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Gebiet:
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Fördern von einem Gegenstand in einer Vorschubrichtung.
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Stand der Technik:
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Bei der industriellen Fertigung ist es üblich stückige Güter kontinuierlich zu befördern. Hierzu werden üblicherweise Förderketten, -bänder oder miteinander verbundene Förderelemente verwendet. Diese Bänder bzw. Ketten werden typischerweise an einer oder mehrerer Stellen durch eine Antriebseinheit bewegt. Weiterhin weisen diese Förderbänder bzw. Förderketten einen Bereich auf, an dem das zu fördernde Gut auf oder an bzw. auf dem Förderband platziert wird und einen zweiten Bereich, an dem das Fördergut das Förderband bzw. die Förderkette wieder verlässt, sowie einen Bereich in dem das Gut befördert wird.
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Nachteilig an dieser Beförderungsart ist, dass bei einer derartigen Beförderung der Güter immer eine Zugbelastung in Richtung der Beförderungsrichtung in das Förderband bzw. die Förderkette eingebracht wird. Dies führt typischerweise dazu, dass die Förderbänder bzw. Förderketten sich elastisch und / oder auch plastisch verformen bzw. verlängern. Bis zu einem gewissen Grad kann diese plastische und / oder elastische Verformung durch Band- oder Kettenspanner ausgeglichen werden. Alternativ dazu ist es beispielsweise auch möglich durch eine Steuer- oder Regelungen die Drehzahl, Geschwindigkeit oder das Drehmoment zum Ausgleich der Verformung anzupassen. Ist dies nicht mehr möglich, muss das Förderband bzw. die Förderkette ausgetauscht werden.
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Insbesondere bei Beförderungssystemen, die das zu befördernde Gut zwischen mindestens zwei Förderbändern bzw. Förderketten einspannen, führt diese meist ungleichmäßige Längung der unterschiedlichen Ketten bzw. Förderbänder auch zu einer ungleichmäßigen Kraft- und Bewegungsübertragung auf das zu befördernde Gut. Dadurch kann es zu Abweichungen in der Beförderungsrichtung kommen oder auch zu Beschädigungen der Oberfläche des Gutes, weil ein Förderband bzw. -kette beispielsweise durchrutscht. Diese Abweichungen zwischen den Förderbändern bzw. -ketten werden derzeit ausgeglichen durch entsprechend komplexe Antriebssteuerungen.
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Aufgabe der Erfindung:
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Anlagentechnik, insbesondere bei der Verwendung von mehreren Förderbändern bzw. -ketten, zur kontinuierlichen Beförderung eines Gutes zu vereinfachen.
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Erfindung:
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen das Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Zum Fördern von einem Gegenstand / Gut in Richtung einer Vorschubrichtung sind zwei oder mehr angetriebene bewegliche Förderelemente innerhalb der Führung einer Vorschubeinrichtung nicht untereinander verbunden. Hierdurch ist es nicht mehr möglich, die Förderelemente unter Zugbelastung in Richtung der Förderrichtung zu bewegen, so dass eine plastische oder elastische Verlängerung einer Förderkette oder -bandes nicht mehr stattfinden kann. Erfindungsgemäß angetrieben bedeutet, dass ein Förderelement sich selbst in Richtung der Förderrichtung bewegt oder von außen eine entsprechende Bewegung übertragen wird. Ein Förderelement im erfindungsgemäßen Sinne ist ein Element, das geeignet ist, das zu befördernde Gut aufzunehmen und / oder eine Bewegung in Förderrichtung auf dieses zu übertragen. Eine Vorschubeinrichtung ist eine Einrichtung, die zumindest eine Führung aufweist, mit der die beweglichen Förderelemente in Richtung der Vorschubrichtung geführt werden können.
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Weitere bevorzugte Ausführungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 17 dargestellt.
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Gemäß dem Anspruch 2 ist es bevorzugt, dass die Vorschubeinheit aus zumindest einer Antriebseinheit zur Übertragung einer kontinuierlichen Bewegung auf das bewegliche Förderelement besteht und mindestens eine Führung des beweglichen Förderelementes aufweist. Zumindest eine Abstützung zur Aufnahme der auftretenden Kräfte bzw. Momente beim Fördern des Gegenstandes und / oder der Führung des beweglichen Förderelementes ist vorhanden. Die kontinuierliche Bewegung umfasst im erfindungsgemäßen Sinne nicht nur den Transport des Gutes von einem Startpunkt zu einem Endpunkt, sondern kann auch bedeuten, dass weitere auf das Gut einwirkende Kräfte bei dem Transport vom Start- zum Endpunkt dabei überwunden werden. Eine Antriebseinheit kann neben einem Motor auch notwendige Getriebe, Zahnränder, Kraft- bzw. Drehmomentüberträger und / oder Steuer- bzw. Regeleinrichtungen umfassen. Ebenfalls möglich ist es Einzelantriebe mittels einer Kette, einem Riemen oder einem Getriebe zu koppeln.
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Die Antriebseinheit weist, gemäß dem Anspruch 3, bevorzugt mindestens eine Fläche auf, die eine zeitweilige Verbindung zur Übertragung der Bewegung von der Antriebseinheit auf das bewegliche Förderelement ermöglicht. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Antriebseinheit und das Förderelement zueinander komplementäre Flächen aufweisen.
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Idealerweise weist das bewegliche Förderelement gemäß dem Anspruch 4 mindestens jeweils einen Führungsbereich, einen Antriebsbereich und einen Kontaktbereich auf. Der Kontaktbereich weist eine Form, vorzugsweise eine unrunde Form, auf, die eine Rotation um eine Achse senkrecht zur Vorschubrichtung, bevorzugt durch einen Form- und / oder Kraftschluss mit einem Kontaktbereich eines benachbarten Förderelementes, zumindest begrenzt. Unrund im erfindungsgemäßen Sinne ist jede geometrische Form und Querschnitt, die vom Kreis oder einer kreisförmigen Bewegung periodisch abweicht. Der Führungsbereich des Förderelementes wirkt dabei mit der Führung zusammen und bestimmt dadurch die Förderrichtung des Gutes. Der Antriebsbereich stellt den Kontakt mit der Antriebseinheit her. Der Kontaktbereich stellt den Kontakt mit dem zu fördernden Gut her und überträgt die Bewegung vom Förderelement auf das Gut. Durch die unrunde Form wird verhindert, dass der Kontaktbereich an dem zu fördernden Gut abrollt. Dies kann zusätzlich verbessert werden durch eine form - und / oder kraftschlüssige Verbindung der Kontaktbereiche zweier benachbarter Förderelemente im Bereich in dem das Gut gefördert wird. Die Form des Kontaktbereiches ermöglicht darüber hinaus bevorzugt ein Lösen, Verschieben und / oder Trennen der Verbindung in den anderen Bereichen der Führung.
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Gemäß dem Anspruch 5 ist es bevorzugt, wenn die Führung des beweglichen Förderelementes in der Vorschubeinheit in Form eines geschlossenen Kreislaufes ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine mehrfache Verwendung eines Förderelementes.
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Bevorzugt gemäß dem Anspruch 6 ist es, dass die Führung mindestens eine Öffnung zum Ein- oder Ausschleusen von mindestens einem beweglichen Förderelement aufweist. Dadurch können verschlissene Förderelemente ausgetauscht werden, ohne einen laufenden Transportprozess zu unterbrechen. Weiterhin ist es hierdurch möglich die Förderelemente auf ein Gut mit geänderten Anforderungen, insbesondere der Abmessung, anzupassen.
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Die Abstützung zur Aufnahme der auftretenden Kräfte bzw. Momente ist gemäß dem Anspruch 7 bevorzugt als eine ein-oder mehrteilige Platte ausgebildet. Platten in unterschiedlichen Abmessungen sind auf dem Markt leicht verfügbar. Ein mehrteiliger Aufbau einer Platte vereinfacht die Montage oder Instandhaltungsarbeiten.
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Gemäß dem Anspruch 8 ist es bevorzugt, dass die ein- oder mehrteilige Platte die Führung ausbildet. Das Ausbilden der Führung durch die Platte erleichtert insbesondere bei der Aufnahme von hohen vertikalen Kräften die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die an der Führung beteiligten Oberflächen zur Verbesserung der Verschleißeigenschaften besonders bearbeitet, beschichtet und / oder ausgeformt sind.
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Weiterhin ist es gemäß dem Anspruch 9 bevorzugt, dass die ein- oder mehrteilige Platte mit der Führung verbunden ist. Im erfindungsgemäßen Sinne verbunden bedeutet hier, dass die Führung mit der Platte verschraubt sein kann oder die Führung von der Platte als solche ausgebildet wird oder auch durch entsprechende Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen die Führung besteht. Insbesondere die Reibung zwischen Förderelement und Führung reduzierende Bauelemente und Bauformen sind bevorzugt. Dies umfasst auch das Speichern, Zu- und / oder Abführen von Schmiermitteln.
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Die Vorschubeinheit besteht gemäß dem Anspruch 10 bevorzugt aus mindestens zwei ein- oder mehrteiligen Platten mit jeweils mindestens einer Führung zum Führen der beweglichen Förderelemente und die Führung in den verschiedenen Platten sind mindestens im Bereich der Verbindung des beweglichen Förderelementes mit dem Gegenstand zueinander parallel angeordnet. Eine derartige Ausführung erleichtert die Aufnahme von hohen vertikalen Kräften. Die parallele Ausrichtung der Führungen ermöglicht eine Richtungskontrolle für die Beförderungsrichtung.
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Die Führung mindestens im Bereich der Verbindung des beweglichen Förderelementes ist gemäß dem Anspruch 11 vorzugsweise mit dem Gegenstand vollständig mit beweglichen Förderelementen gefüllt, so dass diese untereinander in Kontakt zu mindestens einem benachbarten beweglichen Förderelement stehen. Durch den Kontakt der beweglichen Förderelemente untereinander ist bevorzugt eine Bewegung von einem beweglichen Förderelement auf das andere übertragbar. Die Bewegungsübertragung von Antriebseinrichtung auf ein einzelnes Förderelement erfolgt über einen Druck von der Antriebseinrichtung auf das Förderelement. Dadurch, dass zwei oder mehr Förderelemente in Kontakt miteinander stehen, kann die Bewegung der Antriebseinheit auch auf Förderelemente übertragen werden, die nicht in direktem Kontakt mit der Antriebseinheit stehen. Dies reduziert die Anzahl der benötigten Antriebseinheiten und der Förderlemente im Vergleich zu einer Kette.
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Gemäß dem Anspruch 12 ist es bevorzugt, dass das bewegliche Förderelement mittels mindestens einem Lager, vorzugsweise einem Wälzlager oder einem Gleitlager, in der Führung geführt ist. Dadurch wird der Energiebedarf der Antriebseinheit zur Bewegung der Förderelemente in der Führung reduziert.
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Der Gegenstand ist gemäß dem Anspruch 13 bevorzugt ein länglicher Gegenstand. Insbesondere längliche Gegenstände können hierdurch einfach befördert werden.
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Die Vorrichtung besteht, gemäß dem Anspruch 14, bevorzugt aus mindestens zwei Vorschubeinrichtungen und die Vorschubeinrichtungen stehen in einem Abstand zueinander. Durch die Verbindungsflächen der beweglichen Elemente in den verschiedenen Vorschubeinrichtungen wird ein Führungskanal ausgebildet. Der Führungskanal ist entlang einer möglichen Bewegungsrichtung des Gegenstandes ausgerichtet. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Vorschubeinrichtungen können höhere Kräfte, insbesondere Zugkräfte, auf das Gut übertragen werden. Insbesondere wenn nicht nur die zum Transport notwendigen Kräfte aufgebracht, sondern noch zusätzliche Kräfte überwunden werden müssen, ist diese Ausführung bevorzugt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstand zwischen den Vorschubeinrichtungen so einstellbar ist, dass durch die Förderelemente der unterschiedlichen Vorschubeinrichtungen ein vorab festgelegter Druck auf das Gut ausgeübt werden kann.
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Der Abstand der Vorschubeinrichtungen zueinander ist, gemäß dem Anspruch 15, bevorzugt steuer- oder regelbar. Hierdurch kann die Vorrichtung auf unterschiedliche Güter angepasst werden. Weiterhin ist es hierdurch möglich eine auf das Gut übertragenen Klemmkraft zu steuern oder zu regeln.
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Gemäß dem Anspruch 16 weist der Führungskanal einen Einlaufbereich, einen Förderbereich und einen Auslaufbereich auf. Der Führungskanal verengt sich im Einlaufbereich und weitet sich im Auslaufbereich auf. Im Förderbereich des Führungskanals besteht eine Verbindung zwischen dem Gegenstand und dem Kontaktbereich des beweglichen Förderelementes. Eine derartige Anordnung erleichtert das Einziehen von dem zu transportierenden Gut. Insbesondere bei langen Gütern, wie Stangen, Stäben oder Rohren, erleichtert dies den Transportvorgang.
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Gemäß dem Anspruch 17 ist es bevorzugt, dass zwei Vorschubeinrichtungen verwendet werden und die Antriebseinheit durch einen gemeinsamen Motor oder jeweils einem der Vorschubeinrichtung zugeordnetem Motor angetrieben werden. Hierdurch wird der Aufbau vereinfacht und dadurch die Kosten reduziert.
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Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Zwei oder mehr bewegliche Förderelemente in der Führung einer Vorschubeinrichtung übertragen durch Kontakt untereinander eine Bewegung aufeinander zu. Durch die Übertragung der Bewegung von zumindest zwei getrennten Förderelemente aufeinander, kann nur durch einen Druck die Bewegung übertragen werden. Eine plastische oder elastische Längung ist dadurch ausgeschlossen.
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Gemäß dem Anspruch 19 ist es bevorzugt, dass ein länglicher Gegenstand befördert wird. Bei einem Einsatz von mindestens zwei Vorschubeinrichtungen übertragen die jeweiligen beweglichen Förderelemente bevorzugt eine Bewegung in Förderrichtung auf den Gegenstand. Die Richtung der jeweils übertragenen Bewegungen in Förderrichtung weicht dabei nicht mehr als 45° zueinander, vorzugsweise nicht mehr als 20° zueinander noch mehr bevorzugt nicht mehr als 10% zueinander ab. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Vorschubeinrichtungen können höhere Kräfte auf das Gut übertragen werden. Insbesondere wenn nicht nur die zum Transport notwendigen Kräfte aufgebracht, sondern noch zusätzliche Kräfte überwunden werden müssen, ist diese Ausführung bevorzugt. Eine Verschränkung der jeweiligen auf das Gut übertragenen Bewegungsrichtung ermöglicht ein Einbringen einer Rotation auf das zu Befördernde Gut. Insbesondere bei Stangen, Stäben oder Rohren in Kombination mit einer nachgeschalteten Oberflächenbehandlung, wie Schälen, Schleifen, oder einer Inspektionseinrichtung ist eine Rotation bei der Beförderung erwünscht.
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Gemäß dem Anspruch 21 ist es bevorzugt, dass eine Rotation bei der Beförderung auf den Gegenstand übertragen wird. Insbesondere bei Stangen, Stäben oder Rohren in Kombination mit einer nachgeschalteten Oberflächenbehandlung, wie Schälen, Schleifen, oder einer Inspektionseinrichtung ist eine Rotation bei der Beförderung erwünscht.
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Die Übertragung der Bewegung in Förderrichtung und die Rotation des Gegenstandes erfolgt, gemäß dem Anspruch 22, bevorzugt gleichzeitig.
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Gemäß dem Anspruch 23 ist es bevorzugt, dass der Gegenstand von zwei oder mehreren beweglichen Förderelementen aus mindestens zwei Vorschubeinrichtungen eingespannt wird. Das Einspannen, d.h. das Aufbringen einer Kraftkomponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gutes, durch zwei oder mehr Vorschubeinrichtungen, vereinfacht das Übertragen der zur Bewegung des Gutes benötigten Kräfte.
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Der Beschreibung der Erfindung sind die folgenden 4 Figuren beigefügt:
- 1: Vorschubeinrichtung mit Antrieb
- 2: Schnitt durch Fördereinrichtung
- 3:
- a) Förderelement Seitenansicht
- b) Förderelemt Frontansicht
- 4: Vorschubeinrichtung in Verbindung mit einer Ziehanlage.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von einem Gegenstand 1 in Richtung einer Vorschubrichtung 2. Die Vorrichtung besteht aus zwei Vorschubeinrichtungen 5, die eine gemeinsame Antriebseinheit 6 aufweisen. Dabei wirkt der Motor 18 der Antriebseinheit 6 auf eine Vorschubeinrichtung 5 direkt und auf die andere über eine Antriebskette mit einem Getriebe. Der zu fördernde Gegenstand 1 ist hier eine Stange. Die Förderelemente 3 der jeweiligen Vorschubeinrichtung 5 sind zwischen zwei parallelen Platten 12 angeordnet, welche gleichzeitig auch die Führung 4 der Förderelemente 3 ausbilden. Der Abstand d der Vorschubeinheiten 5 zueinander, bzw. die Abmessung des Führungskanals 13, kann durch Gewindestangen mit entsprechenden Muttern eingestellt werden oder durch eine entsprechende steuer- oder regelbare Verstelleinheit, die elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben wird, verstellt werden.
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2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung der 1. Die Übertragung der Bewegung des Antriebsmotors 18 der Antriebseinheit 6 auf die Förderelemente 3 der jeweiligen Vorschubeinrichtung 5 erfolgt durch jeweils ein Zahnrad in der Vorschubeinrichtung 5. Dabei werden die Zahnräder durch den gemeinsamen Antrieb derartig bewegt, dass sie sich gegenläufig zueinander drehen. Die Eingriffe in den Zahnrädern sind derartig ausgestaltet, dass sie auf entsprechende Flächen bzw. Bereiche der Förderelemente wirken können zum Übertragen der Bewegung von dem Zahnrad auf das Förderelement 3.
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Die Führung 4 in den Vorschubeinheiten 5 sind vollständig mit Förderelementen 3 ausgefüllt. Die Förderelemente 3 stehen in einer Vorschubeinrichtung 5 untereinander in Kontakt, so dass bei einer Bewegung eines einzelnen Förderelementes 3 alle Förderelemente 3 der Vorschubeinrichtung 5 mit bewegt werden. Dabei wird die Bewegungsrichtung eines einzelnen Förderelementes 3 durch die beiden Führungen 4 der Vorschubeinrichtung 5 vorgegeben.
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Bei einer auf den Gegenstand 1 abgestimmten Abstandsregelung der beiden Vorschubeinheiten 5 zueinander wird der Gegenstand 1 zwischen den Förderelementen 3 der beiden Vorschubeinrichtungen 5 eingespannt. Eine Bewegung eines oder mehrerer Förderelemente 3 überträgt sich dann automatisch auch auf den Gegenstand 1. Dadurch wird der Gegenstand 1 bei Bewegung der Förderelemente 3 durch die beiden Vorschubeinrichtungen 5 z.B. durch einen Ziehstein gezogen bzw. gedrückt.
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3a/b zeigen ein einzelnes Förderelement 3 in zwei unterschiedlichen Ansichten. 3a zeigt eine Draufsicht bzw. Seitenansicht auf ein einzelnes Förderelement 3. Das Förderelement 3 weist an seinen beiden äußeren Enden jeweils ein Kugellager 19 auf. Das jeweilige Kugellager 19 wird in den zugeordneten Führungen 4 zweier Platten12 der Vorschubeinrichtung 5 angeordnet. Als Alternative zu einem Kugellager 19 kann hier auch ein Gleitlager verwendet werden. Weiterhin besteht das Förderelement 3 aus einem Bereich zum Vorschub 9 und einem Bereich für den Kontakt 10 mit dem Gegenstand 1. Der Vorschubbereich 9 ist derartig ausgeformt, hier rund, so dass er zum Antriebszahnrad einer Antriebseinrichtung 6 passt. Der Kontaktbereich 10 mit dem Gegenstand 1 ist derartig ausgestaltet, dass eine effektive Kraftübertragung vom Förderelement 3 auf den Gegenstand 1 möglich ist. Hier ist eine Kerbe entsprechend der Form bzw. Profil des Stabes eingebracht.
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3b zeigt eine Seitenansicht des Förderelementes 3. Zu sehen ist hier das seitliche Kugellager 19 und die Außengeometrie in axialer Richtung des Förderelementes 3. Der Kontaktbereich 10 steht über die Lager 19 hinaus und ermöglicht dadurch einen Formschluss mit dem Kontaktbereich 10 eines benachbarten Förderelementes 3. Auf einer Fläche des Kontaktbereiches ist einer Vertiefung mit der ein optimaler Kontakt zum Gut hergestellt werden kann. Die beiden dazu benachbarten Flächen ermöglichen den Formschluss zum benachbarten Förderelement 3.
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4 zeigt eine mögliche Anwendung des Verfahrens zur Beförderung eines Gegenstands 1 in eine Vorschubrichtung 2 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein länglicher Gegenstand 1 wird in die Vorschubrichtung 2 befördert und dabei gleichzeitig ein Zug ausgeübt. Der Zug wird hierbei genutzt, um an einer Matrize eine entsprechende Formänderung eines Stabes durchzuführen. Tabelle 1: Bezeichnungen in Abbildungen
| Nummer | Beschreibung |
| 1 | Gegenstand |
| 2 | Vorschubrichtung |
| 3 | Förderelement |
| 4 | Führung |
| 5 | Vorschubeinheit |
| 6 | Antriebseinheit |
| 7 | Abstützung |
| 8 | Führungsbereich |
| 9 | Antriebsbereich |
| 10 | Kontaktbereich |
| 11 | Kreislauf |
| 12 | Platte |
| 13 | Führungskanal |
| 14 | Bewegungsrichtung |
| 15 | Einlaufbereich |
| 16 | Förderbereich |
| 17 | Auslaufbereich |
| 18 | Motor |
| 19 | Lager |
| 20 | Förderrichtung |
| d | Abstand |
