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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von flächigen Substraten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Transportieren von flächigen Substrate nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 14.
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Die Herstellung von Werkstoffplatten aus zerspantem Holz zu MDF, OSB, HDF oder ähnlichen Holzwerkstoffplatten ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Überwiegend wird das zerspante oder zerkleinerte Holz, ggfs. substituiert mit dessen Recyclaten und/oder anderen Rohstoffen, zu einem Vlies oder einer Pressgutmatte gestreut und mittels einer bevorzugt kontinuierlich arbeitenden Presse verpreßt. Diese Werkstoffplatten genügen in der Regel nicht den ästhetischen Ansprüchen bei deren Verwendung beispielsweise im Möbelbau und werden deshalb an ihrer Oberfläche mittels geeigneter Flächiger Substrate, beispielsweise mit Furnieren, Laminaten oder Folien veredelt. Hierzu werden Folien oder geschichtete Folienpakete auf der Werkstoffplatte aufgelegt und mittels eines Pressvorganges laminiert. Die hierzu notwendigen Folien sind in der Regel beharzt, welches zum einen zum adhäsiven Verbund mit der Werkstoffplatte und/oder als Oberflächenschutz einer Designfolie dienen kann. Auch ist es bekannt auf Werkstoffplatten direkt mittels Digitaldruckern ein Oberflächenmuster oder ein Bild zu generieren, welches schließlich mit einer durchsichtigen Schutzfolie bedeckt bzw. laminiert wird.
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Weiter bezieht sich die Erfindung auch auf die Herstellung von Laminaten aus mehreren Substraten als Schichtstoffe, die im Stand der Technik als sogenannte dekorative Hochdruck-Schichtpressstoffplatten (HPL) bekannt geworden sind. Die englische Abkürzung HPL steht dabei für „high pressure laminates“. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um mehrschichtige ausgehärtete Werkstoffplatten (Laminate), die aus Schichten faseriger Zellulose (Substratpakete) bestehen, welche mit duroplastischen Harzen, insbesondere Phenolharz, imprägniert sind und ggfs. als Oberflächenbeschichtung ein mit Melaminharz getränktes Dekorpapier aufweisen. Die gegenüber dem aufwendigen Herstellungsprozess entstehenden Vorteile sind hohe Resistenzen gegenüber Umwelteinflüssen wie Hitze, Licht und Wasser respektive Feuchtigkeit. Dazu kommt eine gute Eigenstabilität sowie eine hohe Schlag- und Schnittfestigkeit gegenüber Werkzeugen. Diese Schichtstoffplatten werden bevorzugt als Fußböden, Möbelteile und vor allem als Küchenarbeitsplatten eingesetzt.
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Auch können Furniere im Zuge der Herstellung von Schichtstoffplatten zu Furnierpaketen zusammengestellt werden und müssen entsprechend mit geeigneten Manipulatoren geschichtet werden.
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All den vorgenannten und anderen Verwendungen zum Transport eines Substrates ist auch gemein, dass diese ggfs. ein Substrat von einem Lagerstapel an Substraten separierend aufnehmen und/oder wenden müssen. Überwiegend werden hierzu Saugleisten verwendet, die quer zur Transportrichtung eine Halterung aufweisen, an der mehrere Saugelemente angeordnet sind, die mittels Unterdruck das Substrat ansaugen. Aufgrund der Haftreibung folgt das Substrat schließlich der beweglichen Halterung, meist ein Balken.
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Im Übrigen ist es in der Industrie bekannt für eine Anpassung der Saugleiste die seitlichen nicht mit einem Substrat belegten Saugelemente vom Unterdrucksystem zu trennen. Damit soll es verhindert werden, dass unnötig viel Volumen zur Erstellung des Unterdrucks angesaugt werden muss. Zur Schonung der Abdichtungselemente dieser Saugelemente wurden diese auch alternativ aus der Kontaktebene mit dem Substrat ausgehoben, meist mit Linearförderern.
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Alle diese Varianten erfordern ein Höchstmaß an anlagentechnischen und steuerungstechnischen Aufwand und vergrößern insgesamt die zu bewegende Masse der Saugleiste deutlich.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt für die vorstehend genannten und auch andere geeignete Aufgabengebiete eine Vorrichtung zum Transport von flächigen Substraten zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik hinsichtlich der Möglichkeiten für die Formatanpassung an unterschiedliche Substrate deutliche Vorteile abbildet. In einer Erweiterung der Erfindung soll die zu manipulierende Masse des Saugbalkens gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden, bevorzugt bei einhergehendem schonenderem Transport.
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Die Erfindung geht dabei von einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Transport eines flächigen Substrates, bevorzugt von Folien, Papieren, Furnieren oder dergleichen, insbesondere im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten oder deren Veredelung, aus, in der längs und/oder quer zur Transportrichtung ein Balken zur Halterung von Saugelementen angeordnet ist und eine Mehrzahl an Saugelementen entlang des Balkens entlang ihrer Erstreckung eine effektive Länge zur Einleitung von Kräften in das Substrat ausbilden.
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Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung zum Transport von Substraten dadurch gelöst, dass zur Anpassung an das Format des zu transportierenden Substrates zumindest ein Saugelement entlang des Balkens verschiebbar und/oder zumindest zwei Saugelemente in ihrem Abstand zueinander veränderlich angeordnet sind, bevorzugt zur Anpassung der Erstreckung der Saugelemente über die Länge des Balkens.
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In vorteilhafter Weise kann nun durch ein einfaches Verschieben der Saugelemente die effektive Länge zur Einleitung von Kräften in das Substrat verändert werden, ohne dass aufwendige Steuerungstechnik (Sensorik/Mechanik) an Balken angeordnet sein muss, welche die Masse deutlich erhöht. Gleichzeitig wird durch die Verwendung von mehr Saugelementen je Längeneinheit bei kleineren Substratformaten die notwendige Krafteinleitung auf mehrere Stellen erhöht und damit die Scher- und Momentenkräfte zum Transport des Substrats verringert. Saugelemente, die in den Randbereichen unnötig angeordnet sind, eher selten zum Einsatz kommen sind nicht notwendig. Insofern auf eine Randabschaltung verzichtet worden ist, machen diese Saugelemente auch keine Schwierigkeiten mehr, bei kleineren Formaten, wenn diese neben dem Substratstapel mit der Unterlage in Kontakt geraten und die Unterlage der Substrate ansaugen.
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Es kann im Übrigen notwendig sein, unabhängig von den benachbarten angeführten Merkmalen, dass nur ein oder zwei Saugelemente in der Mitte des Balkens verschoben werden müssen. Auch kann bei Substraten, die unterschiedliche Dichten und/oder Steifigkeiten quer oder parallel zur Transportrichtung aufweisen notwendig sein, die Saugelemente entsprechend dem Substrat in ihren Abständen anzupassen um die optimale Krafteinleitung für einen schadensfreien und/oder verzugfreien Transport zu ermöglichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Saugelemente gleitend gelagert und an vorgegebenen Markierungen oder Haltepositionen feststellbar, klemmbar und/oder einrastbar angeordnet. Gleitende Anordnungen sind flexibel verwendbar. Markierungen oder Haltepositionen ermöglichen die Ausrichtung entlang von Rastern oder Formatvorgaben der Substratvariationen und helfen bei einer manuellen Umrüstung, aber auch bei einer automatisierten hinsichtlich der Sichtkontrolle oder einer Vereinfachung der Mechanik hinsichtlich der Genauigkeit.
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Alternativ oder kumulativ sind automatisierbare Mittel zur linearen Verschiebung einzelner, aller oder gruppierter Saugelemente entlang des Balkens angeordnet. Dies kann insbesondere hilfreich sein, wenn zwei oder mehr Substrate nebeneinander manipuliert werden sollen.
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Alternativ oder kumulativ sind die Saugelemente vollständig, einzeln oder gruppiert mit zumindest eine Unterdruckquelle wirkverbunden. Die Ausgestaltung der Verbindungswege zwischen den Saugelemente und der Unterdruckquelle sind vielfältig und bevorzugt in Abhängigkeit der unterschiedlichen Formatvorgaben zu wählen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Saugelemente mit einem oder mehreren Scherenhebeln oder höchst bevorzugt analog zu einer Nürnberger-Schere miteinander zur Verstellung wirkverbunden sein. Derartig ist der mechanische Aufwand am Saugbalken äußerst gering.
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Bevorzugt können also durch dieses Maschinenelement oder andere ähnlich geeignete Maschinenelemente die Abstände aller Saugelemente gleichmäßig zueinander verändert werden um die Krafteinleitung entlang des Balkens in das Substrat zu vergleichmäßigen.
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Alternativ oder kumulativ sind alle Saugelemente an einer Unterdruckquelle angeschlossen sind, wobei bevorzugt die Schnittstelle zur Unterdruckquelle für die Saugelemente über deren Aufhängung am Balken und/oder am Balken selbst angeordnet ist. Hierbei kann zum Beispiel eine Nut mit einer flexiblen Abdeckung als Unterdruckführungsmittel vorgesehen sein, entlang dessen sich die Saugelemente respektive deren Halterung bewegen. Damit oder mit einem ähnlichen Maschinenelement wäre sichergestellt, dass an jeder Position des Saugelements ein Unterdruck anliegen kann. Alternativ können die Saugelemente auch klassisch über geeignete Leitungen, die an dem Balken befestigt sind, mit Unterdruck versorgt werden.
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Alternativ oder kumulativ sind die Wirkverbindung zwischen dem Saugelement und der Unterdruckquelle erst nach Kontakt des Saugelements mit dem Substrat aktivierbar angeordnet ist und/oder dass zur Freigabe des Substrats von den Saugelementen die Unterdruckquelle von den Saugelementen mittels eines Ventils abtrennbar ist. Hierzu kann besonders bevorzugt entsprechende Sensorik und eine Steuerungsvorrichtung angeordnet sein.
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Alternativ oder kumulativ sind am Balken zur Fixierung der Saugelemente ein vorgespanntes Klemmelement angeordnet ist, welches bevorzugt manuell oder automatisiert lösbar ausgeführt ist. Von Vorteil ist, wenn die Saugelemente nur nach Lösung einer Klemmung beweglich sind.
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Alternativ oder kumulativ sind Limitierungen für die minimale und/oder maximale Erstreckung und/oder für den minimalen und/oder maximalen Abstand der Saugelemente zueinander angeordnet sind.
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Alternativ oder kumulativ sind mehrere Balken beabstandet zueinander angeordnet sind und bevorzugt die Abstände der Balken zueinander zur Formatanpassung an das Substrat veränderbar ausgeführt sind.
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Alternativ oder kumulativ sind bei einer flächigen Anordnung der Saugelemente mit mehreren Balken die Größenveränderung der effektiven Saugbreite und der korrelierende Abstand der Balken zueinander sich in Bezug auf einen fixen Endpunkt an einer Ecke eines Rechteckes orientiert. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn die verschiedenen Formate der Substrate bestimmten geometrischen Vorgaben folgen, wie es beispielsweise aus dem Papierhandwerk bekannt ist, also ähnlich wie bei den Formaten nach DIN A0 bis DIN A6... ggfs. analog den Formaten von Werkstoffplatten 4x4 Fuß, 8x8 Fuß, 8x6 Fuß uws.
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Alternativ oder kumulativ sind eine oder mehrere Stellvorrichtungen zur Einstellung des Abstands zwischen den Saugelementen und/oder deren Erstreckung angeordnet sind, wobei diese besonders bevorzugt vor, nach und/oder während dem Kontakt des Substrats mit dem Saugelementen aktivierbar angeordnet sind. Dies kann höchst bevorzugt durch eine Steuerungsvorrichtung gesteuert oder geregelt werden.
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Alternativ oder kumulativ ist eine Steuerungsvorrichtung angeordnet ist, welche geeignet ist während dem Kontakt der Saugelemente mit einem Substrat die Stellvorrichtungen für die Saugelemente zur Einleitung von Kräften in das Substrat zu aktivieren.
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Die beiden obigen verschiedenen Varianten können es ermöglichen, dass zum Beispiel bei der Aufnahme von einem Substrat Kräfte parallel zur Erstreckung des Balkens in das Substrat eingeleitet werden können, um es zu strecken oder zu biegen. Beide Varianten können geeignet sein, das Ablösen vom Substratstapel zu verbessern und das Verrutschen oder das unkontrollierte Teiltransportieren von einem benachbarten Substrat zu verhindern.
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Daneben kann es notwendig sein während dem Transport die Ausrichtung des Substrats entlang des Balkens zu verändern, um die Liegeposition des Substrates beim Ablegen entsprechend einzustellen.
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Weiter kann es beim Ablegen notwendig oder sinnvoll sein das Substrat, ggfs. nochmals, zu strecken. Es kann bei der Aufnahme oder während des Transport durch Flatterbewegungen oder Trägheitskräfte zu Verschiebungen des Substrates gekommen sein. Diese können somit ausgeglichen werden.
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Es ist ggfs. notwendig entsprechende Überwachungssensorik in der Unterlage der Substrate, an der Ablegeposition der Substrate oder auf dem Transportweg sowie am Balken vorzusehen, um das Format, die Lage und/oder die Eigenschaften (wellig, gestreckt, verschoben) des Substrats zu überprüfen bzw. zu überwachen. Diese Sensorik ist besonders bevorzugt mit einer Steuerungsvorrichtung wirkverbunden, um die entsprechenden Aktuatoren in der Vorrichtung zu steuern oder zu regeln.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Transport eines flächigen Substrates, bevorzugt von Folien, Papieren, Furnieren oder dergleichen, insbesondere im Zuge der Herstellung von, Werkstoffplatten oder deren Veredelung, wobei längs und/oder quer zur Transportrichtung ein Balken zur Halterung von Saugelementen angeordnet ist und eine Mehrzahl an Saugelementen entlang des Balkens entlang ihrer Erstreckung eine effektive Saugbreite ausbilden.
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Die Erfindung löst die Aufgabe für das Verfahren dadurch, dass zur Anpassung an das Format des zu transportierenden Substrates zumindest ein Saugelement entlang des Balkens verschoben wird und/oder zumindest zwei Saugelemente in ihrem Abstand zueinander entlang des Balkens verändert werden, bevorzugt zur Anpassung der Erstreckung 6 der Saugelemente über die Länge des Balkens.
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Die nachstehenden Eigenschaften, Merkmale oder Verbesserungen sind kumulativ oder alternativ anwendbar und deren Vorzüge ergeben sich aus den entsprechenden Hinweisen zur vorrichtungsgemäßen Umsetzung oben:
- - einzelne, gruppierte oder alle Saugelemente können entlang des Balkens, bevorzugt automatisiert, verschoben werden;
- - die Saugelemente können vollständig, einzeln oder gruppiert an zumindest eine Unterdruckquelle angeschlossen sein;
- - die Schnittstelle zur Unterdruckquelle für die Saugelemente kann über deren Aufhängung am Balken und/oder am Balken selbst etabliert werden;
- - die Wirkverbindung zwischen dem Saugelement und der Unterdruckquelle soll erst nach Kontakt des Saugelements mit dem Substrat aktiviert werden;
- - zur Freigabe des Substrats von den Saugelementen kann die Unterdruck-quelle von den Saugelementen mittels eines Ventils abgetrennt werden;
- - es wird eine mechanische und/oder automatisierbare Verstelleinrichtung zur Einstellung des Abstands zwischen den Saugelementen verwendet;
- - die Saugelemente können mit einem oder mehreren Scherenhebeln oder höchst bevorzugt analog zu einer Nürnberger-Schere verschoben werden;
- - zur Anpassung, Verringerung oder Vergrößerung der effektiven Saugbreite können die Saugelemente nur von einer Außenseite des Balkens entlang verschoben werden;
- - es werden vorgegebene Limitierungen für den minimalen und maximalen Abstand der Saugelemente und/oder der Erstreckung verwendet;
- - es können mehrere Balken beabstandet zueinander verwendet werden, wobei bevorzugt die Abstände der Balken zueinander zur Formatanpassung an das Substrat verändert werden können;
- - bei einer flächigen Anordnung der Saugelemente durch mehrere Balken die Größenveränderung der effektiven Saugbreite und der korrelierende Abstand der Balken zueinander sich in Bezug auf einen fixen Endpunkt an einer Ecke eines Rechteckes orientiert und analog der hiesigen und/oder vorgegebenen Formatgrößen verändert wird.
- - es können eine oder mehrere Stellvorrichtungen zur Einstellung des Abstands zwischen den Saugelementen und/oder deren Erstreckung verwendet werden;
- - diese Stellvorrichtungen können vor, nach und/oder während dem Kontakt des Substrats mit dem Saugelementen aktiviert werden, höchst bevorzugt durch eine Steuerungsvorrichtung;
- - eine Steuerungsvorrichtung kann während dem Kontakt der Saugelemente mit einem Substrat die Stellvorrichtungen für die Saugelemente zur Einleitung von Kräften in das Substrat aktivieren, insbesondere um das Substrat während dem Abheben, dem Transport und/oder dem Ablegen zu krümmen, zu spannen und/oder auszurichten.
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Zusammengefasst erreicht die Erfindung die folgenden Vorteile:
- Komplexe Steuerungs- und Automatisierungstechniken für einzelne Saugelemente am Balken zur Formateinstellung durch An- oder Abschaltung sind nicht notwendig. Auf zusätzliche Aushebemechanik für inaktive Saugelemente kann verzichtet werden. Durch Verringerung von Schaltungstechnik und Ventilen wird Gewicht gespart. Einher geht ein geringerer Aufwand zur Einstellung der effektiven Saugbreite. Es findet ein schonender Transport von schmaleren Substraten durch mehr Saugelemente statt.
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Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung mit der Transportrichtung senkrecht zur Zeichenebene,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung nach einem möglichen Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 1,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 1,
- 4 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung während des Transports eines Substrats mit der Transportrichtung parallel zur Zeichenebene und
- 5 eine weitere Ausführungsform des Transports eines Substrats mit der Transportrichtung parallel zur Zeichenebene.
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Die Figuren benennen gleiche Maschinenelemente mit gleichen Bezugszeichen. In den Figuren sind weiterhin sonstige bekannte und ggfs. sinnvolle Maschinenelemente wie Rahmen, Antriebe für den Balken und dergleichen aufgrund der zeichnerischen Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung die Vorrichtung mit der Transportrichtung senkrecht zur Zeichenebene, wobei ein in Transportrichtung beweglicher Balken 1 der Vorrichtung ein Substrat 3 mittels den Saugelementen 2 vom Substratstapel 4 abgehoben hat. Der Substratstapel 4 liegt dabei auf einer Unterlage 5. Die Erstreckung 6 der Saugelemente 2 ist dabei über den gesamten Balken 1 ausgeführt, die Saugelemente 2 sind entlang der Erstreckung 6 gleichmäßig verteilt.
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2 zeigt die Vorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer kleineren Erstreckung 6, die ungefähr der Hälfte der Erstreckung 6 der 1 entspricht. Die Saugelemente 2 wurden dabei alle, im Wesentlichen gleichförmig, im Abstand zueinander verringert, so dass das kleinere Substrat 3 mit allen Saugelementen 2 angehoben wird, welche im Wesentlichen wiederum den gleichen Abstand zueinander haben.
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3 zeigt die Vorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer kleineren Erstreckung 6 gegenüber der 1, aber einer größeren Erstreckung 6 gegenüber der vorherigen 2. In diesem Ausführungsbeispiel wurden nur die beiden äußeren Saugelemente 2 in Richtung eines dritten Saugelements 2 verschoben, damit alle Saugelemente 2 in Eingriff mit dem Substrat 3 gelangen können.
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In einem nicht dargestellten dritten Ausführungsbeispiel könnten auch zwei Substrate aufgenommen werden, die mit ihrer Trennlinie parallel zur Transportrichtung nebeneinander liegen. Damit würden je nach Abstand der beiden Substrate zueinander ein oder zwei mittlere Saugelemente parallel zur Erstreckung 6 verschieben, um im Wesentlichen zwei theoretische Erstreckungen 6 entlang des Balkens 1 für zwei Substrate 2 auszubilden.
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Die 4 und 5 zeigen eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung während des Transports eines Substrats mit der Transportrichtung 7 parallel zur Zeichenebene. Bei der Vorrichtung nach 4 wird die rechte Seite des obersten Substrats 3 des Substratstapels angehoben und in Transportrichtung 7 nach rechts verschoben. Nach 5 wurde die linke Seite des obersten Substrates 3 des Substratstapels 4 angehoben, wobei sich der Balken um seine axiale Erstreckung um 180° gedreht hat und das Substrat 3 im Zuge des Transportes auch gleich wendet.
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In den Figuren sind weiterhin sonstige bekannte und ggfs. sinnvolle Maschinenelemente wie Rahmen, Antriebe für den Balken, und dergleichen aufgrund der zeichnerischen Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Balken
- 2
- Saugelemente
- 3
- Substrat
- 4
- Substratstapel
- 5
- Unterlage
- 6
- Erstreckung
- 7
- Transportrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2329267 A1 [0007]
- DE 2605172 A1 [0007]
- DE 2825206 C2 [0007]
- DE 10101233 A1 [0007]
- DE 102015107378 A1 [0007]
- DE 102019106723 A1 [0007]
