DE102013200095A1

DE102013200095A1 - Trockeneisbandreinigungssystem für laserschneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102013200095A1
Application number: DE102013200095A
Authority: DE
Inventors: Richard P. Ficarra; Thomas C. McGraw; Gordon B. Reid; Derek A. Bryl
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2013-01-07
Publication date: 2013-07-18
Also published as: JP5965326B2; JP2013147352A; US20130180075A1; US8556063B2

Abstract

Ein Bandreinigungssystem zum Reinigen eines Förderbandes mit einer Tragfläche umfasst eine Trockeneisstrahlvorrichtung und ein Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen. Die Trockeneisstrahlvorrichtung umfasst ein Abgabesystem, das mindestens eine Düse aufweist, die neben dem Förderband angeordnet ist. Trockeneispellets werden aus der Düse auf die Förderbandtragfläche abgelassen, wodurch die Trockeneispellets die Ablagerungen von der Tragfläche entfernen. Das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen umfasst ein Kollektorgehäuse, das neben der Förderbandtragfläche angeordnet ist. Das Kollektorgehäuse enthält die Ablagerungen, die von der Förderbandtragfläche entfernt werden, und lenkt die Ablagerungen von dem Förderband ab.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Gerät zum Laserschneiden von Papier. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Offenbarung Förderbänder, die verwendet werden, um Papierwaren zu und von einer Laserschneidvorrichtung zu transportieren.
Papierablagerungen und Verschmutzung sammeln sich auf dem Vakuumtransportband zum Laserschneiden an. Der Laser erhitzt die Ablagerungen bei den folgenden Durchgängen, was wiederum die Ablagerungen in das Transportband einbrennt, wobei die eingebrannten Ablagerungen zusätzliche Energie absorbieren, so dass sie das Band verbiegen, durch das Band hindurch brennen und ein frühzeitiges Versagen des Bandes verursachen.
Ein herkömmlicher Lösungsansatz, um dieses Problem zu lösen, besteht darin, das Band regelmäßig per Hand oder mit einem mechanisch aktivierten Abstreifer zu reinigen, während die Maschine läuft. Die Ablagerungen sammeln sich jedoch zwischen den Reinigungsmaßnahmen an, das Band verbiegt sich, wird klebrig, und es wird schwierig, die Dokumente abzunehmen.
Beim Abstreifen: 1) sammeln sich die Ablagerungen am Abstreifrand des Abstreifers an, was die Wirksamkeit des Abstreifers reduziert; 2) der Abstreifer verkratzt das Band, wodurch es noch schwieriger wird, die Verschmutzung zu entfernen; und 3) der Abstreifer kann nicht auf die verbogenen Bereiche des Transportbandes zugreifen. Bei einer manuellen Reinigung werden sowohl die Reinigungslösung als auch die Ablagerungen durch die Vakuumlöcher angezogen und wandern auf die Unterseite des Bandes, was wiederum Antriebsprobleme und weiteres Bandversagen verursacht.
Es wird ein Bandreinigungssystem bereitgestellt, um ein Förderband zu reinigen, das eine Tragfläche aufweist. Das System umfasst eine Trockeneisstrahlvorrichtung und ein Teilsystem zur Rückgewinnung von Ablagerungen. Die Trockeneisstrahlvorrichtung umfasst ein Abgabesystem, das mindestens eine Düse aufweist, die neben dem Förderband angeordnet ist. Trockeneispellets werden aus der Düse auf die Tragfläche des Förderbandes abgelassen, wodurch die Trockeneispellets die Ablagerungen von der Tragfläche entfernen. Das Teilsystem zur Rückgewinnung von Ablagerungen umfasst ein Kollektorgehäuse, das neben der Förderbandtragfläche angeordnet ist. Das Kollektorgehäuse enthält die Ablagerungen, die von der Förderbandtragfläche entfernt wurden und lenkt die Ablagerungen vom Förderband ab.
Das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen umfasst auch eine erste Dichtung, die das Kollektorgehäuse gegenüber dem Abgabesystem der Trockeneisstrahlvorrichtung abdichtet, und eine zweite Dichtung, die das Kollektorgehäuse gegenüber dem Förderband abdichtet.
Das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen kann ferner einen Abfallbehälter in Fluidverbindung mit einer Ausströmöffnung des Kollektorgehäuses umfassen. Der Abfallbehälter kann an die Atmosphäre oder an eine Vakuumvorrichtung entlüftet werden.
Das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen kann ferner ein Vakuumsystem in Fluidverbindung mit einer Ausströmöffnung des Kollektorgehäuses umfassen.
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Trockeneis-Bandreinigungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung, das auf einem Förderer installiert ist;
2 eine schematische Ansicht einer ersten Variante der Düse(n) aus 1; und
3 eine schematische Ansicht einer zweiten Variante der Düse(n) aus 1.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen die gleichen Zahlen auf allen Figuren die gleichen Teile darstellen, wird ein Bandreinigungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung im Allgemeinen mit der Zahl 10 bezeichnet. Das Trockeneis-Bandreinigungssystem 10 kann verwendet werden, um die Bahn eines Förderbandes zu reinigen, beispielsweise eines Förderbandes, das Waren von und zu einer Laserschneidvorrichtung transportiert.
Zunächst mit Bezug auf 1 umfasst ein Förderer 12 eine Spitzenrolle 14, um die ein Förderband 16 bzw. eine Bahn gewickelt ist. Dicht an der Außenfläche des Förderbandes 16 ist eine erste Ausführungsform des Trockeneis-Bandreinigungssystems 10 positioniert, das über die Breite des Bandes 16 geht. Das Trockeneis-Bandreinigungssystem 10 reinigt das Förderband 16 im Wesentlichen durchgehend, wodurch verhindert wird, dass sich die Ablagerungen 8 auf der Tragfläche 18 des Förderbandes 16 ansammeln, und die Ablagerungen 8 entfernt werden, bevor sie den Laserbereich erreichen können (nicht gezeigt). Die saubere Bandfläche 18 reflektiert den Laser, so dass ein laserinduziertes Ätzen und Verbiegen verhindert wird, wie es bei herkömmlichen Systemen vorzufinden ist, und dadurch die Lebensdauer des Förderbandes 16 verlängert wird. Das Trockeneis-Bandreinigungssystem verwendet eine Trockeneisstrahlvorrichtung 20 und ein Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen 22, um die Verschmutzung von dem Förderband 16 zu entfernen.
Das Trockeneisstrahlen ist eine Form des abschleifenden Strahlens, wobei Trockeneis in einem unter Druck gesetzten Luftstrom beschleunigt wird und auf hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche gerichtet wird, um diese zu reinigen. Das Verfahren ist ähnlich wie andere Formen des abschleifenden Strahlens, wie etwa Sandstrahlen, setzt jedoch Trockeneis als Strahlmittel ein. Die Trockeneispellets sind weicher und nicht so dicht wie andere Mittel, die beim Strahlreinigen verwendet werden (d.h. Sand oder Plastikpellets). Beim Aufprall sublimieren die Trockeneispellets im Wesentlichen, wobei sie beim Aufprall eine minimale kinetische Energie auf die Oberfläche übertragen, was zu einem minimalen Abrieb führt und keine Rückstände hinterlässt. Der Sublimationsprozess absorbiert eine große Wärmemenge von der Oberfläche, was Scherspannungen auf Grund eines Thermoschocks erzeugt. Man geht davon aus, dass dies die Reinigung verbessert, da erwartet wird, dass die Ablagerungen der oberen Schicht mehr Wärme übertragen als das darunterliegende Substrat und eher abblättern. Die schnelle Änderung des Zustandes von Feststoff zu Gas verursacht auch mikroskopische Stoßwellen, von denen man ebenfalls annimmt, dass sie beim Entfernen der Ablagerungen behilflich sind.
Weiter mit Bezug auf 2 und 3 umfasst die Trockeneisstrahlvorrichtung 20 eine Düse 24 oder eine Anordnung von Düsen 24', einen Trockeneis-Lagerbehälter 26, um einen Vorrat von Trockeneis zu enthalten, oder einen Trichter, um einen Vorrat von Trockeneis aufzunehmen, und ein Abgabesystem 28, 28', um das Trockeneis von dem Lagerbehälter/Trichter zu transportieren und das Trockeneis aus der oder den Düsen 24, 24' auf die Tragfläche 18 des Förderbandes 16 abzulassen. Eines der beiden Abgabesysteme 28, 28' kann verwendet werden, um Druckluft mit dem Trockeneis zu kombinieren und die Teilchen des Trockeneises aus der Abgabedüse Düse 24, 24' zu beschleunigen.
Ein Abgabesystem 28 mit zwei Schläuchen gibt Druckluft durch einen Schlauch ab und durch den Venturi-Effekt werden die Trockeneispellets aus einem zweiten Schlauch ausgesaugt. Ein Abgabesystem 28' mit einem einzigen Schlauch verwendet einen einzigen Schlauch, um Luft und Trockeneis abzugeben. Im Vergleich zu einem System 26' mit einem einzigen Schlauch gibt das System 28 mit zwei Schläuchen Trockeneispellets mit geringerer Kraft ab (ungefähr 5 % für eine bestimmten Luftzufuhr) als ein System mit einem einzigen Schlauch. Systeme 28 mit zwei Schläuchen schränken auch den senkrechten Abstand zwischen der Maschine und dem Applikator ein. Dies ist im Allgemeinen nicht wesentlich, weil die Grenze bei weit über 25 Fuß liegt. Systeme 28 mit zwei Schläuchen sind im Allgemeinen weniger kostspielig in der Herstellung auf Grund einer viel einfacheren Konstruktion und ermöglichen das Ablassen von feineren Trockeneisteilchen mit geringerer Geschwindigkeit, da die späte Kombination von warmer Luft mit kaltem Eis zu einer geringeren Sublimation in dem Schlauch führt. Diese Eigenschaften ermöglichen es, empfindlichere Oberflächen zu reinigen.
Die Düse(n) 24, 24' ist bzw. sind derart neben dem Förderband 16 positioniert, dass die Trockeneispellets, die von der oder den Düsen abgelassen werden, auf die Tragfläche 18 des Förderbandes 16 gerichtet werden. Die Verschmutzung wird durch den Strahl entfernt. Eine oder mehrere Düsen 24 kann bzw. können an einer prozessübergreifenden Quervorrichtung 30 angebracht sein, um die Düse(n) 24 in Schwingungen zu versetzen, um das Förderband abschnittsweise systematisch zu reinigen. Alternativ kann die gesamte Breite 32 des Förderbandes 16 gleichzeitig mit einer Düsenanordnung 24' gereinigt werden, die Trockeneis gleichzeitig über die Breite 32 des Förderbands 16 ablässt. Das Reinigen kann je nach Bedarf ununterbrochen oder periodisch sein.
Das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen 22, 22' umfasst ein Kollektorgehäuse 34, das den Trockeneisstrahl enthält, und lenkt die gelockerten Ablagerungen, die Trockeneispartikel und das CO₂-Gas von dem Förderband 16 ab. Das Gehäuse 34 umgibt den Strahlbereich, indem es über eine Dichtung 36 um die Düse oder den Schlauch bzw. die Schläuche herum aufweist und ebenfalls gegenüber dem Förderband 16 abdichtet 38. Die Ablagerungen, die Trockeneispartikel und das CO₂-Gas werden durch eine Ausströmöffnung 40 befördert, die das Gehäuse 34 verlässt, und können anhand einer Ablassleitung 44 zum Abfallbehälter 42 gelenkt werden. Der Behälter 42 kann an die Atmosphäre entlüftet 46 werden, wodurch der Luftstrom von dem Trockeneisstrahl-Prozess die Ablagerungen zu dem Behälter 42 befördern kann. Alternativ kann der Abfallbehälter 42 in eine Vakuumvorrichtung 50 entlüftet 48 werden, um das Abführen von Ablagerungen aus dem Kollektorgehäuse 34 zu erleichtern, oder die Ausströmöffnung 40 kann an eine Vakuumvorrichtung 50 angeschlossen 52 sein.
Es versteht sich, dass das Trockeneisstrahlen den festesten Schmutz von dem Förderband 16 entfernen kann, jedoch keine Rückstände hinterlässt. Die Trockeneisteilchen können zum gründlichen Reinigen in Vakuumbandlöcher eindringen. Das Reinigen der Verschmutzung von dem Band trägt dazu bei, das Reflexionsvermögen der Tragfläche 18 beizubehalten. Dies verhindert, dass zusätzliche Laserenergie in das Förderband 16 absorbiert wird und Schäden verursacht.

Claims

Bandreinigungssystem zum Reinigen von Ablagerungen von einem Förderband, das eine äußere Tragfläche, um Papierwaren zu und von einer Laserschneidvorrichtung zu transportieren, und eine innere Fläche aufweist, wobei das System Folgendes umfasst: eine Trockeneisstrahlvorrichtung, die ein Abgabesystem umfasst, das mindestens eine Düse aufweist, die neben dem Förderband angeordnet ist und dazu geeignet ist, um eine Vielzahl von Trockeneispellets auf die Förderbandtragfläche abzulassen, wobei die Trockeneispellets die Ablagerungen von der Tragfläche entfernen; und ein Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen, das ein Kollektorgehäuse umfasst, das neben der Förderbandtragfläche angeordnet ist, wobei das Kollektorgehäuse dazu geeignet ist, um die Ablagerungen zu enthalten, die von der Förderbandtragfläche entfernt werden, und um die Ablagerungen von dem Förderband abzulenken.
Bandreinigungssystem nach Anspruch 1, wobei das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen auch eine erste Dichtung, die das Kollektorgehäuse gegenüber dem Abgabesystem der Trockeneisstrahlvorrichtung abdichtet, und eine zweite Dichtung, die das Kollektorgehäuse gegenüber dem Förderband abdichtet, umfasst.
Bandreinigungssystem nach Anspruch 2, wobei das Teilsystem zur Wiedergewinnung von Ablagerungen ferner einen Abfallbehälter in Fluidverbindung mit einer Ausströmöffnung des Kollektorgehäuses umfasst.
Bandreinigungssystem nach Anspruch 2, wobei ein Vakuumsystem mit einer Ausströmöffnung des Kollektorgehäuses in Fluidverbindung steht.