DE2456047A1 - Foerdersystem - Google Patents

Description

Hamburg, den -19. Nowe-iiber 1974 153774 6025

Priorität: 23. November 1973, U.S.A., Pat.Λnm.Nr. 418,736

Anmelder ;

EiVlF CURPORATIOiM. . -

Seattle, Washington. U.S.A.

Ford e rs ys tern

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Fördersysteme für den Transport von Blättern und insbesondere auf ein Blatt-Transportsystem, welches die Strömung einer Luftmenge benutzt, um das Blattmaterial auf dem bewegten Band oder Riemen aufzunehmen und zu halten.

Fachleute kennen viele Probleme und Unzulänglichkeiten der bisher bekanntgewordenen Blatt-Transportsysteme. Dazu gehören Kompliziertheit, technischer und finanzieller Aufwand

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der Fertigung, mangelhafte Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit, ein begrenztes Leistungsvolumen und eine im allgemeinen mangelhafte Gesamt-Arbeitsleistung. Zu den bisher bekannten Systemen gehören solche, die Riemen oder Bänder mit Reibungsujalzen vertuenden, welche das Material antreiben, unr.1 welche zusammen wirkende Streifen und/oder Führungen aufweisen, um das Material während des Transportes auf dem Förderer zu halten. Bei einem solchen System ergeben sich Probleme hinsichtlich der Riemen, der Antriebswalzen, der Führungen und/oder Streifen, die bei jedem Wechsel und bei jeder Papiergröße eingestellt werden müssen. Aufgrund dieses Aufbaus ist die Beanspruchung und Belastung der Bänder schwer und führt zu einem frühzeitigen Verschleiß und einer frühzeitigen Abnutzung der Bänder. Außerdem können die Führungen und/oder Streifen Spuren auf den Blattoberflächen hinterlassen und unterschiedlich starke Beschädigungen der Blätter hervorrufen, weil diese zwischen den Führungen einer Reibung ausgesetzt sind und sich festklemmen können. Infolgedessen treten häufig Papierstaus auf. 'JJegen der außerordentlich großen Zahl der in einem solchen System erforderlichen Einzelteile sind die Herstellungskosten hoch. Hinzu kommt noch das Problem der hohen UJartungskosten, weil die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit eines solchen Systems aufgrund der großen Anzahl beweglicher Teils und aufgrund der erforderlichen Arbeiten zur Ausrichtung und Einstellung mangelhaft ist.

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Eine andere bekannte. Ausführungsform verwendet einen, perforierten Riemen, der über einen gertjtefest angeordneten. Niederdruck- oder Unterdruckraum läuft. Dieses System kann ebenfalls mit Streifen und/oder Führungen gekuppelt sein, . um das Halten des Materials auf den Bändern mährend des. Transportes zu -unterstützen. Der Unterdrück führt zu einem hohen Reibungswiderstand zwischen dem Förderband und der Oberfläche des Niederdruckraumes. Somit ergibt sich eine entsprechende Verringerung der Lebensdauer des Bandes und eine Erhöhung der Leistu.ngsanfqrderungen.

Bei anderen Systemen v/erläßt man sich auf Riemen mit einer Stützkonstruktion, wobei lediglich eine Druckdifferenz als Haltekraft, vorgesehen ist.

Zu diesen Wachteilen der Systeme bekannter Bauart kommt noch die infolge won Reibung durch die Riemen hervorgerufene Erzeugung elektrostatischer Aufladungen hoher Spannung.

Zu dem in Betracht zu ziehenden Stand der Technik gehören die US-Patente 2,969,869; 3,291,282; 3,473,800 und 3,545,631, welche sich jedoch beträchtlich von den Grundsätzen und vom Aufbau der vorliegenden Erfindung unterscheiden.

Ein erfindungsgemäßes System für den Transport von Blattmaterial, insbesondere von biegsamen Blättern, wie z.B. Papier oder dergleichen, ist im wesentlichen so ausgeführt,

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daS entweder ein durchlaufender Riemen aus flexiblem, porösem Material oder volle, mit Abstand angeordnete Riemen durch jeweils eine Endwalze abgestützt sind, von welchen eine angetrieben ist. Das Förderband ist erfindungsgemäß ohne Abstützung um die beiden Walzen herumgeführt. Die Walzen und das durchlaufende Band sind soweit wie möglich eingekapselt oder eingeschlossen. Im Boden der UmschlieSung oder Verkleidung ist erfindungsgemäß ein Ventilator vorgesehen zum Anziehen oder Ansaugen einer Volumenströmung einer Luftmenge durch das B_and oder die Riemen hindurch und um diese herum. Die Verkleidung ist gegen keinen der Teile abgedichtet, sie stellt jedoch sicher, da'3 der Hauptteil des durch den Ventilator angezogenen Luftvolumens durch das Förderbandsystem hindurchtritt und durch den Ventilator abzieht. Das erfindungsgemäße Transportsystem beruht also auf dem Grundgedanken einer Luftschicht bzw. einer Luftsäule, die sich durch das Band oder die Bänder hindurch oder um diese herum bewegt, um das Blattmaterial sicher auf dem Band oder dem Riemen zu halten, wenn diese bewegt werden.

Das erfindungsgemäße Blatt-Transportsystem umfaßt auch entweder einfaches oder mehrfaches biegsames, poröses, leichtes Gewebe- oder Gurtband-Pilaterial für ein Förderband oder Förderbänder oder aber eine Anzahl mit Abstand angeordneter, undurchlässiger Bänder oder Riemen, welche jeweils ohne irgendwelche anderen maßnahmen allein durch Walzen an jedem Ende einer kontinuierlichen Förderschleife abgestützt sind,

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wobei eine der 'dJalzen angetrieben ist. Eine Verkleidung oder ein Gehäuse umgibt das Fördersystem derart, daß es an den Enden, an beiden Seiten und am Coden im wesentlichen abgeschlossen ist. Der Boden des Gehäuses ist mit Abstand unterhalb des unteren Bcndlaufes oder Bandabschnittes des Förderbandes angeordnet und ist mit eine^rn Ventilator oder anderen fiiitteln versehen, durch welche Luft angesaugt und ausgestoßen wird. Die Verkleidung für den Bandtransport stellt sicher, da.'; der wesentliche Teil der mit Hilfe des Ventilators bewegten Luft durch die Förderbänder hindurchtritt oder um riies-e herumbewegt wird. Die Verkleidung braucht somit, gegenüber keinem der Teile abgedichtet zu sein. Sie bildet jedoch allein ein i.iittel, durch welches die Strömung des Luftvolumens im wesentlichen durch die Bänder hindurch oder um diese herum geleitet wird. Die durch das Förderband hindurchbewegte Luftmengenströmung bewirkt praktisch zwangsläufig, dab ein Blatt, wie z.B. Papier oder ein anderes biegsames Material, sicher auf dem laufenden Förderer gehalten wird. Eine der Stützwalzen ist angetrieben. Die UJalzsn sind mit herkömmlichen Spur- oder Führungsmitteln derart versehen, daß das Band oder die Hirnen auf den lilalzen bleiben.

Es gehört demgemäß zu den Zielen, Merkmalen und Vorteilen der vorliegenden Erfindung, ein Blatt-Transportsystem zu schaffen, welches außerordentlich einfach, preisgünstig, dauerhaft haltbar, betriebssicher und zuverlässig ist. Im Gegensatz zu bekannten Unterdruck-Systemen, die sich im

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wesentlichen auf einen Diffsronzdruck unriossen, kommi/es hei Der Erfindung ivasontli cn auf riia kinetische Energie der Luftmengenströmung iJurch das Förderband oder die Fördarrienen an. Dadurch ujirri ein Blatt bei der Erfindung praktisch zwangslüufig sicher auf dem laufenden Förderer gehalten,' wenn es von einer Stelle zu einer anderen Stelle bewegt wird. Die kinetische Energie einer gegen das Glatt bewegten Luftmengenströmung erzeugt aine Haltekraft, wenn dia Richtung der Luftströmung um die Blattkanten herum geändert wird, üas erf indungsgemLlioe System verhindert sicher, daß das biegsame blattmaterial aus der Fördsrebene abgehoben wird, ujeil die auf das Glatt bewegte Luft eine 'grof3e Haltekraft an den Kanten erzeugt. Dadurch besteht auch bei hoher Fördergeschwindigkeit keine Neigung oder Gefahr, daG die Vorderkante aufgrund aerodynamischer Kräfte, die aufgrund der Vorwärtsbewegung auf die Vorderkante des Blattes einwirken, vom Förderband abgehoben wird. Das Fehlen von Gauteilen oder eines Konstruktionsaufbaus zwischen den 'JJalzen führt zu einer beträchtlichen Verringerung der Reibung in dem System dadurch, daß eine Unterdruckkammer und andere, eine Reibung verursachende Stützmittel fehlen.

Jeitere Vorzüge und. uierkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt sind.

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Dabei zeigen :

Fig. 1 " " : eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems und der grundsätzlichen Anordnung der einzelnen Teile,

Fig. 2 eine Teilansicht, die durch überbetonte Dar

stellung die '-Jirkung des erfindungsgemäSen • Systems deutlicher veranschaulicht,

Fig. 3 eine Darstellung, die zusätzliche Einzelheiten

. der Uialzenanordnung und der Verkleidung des

Förderers sowie Führungsmittel an den üalzen, welche das Förderband richtig ausgerichtet halten, zeigt,

Fig. 4 einen in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3

gesehenen Schnitt zur l/eranschauiichung zusätzlicher Einzelheiten der üJalzen, der Führungsmittel und der 'Jalzenanbringung,

Fig. 5 einen Teilquerschnitt zur Veranschaulichung

einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit geteiltem Förderband,

Fig. 6 eine perspektivische Teildarstellung einer

Anordnung mehrerer mit Abstand zueinander angeordneter undurchlässiger Riemen einer abgewandelten Ausführungsforrn der Erfindung und

Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht zur Veran

schaulichung einer Anordnung poröser Riemen mit Reibungsstreifen bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.

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Ein in Fig. 1 gezeigter, allgemein mit 10 bezeichneter erfindungsgemäßer Förderer besteht im wesentlichen aus einem Band 12, welches für eine Bewegung in einer kontinuierlichen Schlaufe auf allgemein mit 14 bezeichneten llialzen montiert ist, Es ist hervorzuheben, daß das Band 12 zwischen den UJalzen 14 durch keinerlei Bau- oder Konstruktionsteile, trie z.B. eine herkömmliche Unterdruck- oder Niederdruckkammer abgestützt ist. Das Band wird also erfindungsgemäß ohne Stützen allein durch die Walzen getragen. Das Bandmaterial 12 besteht aus porösem, gewebtem, biegsamem Material, wie z.B. Lycra oder Spandex in Form eines feinen Gewebematerials. Dies sind gewöhnlich synthetische Materialien, die bis zu einem gewissen iülaße dehnbar sind, und die verhältnismäßig gutje Verschleißeigenschaften haben.

Das Gehäuse oder die Verkleidung des Förderers ist allgemein, mit 16 bezeichnet und umfaßt Seitenwände 18 und Endwände 20, deren Anordnung aus der Zeichnung zu ersehen ist, und die mit geringem Abstand zu den Walzen 14 derart angeordnet sind, daß'die Endwände 20 nicht störend in den Transport- oder Förderabschnitt eingreifen. An der Oberseite der Endwände sind nach innen vorstehende Kantenabschnitte 22 vorgesehen, welche die Außenkanten des Förderbandes 12 und der Walzen 14 überdecken. Die Verkleidung 16 weist ferner eine Bodeniuand auf, welche die Zone unterhalb des Förderers zwischen den Seitenwänden und den Endwänden im wesentlichen vollständig bedeckt. Ein allgemein mit 28 bezeichneter Ventilator ist in einer Öffnung 30 in der Bodenwand untergebracht. Der Ventilator

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weist Blätter 32 auf und ist auf einer Welle 34 montiert, weiche ihrerseits über eine Riemenscheibe 36 und einen Riemen 38 an eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise an einen fiflotor angeschlossen ist. Eine kegelstumpfförmige Lüfterverkleidung 40 erstreckt sich nach außen und unten und umfaßt den Ventilator, um eine Rückströmung zu vermindern und die vom Ventilator 28 erzeugte Menge der Luftströmung möglichst groß zu machen.

Die Walzen 14 bestehen vorzugsweise aus längsgestreckten, hohlen Metallzylindern, und es sind an jedem Ende Walzenlager 40 angebracht. Der innere Laufring des Lagers 40 begrenzt eine kreisförmige Öffnung, in die ein kurzer Haltedorn 42 eingepaßt ist, welcher vorzugsweise aus elastischem Material besteht. Der Haltedorn 42 ist an einem Ende eines Montagearmes

46 befestigt. Der i'ilontagearm 46 besteht aus einem vorzugsweise angelassenen Metallstreifen mit einem Halteende 48, einem versetzten oder abgewinkelten Mittelabschnitt 50 und einem Montageabschnitt 52, der an der Innenseite» der Seitenwände mit Hilfe von Schrauben und Muttern oder dergleichen befestigt ist. Der Montagearm 46 ermöglicht vorteilhaft einfach, die Haltedorne 42 gegen die Federspannung des Metallstreifens nach außen zu ziehen. Die Anbringung des Haltedornes 42 kann auch auf verschiedene andere Arten erfolgen.

An den UJalzen sind ferner Spur- oder Führungsringe 54 ange-

. · m bracht, die sich über den gesamten Ulalzsnumfang erstrecken.

Die Spurringe 54 können aus Metall, Gummi, Kork oder einem

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anderen gewünschten Material bestehen. Dis Spurmittel könnten vorteilhaft auch einteilig als erhobene oder abgesetzte Abschnitts am Walzenkörper selbst einteilig ausgebildet sein.
Wie dargestellt, sind die Ringe oder die abgesetzten Bänder 54 voneinander getrennt angeordnet, und sie weisen vorzugsweise eine Dicke von etuia 0,1 " (etwa 2,54 mm) und eine Breite von etuia 1/2¹¹ (etwa 12,7 mm) auf. Die Breite der Absätze
oder Ringe 54 ist dem liialzendurchmesser proportional.

Es ist hervorzuheben, daß es erwünscht sein kann, das Band zu unterteilen, siehe Fig. 5. In diesem Falle wären anstelle eines Bandes zwei Bänder 12a und 12b Seite an Seite nebeneinander angeordnet. Die Abschnitte 12a und 12b können in einem gewünschten Abstand voneinander angeordnet sein. Der Zwischenraum zwischen Doppel- oder lYlehrfachbändern sollte soweit wie möglich geschlossen sein, um das Volumen oder die Geschwindigkeit der sich durch die Bänder oder um diese herum bewegenden Luft nicht zu verringern oder zunichte zu machen.

Fig. 6 zeigt eine andere, vorteilhaft wirkungsvolle Ausführungsform der Erfindung zur Ausführung des Prinzips der Luftmengenströmung, wobei eine Reihe undurchlässiger Riemen 60
in it Abstand voneinander um Walzen 62 und 64 herumgeführt sind. Eine Verkleidung 66, deren Enden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggebrochen sind, weist ebenfalls einen Lüfter 68 und eine Lüfterverkleidung 70 auf, um ein ausreichendes Luftvolumen hinter die Riemen 60 zu bewegen, um ein Blatt, bei-

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spielsweise eine Papierkopie S auf den Rianen zu halten.

Fig. 7 zeigt schließlich eine Verkleidung 72 mit einem Lüfter 74 und einer Lüfterverkleidung 76. mehrere poröse Riemen 80 sind um eine Walze 78 herumgeführt.

Die Pfeile in Fig. 1 bis 3 veranschaulichen schematisch die grundsätzliche Wirkungsweise der Erfindung. Wenn das Förderbandsystem porös ist oder wenn zwischen undurchlässigen Riemen ausreichende Zwischenräume vorgesehen sind, bewegt sich eine Luftsäule, deren Abmessung bei einem groben Vergleich ungefähr mit der Größe der Öffnung der Verkleidung bzw. des Gehäuses entspricht, durch das Band oder die Riemen hindurch nach unten und durch den Ventilator und dessen Verkleidung. Es ist zu erkennen, daß diese Luftmengenströmung so'wirkt, daß sämtliche Teile eines auf dem Förderer fortbewegten Papierblattes S festgehalten werden. Fig. 2 veranschaulicht beispielsweise.in etwas übertriebener Darstellung, daß die Bewegung der Luftsäule die größten Kräfte entlang aller vier Umfangskanten eines Blattes erzeugt, um tatsächlich sämtliche Kanten vorn, hinten und an den Seiten in das Band einzudrücken. Die erfindungsgemäß vorgesehene Luftbewegung von oben hält also sämtliche Teile des Papieres weit sicherer auf dem Band, als dies durch Erzeugung eines Druckabfalls durch den Riemen unter Verwendung eines Unterdrucks oder Niederdrucks beim Stand der Technik möglich war.

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Das erfinriungsgsmäße System erzeugt infolge einer Richtungsänderung der Luftströmung eine positive Kraft auf die Oberfläche eines Blattes und infolge des Auftretens von Luftwirbeln oder Turbulenzen einen negativen Druck unterhalb des Blattes. Diese Wirkungen sind an den umlaufenden Randkanten des Blattes konzentriert. Wenn kein Blatt vorhanden ist, ist der Druckabfall durch die Bänder praktisch unmeßbar. Dadurch sind bei der Erfindung Vakuumlöcher oder mit Zwischenräumen auftretende Luftlöcher vermieden, zwischen welchen andernfalls die Steuerung des Blattes verlorengehen kann. Insbesondere ist-die Führungskante der Blätter ständig unter Kontrolle,und es besteht somit bei der Erfindung keine Neigung dazu, daß die Führungskante anhebt und vielleicht gleitet und den Kontakt mit dem Band oder den Riemen verliert. Die Darstellungen zeigen, daß Blattmaterial bei dem erfindungsgemäßen System sowohl vertikal als auch horizontal transportiert werden kann. Die in der vorstehenden Beschreibung für die Verkleidung und das Band oder die Riemen verwendeten Ausdrücke "Boden" und "Unter" sind somit relativ zur jeweiligen Förderrichtung zu sehen.

Das erfindungsgemäße System entwickelt die erforderliche Normalkraft F, die auf ein Papierblatt auftrifft durch Bewegung eines großen Luftvolumens senkrecht zum Blatt. Die Normalkraft F ist:

F = 1^

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Dabei ist: C der Formfaktor,

Ο die fflassendichte,

V die Luftgeschiiiindigkeit,

A die Oberflächengröße.

Eine Luftströmung um die Kanten des Blattes erzeugt eine Niederdruckzone oder -turbulenz hinter dem Blatt. Da diese Niederdruckzone an den Kanten erzeugt wird, ist die Steuerung der Papierkanten bei der Erfindung ausgezeichnet. In dem erfindungsgemäßen System sind Reibungsverluste gering,und die Erzeugung statischer Elektrizität aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten won Papier auf dem filaterial das Förderbandes ist minimal. Dies ermöglicht die Verwendung einer großen Antriebskraft F₁ , mährend die Normalkraft F auf einem Minimum gehalten ist.

Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, daß der. Druckabfall bei dem erfindungsgemäßen System an den Umfangskanten ein Faktor ist, der eine Steuerung über den gesamten Umfang des Blattes gibt. Die Verteilung der Luftmengenbewegung über das gesamte Blatt und insbesondere entlang des Umfanges ist der Schüssel für die vorteilhafte .Wirkung des erfindungsgemäßen Systems. Kurz gesagt, handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen System im Vergleich zu den herkömmlichen statischen Druck- oder Niederdrucksystemen um ein kinetisches oder dynamisches System. Das erfindungsgemäße System arbeitet mit einem dynamischen Druck, mährend andere Systeme dies nicht

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- PATENTANSPRÜCHE -

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE

   (ij Blatt-Fördersystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine biegsame, kontinuierliche Bandtransportanordnung (12,60,80), durch welche hindurch und um welche herum eine Luftströmung bewegbar ist, um eine Antriebsuialze und eine Stützwalze (14,62,64,78) herumgeführt ist, daß eine Verkleidung (16,66, 72) für die Band- und Walzenanordnung derart vorgesehen ist, daß der obere und untere Lauf der Bandanordnung im wesentlichen von oben her frei zugänglich sind, während die Seiten, die Enden und die Unterseite der Band- und Walzenanordnung im wesentlichen umschlossen sind, wobei der Bodenteil (24) der Verkleidung mit Abstand unterhalb des unteren Bandlaufes angeordnet ist, und daß Mittel zur Luftbewegung (28,40; 68,70; 74,76) im Bodanteil unterhalb der Bandanordnung derart angeordnet sind, daß ein Luftvolumen zum Halten eines Blattes auf der Bandanordnung nach unten durch diese Hindurch bewegbar ist, und daß die durch die Bandanordnung hindurch und um diese herum zum Bodenteil bewegte Luftmenge durch die Luftbewegungsmittel abgesaugt wird.
2. 2. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boäenteil eine im wesentlichen ebene Wand (24) mit einer darin vorgesehenen Öffnung (30) zum Ausblasen von Luft aus der Verkleidung (16) ist.

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3. 3. Fördersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbewegungsmittel aus einem in der Öffnung (30) -des Bodenteiles (24) angeordneten l/entilator (28) bestehen.
4. 4. Fördersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30) mit einer diese umfassenden Lüfterverkleidung (40) versehen ist, weiche sich vom Bodenteil (24) nach außen öffnet. <
5. 5. Fördersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterverkleidung (40,70,76) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
6. 6. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (14,62,64,78) im wesentlichen aus langgestreckten zylindrischen Rohrteilen bestehen, auf welchen in Umfangsrichtung verlaufende vorspringende Spurmittel (54) vorgesehen sind, welche die Bandanordnung auf den Walzen ausgerichtet halten.
7. 7. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtransportanordnung wenigstens zwei mit seitlichem Abstand nebeneinander liegende poröse Bandabschnitte (12a, 12b) umfaßt.
8. 8. Fördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandanordnung mehrere mit Abstand zueinander angeordnete undurchlässige Bandabschnitte (60,80) umfaßt.

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9. 9. Fördersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandabschnitte (80) mit zusätzlichen Reibungsstreifen (82) versehen sind.
10. 10. Fördersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandanordnung hindernisfrei allein durch die endseitig angeordneten Antriebs- und Stützwalzen geführt ist.
11. 11. Verfahren zum Fördern von Blattmaterial, insbesondere mit Hilfe eines Fördersystems nach einem dar vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu fördernden Blätter beim Transport mit Hilfe eines dynamischen Druckes auf ihrer Transportbahn gehalten werden.

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