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Die Erfindung betrifft ein Förderband für ein Bogentransportsystem, welches Förderband eine Schweißnaht, die sich in einer relativ zu der Breitenrichtung des Bandes geneigten Nahtrichtung über das Förderband erstreckt, und ein Muster von durchgehenden Löchern aufweist, die in einem regelmäßigen Gitter angeordnet sind, wobei das Gitter eine Anzahl von Achsen, auf denen die durchgehenden Löcher ausgerichtet sind, und eine Gitterhauptrichtung hat, die als die Richtung derjenigen Achse definiert ist, für die die Abweichung von der Breitenrichtung am kleinsten ist.
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In einem Bogentransportsystem, beispielsweise eines Druckers, ist ein solches Förderband als ein endloses Band konfiguriert, das über zwei Walzen läuft und dazu angetrieben wird, Bögen von Druckmedien durch Bearbeitungsstationen des Druckers zu transportieren. Damit die Bögen in stabilen Positionen auf dem Band gehalten werden, ist unter dem oberen Trumm des Bandes ein Saugkasten angeordnet, und das Band ist durch durchgehende Löcher perforiert, die fein über die gesamte Fläche des Bandes verteilt sind, so dass Umgebungsluft durch die durchgehenden Löcher des Bandes hindurch in den Saugkasten eingesaugt wird, wodurch die Bögen gegen das Band angezogen werden.
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Das endlose Band ist aus einem länglichen Stück eines Bahnmaterials hergestellt, dessen entgegengesetzte Enden an der Schweißnaht miteinander verbunden worden sind. Damit ein ruhiges Laufverhalten des Bandes sichergestellt wird, wenn die Schweißnaht über eine Walze oder durch einen Spalt zwischen zwei Walzen läuft, ist es vorteilhaft, die Bahn entlang Schneidlinien, die relativ zu der Breitenrichtung der Bahn geneigt sind, in getrennte Stücke des Bahnmaterials zu zerschneiden, so dass auch die Schweißnaht des endlosen Bandes eine Nahtrichtung hat, die entsprechend relativ zu der Breitenrichtung des Bandes geneigt ist. Der Neigungswinkel der Nahtrichtung liegt typischerweise in der Größenordnung von 1 bis 10°. Ein größerer Neigungswinkel würde das Risiko vergrößern, dass das endlose Band sich an der Schweißnaht verzieht, wenn das Band unter Zugspannung steht.
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Bei dem bekannten Förderband sind die durchgehenden Löcher in einem regelmäßigen Gitter angeordnet, das eine Gitterhauptrichtung hat, die zu der Nahtrichtung parallel ist. So sind die durchgehenden Löcher in geraden Reihen angeordnet, die sich parallel zu der Schweißnaht erstrecken und in der Richtung senkrecht zu der Gitterhauptrichtung durch gewisse Abstände voneinander getrennt sind. Wenn die Breite der Schweißnaht kleiner ist als der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Reihen der durchgehenden Löcher, ist es folglich möglich, die Schweißnaht so zu positionieren, dass sie vollständig in dem Zwischenraum liegt, so dass keines der durchgehenden Löcher durch die Schweißnaht blockiert wird.
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Bei diesem bekannten Design ist jedoch die Breite der Schweißnaht im Hinblick auf die Abstände zwischen den Reihen der durchgehenden Löcher begrenzt. Wenn die Schweißnaht eine größere Breite haben muss, damit eine ausreichende Stärke der Schweißverbindung sichergestellt wird, und/oder wenn die durchgehenden Löcher ein sehr feines Raster bilden müssen, damit ein gleichmäßiges Ansaugen der Bögen sichergestellt wird, so kann die Grenze nicht mehr eingehalten werden, und eine komplette Reihe der Löcher wird blockiert. Wenn sich zufällig eine Kante eines Medienbogens auf einer solchen blockierten Reihe von Löchern befindet, kann sich diese Kante des Bogens nach oben biegen, und dies kann Schäden verursachen, beispielsweise infolge einer Kollision des hochgebogenen Bogenrandes mit einem Tintenstrahldruckkopf des Druckers.
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Selbst wenn die Breite der Schweißnaht kleiner gemacht werden kann als der Zwischenraum zwischen den Reihen der Löcher, ist es mühsam, die Schneidlinien, längs denen die Bahn geschnitten wird, präzise in Bezug auf die Reihen der durchgehenden Löcher zu positionieren.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Zuverlässigkeit zu verbessern, mit der Bögen in einem flachen Zustand auf dem Förderband gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei dem erfindungsgemäßen Förderband die Nahtrichtung und die Gitterhauptrichtung gegensinnig in Bezug auf die Breitenrichtung geneigt sind.
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In einer typischen Konfiguration des Förderbandes gemäß der Erfindung schneidet deshalb die Schweißnaht wenigstens eine Reihe der durchgehenden Löcher, so dass eine Anzahl dieser Löcher blockiert wird. Da jedoch die Nahtrichtung und die Gitterhauptrichtung in entgegengesetzten Richtungen von der Breitenrichtung der Bahn abweichen, ist der Winkel, den die Schweißnaht und die Reihen der Löcher miteinander bilden, größer als der Neigungswinkel der Schweißnaht und größer als der Neigungswinkel der Gitterhauptrichtung. Infolge dieses großen Winkels ist die Anzahl der einander benachbarten durchgehenden Löcher, die dort, wo die Schweißnaht die Reihe der Löcher schneidet, durch die Schweißnaht blockiert werden, nur verhältnismäßig klein. Wenn somit zufällig eine Kante eines Bogens so liegt, dass sie die Schweißnaht schneidet, ist das Segment dieser Kante, das nicht sicher gegen das Band angesaugt wird, relativ kurz, so dass die Kante sich in diesem kurzen Segment nicht aufwärts biegen kann.
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Folglich können die Bögen selbst unter ungünstigsten Bedingungen zuverlässig in einem flachen Zustand auf dem Band gehalten werden.
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Darüber hinaus wird die Beschränkung beseitigt, die sich auf die zulässige Breite der Schweißnaht und die Abstände zwischen den Reihen der durchgehenden Löcher bezieht, so dass es möglich ist, Förderbänder mit einer breiten Schweißnaht herzustellen, die hohen Zugkräften standhalten kann, und/oder Förderbänder mit sehr feinen Rastern von durchgehenden Löchern bereitzustellen, mit denen auch besonders biegeschlaffe Bögen gleichmäßig angezogen werden können.
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Die Erfindung erleichtert auch den Prozess der Herstellung der Förderbänder, da nur noch der Neigungswinkel der Schneidlinie eingestellt zu werden braucht aber nicht mehr die genaue Position der Schneidlinie relativ zu dem Gitter der durchgehenden Löcher.
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Speziellere wahlfreie Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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In einer Ausführungsform ist das regelmäßige Gitter der durchgehenden Löcher eine Parkettierung der Fläche des Bandes mit Rhomboiden oder gleichschenkligen Dreiecken. Der Neigungswinkel der Nahtrichtung in Bezug auf die Breitenrichtung kann 10° oder weniger betragen. Ähnlich kann auch der Neigungswinkel zwischen der Gitterhauptrichtung und der Breitenrichtung 10° oder weniger betragen.
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In einer Ausführungsform kann die Schweißnaht eine Breite haben, die größer ist als die Breite des Zwischenraums zwischen benachbarten Reihen der durchgehenden Löcher, die sich in der Gitterhauptrichtung erstrecken.
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Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Förderbandes, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Bereitstellen eines endlosen Bahnmaterials, das ein Muster von durchgehenden Löchern aufweist, die in einem regelmäßigen Gitter angeordnet sind, wobei das Gitter ein Anzahl von Achsen, auf denen die durchgehenden Löcher ausgerichtet sind, und eine Gitterhauptrichtung hat, die definiert ist als die Richtung derjenigen Achse, für welche die Abweichung von der Breitenrichtung am kleinsten ist;
- - Schneiden der endlosen Bahn in Stücke entlang Schneidlinien, die relativ zu der Breitenrichtung der Bahn geneigt sind; und
- - Verschweißen der entgegengesetzten Enden jedes ausgeschnittenen Stückes miteinander, um so das endlose Förderband mit einer Schweißnaht zu bilden, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- - zunächst Detektieren der Gitterhauptrichtung der Bahn;
- - anschließend Einstellen der Richtung eines Schneidwerkzeugs derart, dass die Schneidlinien und die Gitterhauptrichtungen gegensinnig in Bezug auf die Breitenrichtung geneigt sind.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Teils eines perforierten endlosen Förderbandes, das eine Schweißnaht aufweist;
- 2 eine Ansicht analog zu 1, zur Illustration eines Effekts unterschiedlicher Neigungen der Schweißnaht;
- 3 eine weitere Ansicht ähnlich 2, zur Illustration des Effekts unterschiedlicher Neigungen in einem anderen Szenario;
- 4 ein Diagramm zur Illustration wesentlicher Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des Förderbandes; und
- 5 einen Längsschnitt durch das endlose Förderband.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein endloses Förderband 10 dazu eingerichtet, sich in einer Längsrichtung A des Bandes zu bewegen, wobei die Längsrichtung zu Kanten 12, 14 des Bandes parallel ist. Eine Breitenrichtung W des Bandes ist die Richtung rechtwinklig zu der Längsrichtung A.
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Das Förderband 10 hat eine Schweißnaht 16, an der entgegengesetzte Enden eines Stückes von Bahnmaterial, welches das Band bildet, mit einer gewissen Überlappung miteinander verschweißt sind, so dass die Schweißnaht eine Breite b hat. Die Schweißnaht 16 erstreckt sich in einer Nahtrichtung S, die relativ zu der Breiterichtung W geneigt ist, so dass die Schweißnaht mit der Breitenrichtung einen Winkel β bildet.
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Das Förderband 10 ist perforiert durch gleichmäßig verteilte durchgehende Löcher 18, die so angeordnet sind, dass sie ein regelmäßiges Gitter bilden. Das Gitter hat eine Anzahl von Achsen a1, a2, a3 und a4, längs derer die Löcher mit gleichmäßigen Abständen ausgerichtet sind. Keine der Achsen a1, a2, a3 und a4 ist parallel zu der Breitenrichtung W. Die Achse a1, für welche die Winkelabweichung von der Breitenrichtung W am kleinsten ist, definiert eine Gitterhauptachse M, die einen Winkel -ϕ mit der Breitenrichtung W bildet. Das Minuszeichen vor dem ϕ gibt an, dass die Nahtrichtung S und die Gitterhauptrichtung M relativ zu der Breitenrichtung W in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind, d. h., S ist relativ zu W im Gegenuhrzeigersinn um einen positiven Winkel β geneigt, wohingegen M um einen negativen Winkel -ϕ im Uhrzeigersinn relativ zu W geneigt ist. Folglich ist der Winkel zwischen der Kante 14 des Bandes und der Naht Richtung S (im Gegenuhrzeigersinn) 90°+β, während der Winkel zwischen der Kante 14 und der Gitterhauptrichtung M 90°-ϕ ist. Es ist ein charakteristisches Merkmal des hier beschriebenen Förderbandes 10, dass einer der Winkel, die eine Kante des Bandes mit der Nahtrichtung S und der Gitterhauptrichtung M bildet, größer ist als 90°, während der andere dieser Winkel kleiner ist als 90°.
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Im gezeigten Beispiel ist das regelmäßige Gitter, das durch die Löcher 18 gebildet wird, eine Parkettierung der Fläche des Bandes 10 mit gleichschenkligen Dreiecken. Folglich bilden die Achsen a1 und a2 miteinander einen Winkel von 60°, die Achsen a2 und a4 bilden ebenfalls einen Winkel von 60°, und die Achsen a1 und a3 sind rechtwinklig zueinander.
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Die durchgehenden Löcher
18 sind längs der Achse a1 mit gleichmäßigen Abständen s1 angeordnet. Analog können die Abstände zwischen den durchgehenden Löchern entlang der Achsen a2, a3 und a4 mit s2, s3 bzw. s4 bezeichnet werden. In dem speziellen Gitter, das hier beschrieben wird, gilt zwischen diesen Abständen die folgende Beziehung:
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Die parallelen Reihen der Löcher 18, die auf den Achsen a1 ausgerichtet sind, haben einen Abstand d, der bei diesem speziellen Gitter gleich ½ s3 ist.
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2 illustriert schematisch eine Situation, in der ein Medienbogen (von dem nur eine vorauslaufende Kante 20 dargestellt ist) in einer solchen Position auf dem Förderband 10 platziert ist, dass die vorauslaufende Kante 20 die Schweißnaht 16 schneidet. Die Reihen der durchgehenden Löcher 18, die auf den Gitterachsen a1 ausgerichtet sind (die sich in der Gitterhauptrichtung M erstrecken) sind nahezu parallel zu der vorauslaufende Kante 20. So wird ein beliebiges Segment der vorauslaufenden Kante 20 zwischen zwei benachbarten Reihen von Löchern eingerahmt, von denen eine Reihe durch den Medienbogen bedeckt wird, während die Löcher in der anderen Reihe nicht bedeckt werden.
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In einem Bogentransportsystem bewegt sich das Förderband 10 in der Richtung A über einen Saugkasten 22 (5) hinweg, der an seiner Oberseite offen ist, so dass Luft durch die durchgehenden Löcher 18 des Bandes eingesaugt wird. Der Zweck dieses Saugmechanismus besteht darin, die Medienbögen gegen das Band anzuziehen, so dass die Bögen ihre Positionen auf dem Band behalten und sicher in einen vollkommen flachen Zustand gehalten werden. Insbesondere dann, wenn die Bögen (z. B. Papierbögen) zur Welligkeit neigen, ist es wichtig, dass die Randzonen der Bögen zuverlässig auf der Oberfläche des Bandes fixiert werden. In der in 2 gezeigten Situation ist dies die Aufgabe der Reihe der Löcher 18, die der vorauslaufenden Kante 20 benachbart ist, jedoch bereits von dem Bogen bedeckt wird (auf der rechten Seite der vorauslaufenden Kante 20 in 2, d. h. auf der nachlaufenden Seite in der Transportrichtung A).
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Wie in 2 gezeigt ist, hat jedoch die vorauslaufende Kante 20 ein gewisses Segment mit einer Länge L1, in der die Löcher 18 in der nächstliegenden Reihe durch die Schweißnaht 16 blockiert werden, so dass die vorauslaufende Kante hier nicht gegen das Band angezogen werden kann. Um die Medienbögen flach zu halten, besteht folglich das Ziel darin, die Länge L oder, äquivalent dazu, die Anzahl der blockierten Löcher 18, so klein wie möglich zu machen.
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Im Hinblick darauf stellt sich als vorteilhaft heraus, dass die Nahtrichtung S und die Gitterhauptrichtung M gegensinnig in Bezug auf die Breitenrichtung W geneigt sind.
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Zum Vergleich simuliert 2 auch die Situation für eine Scheißnaht 16', die die gleiche Breite b und den gleichen Neigungswinkel relativ zu der Breitenrichtung hat, jedoch mit einer entgegengesetzten Neigungsrichtung, d. h., die Nahtrichtung ist in der gleichen Drehrichtung geneigt wie die Gitterhauptrichtung M. Eine vorauslaufende Kante 20' eines Medienbogens kreuzt die Schweißnaht 16' und hat ein Segment der Länge L1', wo die nächstgelegenen Löcher 18 durch die Schweißnaht blockiert werden. Es ist zu sehen, dass in diesem Szenario L1' größer wäre als die Länge L1, die sich bei entgegengesetzter Neigung der Schweißnaht ergibt.
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In den in 2 gezeigten Situationen mag die Differenz zwischen L1 und L1' nicht als besonders signifikant erscheinen, es ist jedoch zu bemerken, dass diese Längen auch von der Position der vorauslaufenden Kante 20 bzw. 20' relativ zur Schweißnaht abhängen, und diese Position ist generell nicht vorhersagbar, weil sie durch die Zeiten bestimmt wird, zu denen die Medienbögen auf das Förderband zugeführt werden.
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3 illustriert, für die beiden Neigungen der Schweißnaht, die in 2 gezeigt sind, ein Worst-Case-Szenario, bei dem die Anzahlen der blockierten durchgehenden Löcher so groß sind, wie sie nur seien können. In diesem Fall hat das Segment der vorauslaufenden Kante 20, das nicht sauber gegen das Band angezogen wird, eine Länge L entsprechend der Gesamtzahl der in einer Reihe aufeinanderfolgenden Löcher, die durch die Schweißnaht 16 blockiert werden. Ebenso hat die vorauslaufende Kante 20' nun ein Segment einer Länge L', das nicht sauber gegen das Band angezogen wird, und es ist nun zu erkennen, dass L' signifikant größer ist als L. Wenn der Medienbogen eine tendenz zur Welligkeit hat, kann folglich die vorauslaufende Kante 20' nicht daran gehindert werden, sich auf der Länge L' aufwärts zu biegen.
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Die Länge L bzw. L' ist abhängig von einem Winkel α = β + ϕ, der zwischen der Nahtrichtung S und der Gitterhauptrichtung M gebildet wird. Genauer, wenn b die Breite der Schweißnaht ist, so ist L gegeben durch:
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Diese Formel scheint zu implizieren, dass, um L zu minimieren, der Winkel α so nahe wie möglich bei 90° liegen sollte. In der Praxis ist dies jedoch nicht erreichbar. Wenn die Gitterhauptrichtung M parallel zu der Breitenrichtung W wäre, so müsste die Nahtrichtung S die Längsrichtung des Bandes sein, was natürlich nicht möglich ist. Aus einer Anzahl von praktischen Gründen sollte der Absolutwert des Winkels β zwischen der Nahtrichtung S und der Breitenrichtung W kleiner sein als 45°, vorzugsweise kleiner als 22,5° und noch besser 10° oder noch weniger betragen. Einer der Gründe ist, dass der Elastizitätsmodul der Schweißnaht 16 vom Elastizitätsmodul des Restes des Förderbandes verschieden ist. Da das Förderband im Betrieb stets eine gewisse Zugspannung hat, unterliegt es Zugkräften in der Längsrichtung A. Wenn der Absolutwert des Winkels β groß wäre, so hätten diese Kräfte eine wesentliche Komponente in der Richtung parallel zur Schweißnaht, und das Band hätte die Tendenz, wegen des unterschiedlichen Dehnungsverhaltens der Schweißnaht und des Restes des Bandes Falten zu werfen.
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Wenn andererseits der Absolutwert des Winkels ϕ zwischen der Gitterhauptrichtung und der Breitenrichtung vergrößert würde, so würde an einem gewissen Punkt, der bei diesem speziellen Gitter bei 30° erreicht wird, eine andere Gitterachse, nämlich die Achse a2, die Achse werden, die die Gitterhauptrichtung definiert.
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Obgleich es praktische Grenzen für die Wahl der Absolutwert der Winkel β und ϕ gibt, kann somit festgestellt werden, dass es auf das Vorzeichen dieser Winkel ankommt. Das Ziel ist es, den Winkel α so groß wir möglich zu machen (um ihn möglichst nahe an 90° heranzubringen). Wenn die Nahtrichtung S und die Gitterhauptrichtung M gegensinnig geneigt sind, wie in 1, so ist α die Summe der Absolutwerte von β und ϕ, und α ist relativ groß. Wenn im Gegensatz dazu beide Richtungen gleichsinnig relativ zu der Breitenrichtung geneigt sind, so ist der Winkel α die Differenz zwischen den Absolutwerten von β und ϕ und ist signifikant kleiner. Es ist deshalb ein wesentliches Merkmal des hier beschriebenen Förderbandes, dass die Neigungen der Nahtrichtung S und der Gitterhauptrichtung relativ zu Breitenrichtung W einander entgegengesetzt sind.
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Es ist wichtig festzustellen, dass das hier vorgeschlagene Design nicht auf den Fall beschränkt ist, dass die Breite b der Schweißnaht kleiner ist als der Abstand d zwischen den Gitterachsen a1. Wenn die Breite b der Schweißnaht vergrößert wird und/oder die Dichte des Löcher 18 in dem Gitter vergrößert wird, wird zwar die Anzahl der Löcher 18 größer, die blockiert werden, jedoch kann die Länge L immer noch klein genug gehalten werden, um die Wellenbildung der Medienbögen zu vermeiden.
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Wesentliche Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des Förderbandes 10 sind in 10 skizziert worden.
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Eine endlose Bahn 10a eines Folienmaterials, das das Förderband 10 bilden soll, wird in der Richtung A zugeführt. Die Bahn 10a ist bereits in einem vorherigen Herstellungsschritt perforiert worden. Zum Beispiel können die Perforationen (Löcher 18) dadurch gebildet werden, dass man die Bahn über eine Stanzwalze laufen lässt, die Dorne an den Stellen hat, an denen die Löcher gebildet werden sollen, so dass die Bahn an diesen Stellen durchstochen wird. Wenn die Dorne auf der Umfangsfläche der Stanzwalze auf geraden Linien angeordnet sind, die parallel zur Achse der Walze verlaufen, so wird der Neigungswinkel der Gitterhauptachse 0° betragen. Um einen von 0° verschiedenen Neigungswinkel zu erhalten, können die Dorne entlang von Linien ausgerichtet werden, die schraubenförmig sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung über die Umfangsfläche der Walze verlaufen.
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In einer Detektionsstufe 24 wird die Gitterhauptrichtung W der Perforationen in der Bahn 10a ermittelt. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Orte der Löcher mit einer optischen Einrichtung gemessen werden. Alternativ kann die relevante Information über die Gitterhauptrichtung einfach vom Hersteller der Bahn 10a bezogen werden.
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Eine Schneidvorrichtung 26 ist dazu vorgesehen, die Bahn 10a in Stücke 10b mit einer gewünschten Länge zu zerschneiden, wobei der Schnitt längs einer Schneidlinie 28 erfolgt, die die Nahtrichtung S festlegen wird. Die Winkelorientierung der Schneidlinie 28 relativ zu der Längsrichtung A der Bahn ist einstellbar, und auf der Basis der von der Detektionsstufe 24 bereitgestellten Information wird dieser Winkel so eingestellt, dass die Nahtrichtung S und die Gitterhauptrichtung M nach entgegengesetzten Seiten von der Breitenrichtung W der Bahn abweichen.
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In einem nachfolgenden Herstellungsschritt, der hier nicht gezeigt worden ist, wird jedes Bahnstück 10b derart zu einer Schleife gebogen, dass entgegengesetzte Enden 30, 32 des Stückes einander überlappen und miteinander verschweißt werden können, um die Schweißnaht 16 zu bilden.
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5 zeigt einen Längsschnitt des endlosen Förderbandes 10, das auf diese Weise erhalten wurde, wobei das Band über zwei Walzen 34 eine Bandförderers läuft und so angetrieben wird, dass der obere Trumm des Bandes über einen Saugkasten 22 läuft. Ein Querschnitt der Schweißnaht 16 ist in dem oberen Trumm des Bandes zu sehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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