungskanals ausgebildet sein, der sich über mindestens 10%, 20%, 30%, 50%, 75% oder 90% einer Länge des Ventilöffnungskanals erstreckt.
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Die Saugöffnungen können in einem Anfangsbereich des Ventilöffnungskanals eine größere längenbezogene mittlere (gemittelte oder durchschnittliche) Querschnittsfläche, bezogen auf ein Längenmaß in Längsrichtung des Ventilöffnungskanals, aufweisen als in einem anschließenden Öffnungsbereich oder in einem an diesen anschließenden Führungsbereich. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass die Saugöffnungen in einem Öffnungsbereich des Ventilöffnungskanals eine größere mittlere längenbezogene Querschnittsfläche aufweisen als an einem benachbarten Anfangsbereich oder in einem benachbarten Führungsbereich. Auch kann vorgesehen sein, dass die längenbezogene mittlere Querschnittsfläche der Saugöffnungen in Längsrichtung des Ventilöffnungskanals, vom Anfangsbereich über den Öffnungsbereich bis zum Führungsbereich, allmählich größer wird oder allmählich kleiner wird. Beispielsweise kann die längenbezogene mittlere Querschnittsfläche bei einer Reihe von Saugöffnungen als die Summe der Querschnittsflächen aller Saugöffnungen angegeben werden, die innerhalb einer Länge L von beispielsweise 10 cm des Ventilöffnungskanals vorhanden sind, bezogen auf L.
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Die Saugöffnungen können als sich in Längsrichtung erstreckende Saugschlitze ausgebildet sein, wobei in jeder Kanalwand ein oder mehrere parallele Saugschlitze vorgesehen sein können.
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Die Saugschlitze können sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Ventilöffnungskanals erstrecken, vom Anfangsbereich bis zum Führungsbereich. Eine Breite des oder der Saugschlitze kann sich allmählich oder stufenweise in Längsrichtung ändern, beispielsweise im Anfangsbereich am größten sein oder vom Anfangsbereich bis zum Führungsbereich zunehmen oder abnehmen.
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In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass unterhalb des Ventilöffnungskanals ein vertikales Führungselement zur Ausrichtung eines Ventilsacks angeordnet ist, mit einer Blaseinrichtung zum Richten eines Luftstrahls senkrecht oder schräg in Längsrichtung gegen das Führungselement. Die Blaseinrichtung kann mit einem Auslass eines Gebläses verbunden sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass zwei seitliche Kanalwände vorgesehen sind, die jeweils als Saugkasten ausgebildet sind, der über mindestens eine Saugleitung mit der Saugeinrichtung verbunden ist. Die Kanalwände können obere und untere Randbereiche aufweisen, die sich in einem gegenseitigen (lichten) Abstand gegenüberstehen, der gleich oder größer als eine Dicke eines Ventilsacks ist. Jede Kanalwand kann in Vorschubrichtung gesehen einen Anfangswandbereich, daran anschließend einen Öffnungswandbereich und daran anschließend einen Förderwandbereich aufweisen, wobei zwischen den Öffnungs- und Förderwandbereichen beider Kanalwände ein Aufnahmebereich mit rundem, ovalem, rechteckigem oder rautenförmigem Querschnitt gebildet ist, der einen Teil des Ventilöffnungskanals bildet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Längsrichtung eine Aufsteckeinrichtung nachgeschaltet ist, mit der ein geöffneter Ventilsack auf einen Füllstutzen einer Packmaschine aufsteckbar ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in Längsrichtung eine Sackzuführeinrichtung vorgeschaltet ist, mit der ein Ventilsack von einem Ventilsackvorrat zuführbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ventilöffnungsvorrichtung zeigt,
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2 die Vorrichtung nach 1 mit einem Führungsblech zeigt,
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3 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach 2 zeigt,
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4 die Vorrichtung nach 3 mit einer Luftleitdüse zeigt,
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5 eine vergrößerte Vorderansicht des Ventilöffnungskanals zeigt,
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6 eine Längsschnittansicht der Vorrichtung nach 1 mit einem Ventilsack zeigt,
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7 eine Kanalwand des Ventilöffnungskanals in einer ersten Variante zeigt,
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8 eine Kanalwand des Ventilöffnungskanals in einer zweiten Variante zeigt,
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9 eine Kanalwand des Ventilöffnungskanals in einer dritten Variante zeigt,
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10 eine Kanalwand des Ventilöffnungskanals in einer vierten Variante zeigt, und
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11 einen vergrößerten Teilbereich der Kanalwand einer Ausführungsform ähnlich 10 zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 6 wird zunächst der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Ventilöffnungsvorrichtung erläutert, wobei zwei Varianten dargestellt sind, die sich lediglich durch die Anordnung eines Führungsblechs voneinander unterscheiden. 1 zeigt eine Ventilöffnungsvorrichtung 2 zum Öffnen von nicht dargestellten Ventilsäcken, mit einem Ventilöffnungskanal 4, der zwischen zwei symmetrisch zu einer Längsmittelebene 6 angeordneten Saugkästen 8 gebildet ist. Die Saugkästen 8 weisen jeweils eine Kanalwand 10 auf, wobei der eigentliche Ventilöffnungskanal 4 durch einen Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden Kanalwänden 10 bzw. deren einander zugekehrten Oberflächen gebildet ist. Jede Kanalwand 10 ist mit einer oberen Wand 8a, einer unteren Wand 8b, einer Rückwand 8c sowie stirnseitigen Seitenwänden 8d eines Saugkastens verbunden und bildet mit diesen jeweils einen im Wesentlichen geschlossenen Saugkasten 8. Mit der Rückwand 8c eines jeden Saugkastens ist eine oder sind mehrere Saugleitungen 12, im dargestellten Beispiel je zwei Saugleitungen 12, verbunden, die zu einem Saugeinlass 14 eines eine Saugeinrichtung bildenden Gebläses 16 führen. Ein Auslass 18 des Gebläses führt in die Umgebung. Das Gebläse 16 kann als Axial- oder Radialgebläse ausgebildet und in seiner Saugleistung steuerbar sein.
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Die Saugkästen 8 sind an einem Rahmen 20 gehalten, der mit einem nicht dargestellten Maschinengestell verbunden sein kann, an dem weitere Komponenten einer Packmaschine angeordnet sein können, wie etwa eine der Ventilöffnungsvorrichtung 2 in einer Längsrichtung 22 vorgeschaltete Sackzuführeinrichtung und eine in Längsrichtung nachgeschaltete Aufsteckeinrichtung.
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Unterhalb des Ventilöffnungskanals 4, symmetrisch zu der Längsmittelebene 6, sind zwei Riementriebe 24, 26 angeordnet und bevorzugt an dem Rahmen 20 gehalten. Jeder Riementrieb 24, 26 weist einen endlos umlaufend angeordneten Antriebsriemen 28, 30 auf, mit einem in einer parallel zur Längsrichtung 22 gerichteten Vorschubrichtung 32 bewegbaren Antriebsabschnitt 34 (6 zeigt nur einen der zwei gegenüberliegenden Antriebsabschnitte). Die Antriebsabschnitte weisen einen gegenseitigen Abstand auf, der etwa einer Dicke eines Ventilsacks 40 entspricht oder kleiner ist, so dass der Ventilsack bei Eintritt in einen Anfangsbereich 4a des Ventilöffnungskanals 4 von den Riementrieben 24, 26 klemmend reibschlüssig ergriffen und kontinuierlich in Vorschubrichtung 32 transportiert wird. Wie in 1 und 3 erkennbar ist, genügt es, wenn nur einer der Riementriebe 24, 26 mit einem motorischen Antrieb 42 versehen ist, wenn der jeweils andere Riementrieb als mitlaufendes Widerlager wirkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der nicht angetriebene Riementrieb beispielsweise über Andruckfedern gegen den angetriebenen Riementrieb gedrückt wird. Alternativ können beide Riementriebe angetrieben sein.
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2 bis 4 zeigen eine Variante, bei der ein Führungsblech 44 parallel und mit geringem Abstand zur Längsmittelebene 6 angeordnet ist, dessen Aufgabe darin besteht, eine seitliche Führung für einen in dem Ventilöffnungskanal 4 bewegten Ventilsack 40 zu bilden. Um eine Anlage des Ventilsacks 40 an dem Führungsblech 44 zu gewährleisten, kann eine Blaseinrichtung zum Richten eines Luftstrahls gegen den Ventilsack 40 vorgesehen sein, wobei sich hierfür eine Düse 46 anbietet, die auf dem Auslass 18 des Gebläses 16 angebracht ist. Der aus der Düse 46 austretende Luftstrahl 48 weist eine Komponente quer zur Längsmittelebene 6 auf und ist bevorzugt senkrecht dazu gerichtet, so dass der Ventilsack 40 gegen das Führungsblech 44 angelegt wird.
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6 zeigt eine Längsschnittansicht, die eine Kanalwand 10 als dem Ventilöffnungskanal 4 zugekehrte Seite eines Saugkastens 8 zeigt, sowie deren Lage relativ zu einem Riementrieb 24. Weiterhin ist ein Ventilsack 40 dargestellt, dessen zu öffnendes Ventil sich im Bereich einer schräg abgeschnittenen oder eingeformten Ecke 40a befindet und der von den Riementrieben 24, 26 in Vorschubrichtung 32 durch den Ventilöffnungskanal 4 hindurchbewegt wird.
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Der Ventilöffnungskanal 4 weist einen Anfangsbereich 4a, einen Öffnungsbereich 4b und einen Förderbereich 4c auf, die nachfolgend erläutert werden.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante einer seitlichen Kanalwand 10 in Form eines Saugkastens 8, wobei die Kanalwand 10 einen dem Anfangsbereich 4a des Ventilöffnungskanals 4 zugeordneten und diesen (als Zwischenraum) bildenden Anfangswandbereich 10a, einen dem Öffnungsbereich 4a zugeordneten und diesen bildenden Öffnungswandbereich 10b sowie einen dem Förderbereich 4c zugeordneten und diesen bildenden Förderwandbereich 10c aufweist. Obere und untere Randbereiche 10e bilden obere und untere Randbereiche des Ventilöffnungskanals.
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5 zeigt ergänzend eine vergrößerte Vorderansicht des Ventilöffnungskanals 4 mit den beiden Saugkästen 8 und Kanalwänden 10. In Zusammenschau mit 1 und 7 ist erkennbar, dass sich die oberen und unteren Randbereiche 10e der Kanalwände 10 in einem gegenseitigen lichten Abstand d gegenüberstehen, der etwas größer ist als eine Dicke eines Ventilsacks 40, so dass dieser ohne Probleme mit Spiel dazwischen geführt werden kann. Jede Kanalwand 10 weist innerhalb des Öffnungswandbereichs 10b und des Förderwandbereichs 10c einen zurückspringenden Aufnahmebereich 10d auf, der einen Teil des Ventilöffnungskanals 4, in dem öffnende Teile des Ventilsacks oder dessen Ventils aufgenommen werden können, begrenzt. Der Aufnahmebereich 10d kann einen runden, ovalen, rautenförmigen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, der sich in Vorschubrichtung 32 erweitert und an den sich jeweils nach oben und unten ein Randbereich 10e anschließt. Die Anfangswandbereiche 10a der Kanalwände 10 stehen einander ebenfalls in geringem Abstand gegenüber, beispielsweise in gleichem Abstand d wie die Randbereiche 10e. Die der Längsmittelebene 6 zugekehrten Oberflächen der Anfangswandbereiche 10a und der Randbereiche 10e einer Kanalwand 10 können in einer zu der Längsmittelebene parallelen Ebene liegen.
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Wie 1 bis 6 und insbesondere 7 zeigen, sind in den Kanalwänden 10 Saugöffnungen 50 angeordnet, wobei 7 eine erste Variante bezüglich der Anordnung der Saugöffnungen 50 entlang des Ventilöffnungskanals 4 zeigt. Bei der Ausführung nach 7 sind zwei parallele Reihen von Saugöffnungen 50 vorgesehen, die sich parallel zur Längsrichtung 22 des Ventilöffnungskanals 4 erstrecken. Durchmesser und gegenseitiger Abstand der Saugöffnungen 50 sind konstant, so dass auch die mittlere längenbezogene Querschnittsfläche der Saugöffnungen in Längsrichtung 22 konstant ist. Die Saugöffnungen 50 verlaufen über die gesamte Länge des Ventilöffnungskanals 4, von Beginn des Anfangsbereichs 4a bis zum Ende des Förderbereichs 4c oder anders gesagt von Beginn des Anfangswandbereichs 10a der Kanalwand 10 bis zum Ende des Förderwandbereichs 10c. Wie 5 zeigt, können die Saugöffnungen 50 in einem Bereich der Kanalwand 10 angeordnet sein, der sich am weitesten von der Längsmittelebene 6 entfernt befindet, oder in einem Bereich, in dem die Kanalwand parallel zu der Längsmittelebene 6 verläuft, also vertikal.
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8 zeigt eine andere Variante bezüglich der Anordnung der Saugöffnungen 50, wobei ebenfalls zwei parallele Reihen in Längsrichtung 22 vorgesehen sind, wobei jedoch der Durchmesser der Saugöffnungen 50 bei im Wesentlichen konstantem gegenseitigem Abstand in Antriebsrichtung 32 gesehen abnimmt. Im Anfangswandbereich 10a weisen die Saugöffnungen 50 eine größte Querschnittsfläche auf, im Öffnungswandbereich 10b eine kleinere Querschnittsfläche und im Förderwandbereich 10c eine nochmals kleinere Querschnittsfläche, so dass auch die längenbezogene mittlere Querschnittfläche der Saugöffnungen im Anfangswandbereich 10a am größten, im Öffnungswandbereich 10b kleiner und im Förderwandbereich 10c nochmals kleiner ist.
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9 zeigt eine andere Variante, bei der die Saugöffnungen 50 in zwei zur Längsrichtung 22 parallelen Reihen angeordnet sind und im Öffnungswandbereich 10b eine erste Größe haben und in den benachbarten Anfangs- und Förderwandbereichen 10a, 10c eine kleinere, insbesondere gleiche Größe haben, jeweils bei gleichem gegenseitigen Abstand, so dass eine längenbezogene mittlere Querschnittsfläche der Saugöffnungen 50 im Öffnungswandbereich 10b eine erste Größe hat und in den benachbarten Anfangs- und Förderwandbereichen 10a, 10c einen kleineren Wert besitzt.
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10 und 11 erläutern eine weitere Variante von Saugöffnungen, wobei hier zwei parallele, in Längsrichtung 22 verlaufende Saugschlitze 52, 54 vorgesehen sind. Zwischen den Saugschlitzen 52, 54 ist eine zum Ventilöffnungskanal 4 hin abgerundete Leiste oder Stange 58 angeordnet, gegen die der Ventilsack im gegen die Kanalwand 10 angesaugten Zustand zur Anlage kommen kann.
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Ein weiterer Unterschied der Variante nach 10 gegenüber denen nach 7, 8 und 9 besteht darin, dass der obere Randbereich 10e im Anfangswandbereich 10a noch in einer Ebene mit dem unteren Randbereich 10e liegt, dagegen in den Öffnungs- und Förderwandbereichen 10b, 10c gegenüber dem unteren Randbereich 10e zunehmend nach außen verlagert ist, so dass sich die oberen Randbereiche 10e der gegenüberliegenden Kanalwände 10 in den Anfangswandbereichen 10a in einem Abstand d überstehen, der im Wesentlichen einer Dicke eines Ventilsacks entspricht, so wie bei den Ausführungen nach 7 bis 9, während sich die oberen Randbereiche 10e im Öffnungswandbereich 10b in Vorschubrichtung 32 gesehen immer weiter voneinander entfernen, bis zu einem größten gegenseitigen Abstand, der dann innerhalb der Förderwandbereiche 10c im Wesentlichen unverändert ist. Die oberen Randbereiche 10e können sich im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene mit den Saugschlitzen 52, 54 befinden, so dass die Saugschlitze einer Kanalwand 10 von den Saugschlitzen der gegenüberliegenden Kanalwand 10 an einer gegebenen Längsposition im Wesentlichen einen Abstand aufweisen, der gleich dem gegenseitigen Abstand der oberen Randbereiche 10e ist. Bei der Ausführung nach 10 entfallen somit die bei den Ausführungen nach 7 bis 9 vorgesehenen schräg nach oben und zur Längsmittelebene verlaufenden Kanalwandabschnitte, die sich zwischen den Saugöffnungen und den oberen Randbereichen 10e befinden, wobei stattdessen die oberen Randbereiche 10e in vertikaler Richtung an die Saugöffnungen bzw. Saugschlitze anschließen.
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11 zeigt eine vergrößerte Darstellung ähnlich
10, wobei erkennbar ist, wie ein einziger, relativ breiter Saugschlitz
56 durch eine mittig darin angeordnete, in Längsrichtung
22 verlaufende Leiste oder zylindrische Stange
58 in zwei benachbarte Saugschlitze
52,
54 unterteil ist, wobei die Stange
58 als Schutzvorrichtung gegen das Einsaugen eines Ventilsacks in den Saugschlitz
56 dient. Bezugszeichenliste
| 2 | Ventilöffnungsvorrichtung |
| 4 | Ventilöffnungskanal |
| 4a | Anfangsbereich |
| 4b | Öffnungsbereich |
| 4c | Förderbereich |
| 6 | Längsmittelebene |
| 8 | Saugkasten |
| 8a | obere Wand |
| 8b | untere Wand |
| 8c | Rückwand |
| 8d | Seitenwand |
| 10 | Kanalwand |
| 10a | Anfangswandbereich |
| 10b | Öffnungswandbereich |
| 10c | Förderwandbereich |
| 10d | Aufnahmebereich |
| 10e | Randbereich |
| 12 | Saugleitung |
| 14 | Saugeinlass |
| 16 | Gebläse (Saugeinrichtung) |
| 18 | Auslass |
| 20 | Rahmen |
| 22 | Längsrichtung |
| 24, 26 | Riementrieb (Antriebseinrichtung) |
| 28, 30 | Antriebsriemen |
| 32 | Vorschubrichtung |
| 34 | Antriebsabschnitt |
| 40 | Ventilsack |
| 40a | Ecke (von 40) |
| 42 | Antrieb |
| 44 | Führungsblech (Führungselement) |
| 46 | Düse (Blaseinrichtung) |
| 48 | Luftstrahl |
| 50 | Saugöffnung |
| 52, 54 | Saugschlitz |
| 56 | Saugschlitz |
| 58 | Stange |
| | |
| d | Abstand (von 10) |
