WO2024094695A1 - Transport device and method for transporting a product web or piece goods along a transport path - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a transport device and a method for transporting a web of goods or piece goods arranged thereon or thereat along a transport path.
- general cargo refers in particular to one or more goods to be transported as individual items.
- the transport device or the method can be used in particular in the context of the transport of (i) webs of goods, such as continuous films or paper webs, or of (ii) piece goods, such as individual pieces of film, pieces of paper or other piece-like components, assemblies or other intermediate or end products, as part of a process for the processing, processing or storage of such piece goods.
- the webs of goods to be transported in case (i) can in particular also be flexible film webs, in particular plastic or metal films as carrier substrates for electronic components or circuits printed on them, or other substrate webs to be coated or printed.
- the piece goods can in particular be complete galvanic cells, such as battery cells or fuel cells, or components or precursors or intermediate products thereof. It is also possible that the web of goods does not itself serve as transport goods, but rather is used as a conveyor belt for other transport goods, in particular piece goods.
- a wide variety of transport devices are known for transporting webs of goods or piece goods. These include, in particular, conventional conveyor belts, usually mounted on rollers and driven by at least one drive drum.
- a special type of such conveyor belts are so-called vacuum conveyor belts, which are also often referred to as vacuum belts, vacuum conveyor belts or similar.
- vacuum is not necessarily to be understood as a space with a substantial absence of matter. Rather, it is to be understood in particular as a technical vacuum in the sense of a negative pressure compared to an ambient pressure. It is usually created by removing (gas) molecules from a hollow space (container, vacuum channel, etc.) using a pump. so that the pressure inside it drops. In particular, the pressure in the container can drop below 0.7 bar (ie at least 300 mbar below the normal pressure of 1 bar). Creating a vacuum is also called "evacuation”.
- a “vacuum conveyor belt” is therefore particularly a conveyor belt system in which the goods to be conveyed are fixed during transport on or at the conveyor belt, more precisely on or at a conveyor belt of the conveyor belt that can be moved in translation to transport the goods, by suction using negative pressure (“vacuum”).
- a vacuum conveyor belt usually has its own pump or a connection for connecting to an externally provided vacuum, such as a suction line under negative pressure.
- the vacuum is usually distributed, in particular evenly, over the length of the conveyor line via a vacuum channel or several separate vacuum channels and directed to the required locations.
- the conveyor belt is usually perforated to match the vacuum channel and transfers the negative pressure to the goods to be transported through it.
- a special form of a device for transporting a web of goods itself or piece goods to or on a web of goods is a transport device in which two or more vacuum conveyor belts are connected in series along the conveyor path of the transport device and a movable web of goods running over these vacuum conveyor belts and supported by them (in particular lying or hanging) is used for transport.
- the web of goods is either (i) the goods to be transported itself, for example in a roll-to-roll process, or (ii) it serves as a continuous carrier track, running all the way around or also from roll to roll, for the goods to be transported in the form of piece goods.
- the conveyor belts of the individual vacuum conveyor belts therefore do not carry the piece goods directly themselves, but only indirectly, by supporting and driving the web of goods on or at which the piece goods are arranged for transport.
- a first aspect of the solution presented here concerns a transport device for transporting a web of goods or piece goods, in particular flat substrates.
- the transport device has:
- a measuring device for recording respective measured values relating to at least one measured variable which represents a tensile force occurring between the two vacuum conveyor belts on or in the web of goods during its transport along the transport path or a variable derived therefrom;
- web as used herein is to be understood in particular as: (i) a web-like substrate that does not itself belong to the transport device, but is to be transported by it as a transported item along the transport path, or (ii) a goods conveyor belt that is part of the transport device for transporting along the transport path piece goods arranged on or at the goods conveyor belt, in particular carried or held by it.
- Web is to be understood in particular as a wide strip, a cut-to-size piece or the like made of a specific material. It or it can in particular be a finite length or be endless as a loop.
- the term “web-like” therefore describes a substrate that can be referred to as a "web” in the above sense.
- driver device is to be understood as a device belonging to the transport device as a component thereof for driving the at least one driven vacuum conveyor belt of the transport device. It can therefore in particular have at least one motor, such as an electric motor. In addition, it can also have a control device, such as a circuit, for controlling the at least one motor. The control device can in particular be set up to carry out this control in the sense of a control or regulation. One or more drivers, in particular driver circuits, for supplying energy to the drive can also be part of the drive device.
- the term “configured” or “set up” to perform a specific function (and respective variations thereof), as used here, is to be understood as meaning that a relevant device or component thereof is already in a design or setting in which it can perform the function or is at least adjustable - i.e. configurable - so that it can perform the function after being set accordingly.
- the configuration can be carried out, for example, by setting parameters of a process sequence or switches or similar to activate or deactivate functionalities or settings.
- the device can have several predetermined configurations or operating modes, so that configuration can be carried out by selecting one of these configurations or operating modes.
- a transport device In a transport device according to the first aspect, its drive, or more precisely the drive of its at least one driven vacuum conveyor belt, is dependent on measured values determined by the measuring device, which in turn represent, directly or via at least one derived variable, the tensile force occurring on or in the web of goods during their transport along the transport path.
- the drive can thus be carried out in direct dependence on the tensile force and thus on a variable that is decisive for the transport of goods to be transported by means of the transport device with as few errors as possible.
- one or more of the following technical effects can be achieved:
- stress on the web is reduced, in particular optimised; in particular, excessive stress or increased wear, for example due to slippage, can be reduced or even avoided.
- the movement of the web of goods and thus of the transported goods can be particularly uniform and/or at a specified speed within a small tolerance range.
- the tensile stress occurring in or on the web can be kept within a suitable tension stress range limited on both sides.
- At least one of the vacuum conveyor belts, in particular the second vacuum conveyor belt, as a whole or a movably mounted support structure for supporting a support roller bearing of the vacuum conveyor belt is movable bidirectionally along or parallel to the direction of the transport path depending on the tensile force or the variable derived therefrom.
- the measuring device is configured to record measured values with respect to at least one of the measured variables on this vacuum conveyor belt or on the movable support structure. The tensile force acting on or in the web of material can thus be recorded on the support structure without a measurement being required directly on the (regularly fast-moving) web of material. In addition, for reasons of space, a measurement can usually be carried out more easily on the support structure than on the web of material itself.
- the support structure can in particular be designed in one piece or as an assembly made up of several components.
- it can, at least essentially, have a "T" shape or "IT" shape and in this case have a leg section of the respective shape on which the support rollers of the support roller bearing are mounted.
- the measuring device is configured to detect a force effect that is dependent on the tensile force on the vacuum conveyor belt that is movable as a whole or on the movable support structure in order to determine the measured values for at least one of the measured variables depending on the detected force effect.
- a direct force measurement thus takes place here, without an intermediate conversion into another variable that is potentially subject to error probability or tolerance being necessary.
- the measuring device can be equipped in particular with one or more, in particular spring-based and/or piezoelectric, force gauges to detect the force effect.
- the transport device further comprises a suspension, by means of which the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or its movable support structure can be subjected to a spring force directed at least partially along the transport path in such a way that a change in the tensile force in or on the web of material causes a movement of the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or its movable support structure, which has at least one movement component directed opposite to the spring force.
- the measuring device is configured to record at least one position of the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or the movable support structure, resulting from such a movement as a measured value for the at least one measured variable.
- the tensile force is thus determined here by a position or path measurement with respect to a movement caused by it, in particular a translational movement, of the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or of its movable support structure under the influence of a spring force applied by the suspension.
- the spring force can act in particular in a pushing or pulling manner on the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or on the movable support structure.
- the suspension can be any type of suspension. In particular it may comprise one or more springs or an elastic material (particularly solid or gaseous) to provide the spring force.
- the second design also enables a very precise and reliable measurement of the tensile force and thus a particularly precise and reliable drive of the transport device depending on the actual tensile force.
- a measuring method is also suitable for measuring very small tensile forces, since positions or distances can typically be detected particularly precisely by sensors, in particular using correspondingly sensitive optical sensors.
- the suspension is preferably dimensioned in such a way that it obeys Hooke's law, at least essentially, in the range of the values to be measured for the tensile force, so that converting force into distance, or vice versa, is particularly easy.
- the vacuum conveyor belt which is movable as a whole, or the movable support structure is equipped with a bearing that enables this mobility and has at least one of the following: roller bearings, air bearings, ball bearings, anti-friction bearings, suspension.
- a bearing in particular one with low friction, promotes a particularly precise and reliable measurement of the tensile force.
- the drive device has a controlled drive of the at least one driven vacuum conveyor belt, wherein the control of the drive is configured to control the drive based on the recorded measured values depending on the at least one measured variable serving as the controlled variable.
- the drive device can further be configured to apply a control variable to the drive, the variation of which, as part of the control of the drive, causes a dependent variation of a difference between the transport speeds of the first vacuum conveyor belt and the second vacuum conveyor belt in order to adjust the tensile force occurring on or in the web of material during its transport along the transport path.
- control can be achieved solely via the drive control.
- the drive device can be configured to apply a control variable to the drive, the variation of which, as part of the control of the drive, causes a dependent variation in the transport speed of only one vacuum conveyor belt, in particular the second vacuum conveyor belt.
- the control of the drive is configured to vary a respective speed of at least one drive drum of the at least one driven vacuum conveyor belt as a control variable.
- the web of goods is designed as a component of the transport device and as a goods conveyor belt driven by at least one driven vacuum conveyor belt for conveying piece goods that can be arranged on or at the web of goods and are used as transport goods.
- the web of goods thus forms an integral component of the transport device itself.
- piece goods with a high degree of flexibility such as pieces of film, sheets of paper or similar, can be transported reliably and without damage, since they are supported by the web of goods and do not come or have to come into direct contact with rollers or other components of the vacuum conveyor belts.
- the transport device is configured to transport the web of material itself as a transport item along the transport path driven by the at least one driven vacuum conveyor belt by means of the vacuum conveyor belts.
- the transport device can be configured in particular to operate a reel-to-reel transport of the web of material.
- this also enables processing, in particular irradiation or printing of the web of material, while it is being transported by the transport device (between the rollers) and supported by the latter, in particular the conveyor belts of the vacuum conveyor belts.
- a second aspect of the solution relates to a method for transporting a web of goods or piece goods arranged thereon or therewith along a transport path, wherein the transport takes place by means of a transport device according to the first aspect.
- the transport device in the case of piece goods to be transported, at least one of the following piece goods is transported by means of the transport device in the method: a film-like, a plate-like, or a flexible sheet-like piece goods.
- the transport device is particularly well suited for reliable, error- and damage-free transport of such, particularly flexible, goods due to the use of a web of goods for storing the piece goods during their transport.
- At least one of the following can be transported as piece goods by means of the transport device: a separator for a galvanic cell, an electrode for a galvanic cell, a membrane for a fuel cell, an MEA (membrane electrode assembly) for a fuel cell; a gas diffusion layer for a fuel cell, a separator plate, in particular a bipolar plate, for a fuel cell.
- a separator for a galvanic cell an electrode for a galvanic cell, a membrane for a fuel cell, an MEA (membrane electrode assembly) for a fuel cell
- MEA membrane electrode assembly
- the material web itself can also be a web-shaped component of a membrane electrode assembly to be produced for a fuel cell or of a membrane electrode assembly which comprises a web-shaped sealing frame.
- the material web can be a web-shaped sealing frame, a web-shaped membrane or a web-shaped gas diffusion layer.
- the transport device can accordingly be part of a device for producing a precursor for a battery cell or a membrane electrode arrangement for a fuel cell.
- the transport device according to the first aspect is preferably designed to carry out the method according to the second aspect, in particular an embodiment thereof described herein. Further advantages, features and possible applications of the present solution emerge from the following detailed description in connection with the figures.
- Fig. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of a transport device according to the first aspect, in which a measurement of a tensile force acting in or on a web of goods that also serves as transported goods is measured directly via a dynamometer and used as a control variable for a drive control of the transport device;
- Fig. 2 schematically shows a second exemplary embodiment of a transport device according to the first aspect, in which a measurement of a tensile force acting in or on the web of goods, which also serves as a conveyor belt for the piece goods stored thereon as transport goods, is measured directly via a dynamometer and used as a control variable for a drive control of the transport device; and
- Fig. 3 schematically shows a third exemplary embodiment of a transport device according to the first aspect, in which a measurement of a tensile force acting in or on the web of material via the measurement of a tensile force-dependent position of a movable support structure of one of the vacuum conveyor belts is used as a control variable for a drive control of the transport device.
- a transport path s for goods 155 to be transported by means of the transport device 100 with a transport speed v), in particular directed along the transport path s or parallel thereto, is defined by a series connection of two separate vacuum conveyor belts 105 and 120a.
- a web of goods can serve as the transported goods 155, such as a long strip-shaped film, e.g. made of plastic, paper, textile material or metal. It can run in particular in the sense of a reel-to-reel process from a first roll 150a to a second roll 150b and is, in any case, also transported and conveyed by the vacuum conveyor belts 105 and 120a on which it rests.
- transported goods 155 such as a long strip-shaped film, e.g. made of plastic, paper, textile material or metal. It can run in particular in the sense of a reel-to-reel process from a first roll 150a to a second roll 150b and is, in any case, also transported and conveyed by the vacuum conveyor belts 105 and 120a on which it rests.
- one (or several) processing stations 160 can be provided for processing the transported goods, i.e. here the web of material 155, while it is being transported by the transport device 100.
- a processing station 160 can be or have, for example, a printing device for printing the web of material 155, an inspection device, an irradiation device, etc.
- the first vacuum conveyor belt 105 closest to the first roller 150a has a support structure 110 which has a support roller bearing with at least two support rollers 115a and 115b which supports a conveyor belt 115c. At least one of the two support rollers, for example - as shown - the support roller 115b, is driven in order to in turn drive the movement of the conveyor belt 115c.
- the support structure 110 can in particular be formed in one piece and be stationary overall with respect to the transport device 100.
- the second vacuum conveyor belt 120a which is located downstream of the first vacuum conveyor belt 105 along the transport path, has a multi-part support structure with a base part 125 that is stationary overall with respect to the transport device 100 and a support structure 130 that is movably mounted relative to it for supporting a support roller bearing of the vacuum conveyor belt 120a.
- the support roller bearing has at least two support rollers 140a and 140b that support a conveyor belt 140c. At least one of the two support rollers, for example - as shown - the support roller 140b, is driven in order to drive the movement of the conveyor belt 140c.
- the support structure 130 can be movably mounted on the base part 125, in particular, as shown, via one or more springs 135.
- a possible advantage of a The advantage of spring-based bearings is that there is usually little or no friction when the vacuum conveyor belt moves, which must first be overcome as static friction before the web tension itself can be measured.
- the bearing of the support structure 130 is designed such that the support structure 130 is bidirectionally translationally movable along or parallel to the direction of the transport path (i.e. parallel to the arrow v and in the opposite direction) depending on a force acting on it.
- the vacuum conveyor belt 120a also has a force transducer (force meter) 145 as a measuring device, which can in particular be spring-based and is configured to measure the aforementioned force exerted on the support structure 130 as a measured variable and to provide corresponding measured values.
- a force measurement based on the piezoelectric effect i.e. by means of at least one piezo sensor, is also possible, which can be used in particular to implement a force measurement in which tilting of the support structure 130 can be counteracted particularly well due to the elimination of spring travel.
- the transport device 100 also has a control device 165, which together with the drives of the two vacuum conveyor belts 105 and 120a forms a drive device of the transport device 100.
- the control device 165 can in particular have a controller for regulating the drive of the transport device 100, here specifically the drive of the vacuum conveyor belt 120a or its driven support roller 140b (or alternatively or cumulatively the drive of the vacuum conveyor belt 105 or its driven support roller 115b).
- the force on the support structure 130 measured by the force sensor 145 and represented in its temporal progression by the measured values serves as the controlled variable.
- Variable control signals serve as the manipulated variable, which are supplied by the control device to at least one drive of the transport device 100, either directly as power signals for the variable energy supply of the drive or as pure Control signal for controlling the drive which is then supplied by another energy source.
- the second exemplary embodiment 200 of a transport device shown schematically in Fig. 2 largely corresponds to the transport device 100 from Fig. 1, so that only the differences will be discussed below.
- a first difference is that the web of material 155 no longer represents the transported goods itself, but is instead used as a conveyor belt for other transported goods, in particular piece goods 170.
- it can be designed in particular to be perforated, so that the suction effect of the vacuum conveyor belts 105 and 120a can act on the transported goods 170 through suction channels in the web of material formed by the perforation in order to fix them on the web of material 155.
- This is particularly advantageous for flat and light piece goods, such as small and/or light pieces of film, since otherwise the adhesion of the piece goods to the web of material may be too weak.
- Another difference can (optionally) be that the web of material no longer runs from reel to reel. Instead, it can form a closed loop and therefore have a circular movement path.
- the third exemplary embodiment 300 of a transport device shown schematically in Fig. 3 largely corresponds to the transport device 200 from Fig. 2, so that only the essential difference will be discussed below.
- a different type of measuring device in which, instead of a direct force measurement of a force that corresponds in magnitude to the tensile force prevailing on or in the web of material, which can be carried out using the force gauge 145, a measurement of a quantity derived from the tensile force is provided, namely specifically a position or a distance covered by the movable support structure 130.
- the second vacuum conveyor belt 120b is modified compared to the vacuum conveyor belt 120a from Fig. 2 as follows:
- the support structure 130 is subjected to a spring force in a direction parallel to the web of material 155 in the area of the second vacuum conveyor belt 120b, which in the present example is provided by a spring 180.
- a spring 180 When the tensile force occurs in or on the web of material 155, the tension, here for example on rollers 175 or The ball-bearing, movable support structure 130 is displaced in a direction parallel to the web of material against the spring force of the spring 180 until a force equilibrium is achieved between this spring force and the tensile force transmitted from the web of material to the support structure 130.
- a position of the support structure 130 is now measured along the direction of action of the two forces (in Fig. 3, in the horizontal direction) by means of a sensor 185, which can in particular be an optical sensor (such as a camera).
- a sensor 185 which can in particular be an optical sensor (such as a camera).
- a combination of a pointer 130a provided on the support structure 130 and a scale 190 fixed relative to the base part 125 for reading a current position of the pointer 130a can be present.
- the position detected by the sensor 185 can then be made available as a controlled variable for the control of the control device 165.
- Support roller also drive roller of the vacuum conveyor belt 120a or 120b
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Abstract
A transport device for transporting a product web or piece goods, in particular flat substrates, comprises: a first vacuum transport belt and a second vacuum transport belt which together define a transport path, wherein the second vacuum transport belt is arranged downstream of the first vacuum transport belt along the transport path, and the vacuum transport belts are configured to transport a product web along the transport path by their interaction; a measuring device for detecting respective measured values with regard to at least one measured variable which represents a tensile force which occurs between the two vacuum transport belts at or in the product web during its transport along the transport path or a variable which is derived therefrom; and a drive device for driving at least one of the vacuum transport belts in a manner which is dependent on the measured values.
Description
TRANSPORTVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM TRANSPORT EINER WARENBAHN ODER VON STÜCKGUT ENTLANG EINES TRANSPORTWEGS TRANSPORT DEVICE AND METHOD FOR TRANSPORTING A WEB OF GOODS OR PIECE OF GOODS ALONG A TRANSPORT PATH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung sowie ein Verfahren zum T ransport einer Warenbahn oder von darauf oder daran angeordnetem Stückgut entlang eines Transportwegs. The present invention relates to a transport device and a method for transporting a web of goods or piece goods arranged thereon or thereat along a transport path.
Unter dem Begriff „Stückgut“, wie hierin verwendet, sind insbesondere ein oder mehrere jeweils als Einzelstück zu befördernde (transportierende) Güter zu verstehen. The term “general cargo”, as used herein, refers in particular to one or more goods to be transported as individual items.
Die Transportvorrichtung bzw. das Verfahren sind insbesondere im Rahmen des Transports von (i) Warenbahnen, wie etwa durchgängigen Folien oder Papierbahnen, oder von (ii) Stückgut, wie etwa von einzelnen Folienstücken, Papierstücken oder anderen stückartigen Bauteilen, Baugruppen oder sonstigen Zwischen- oder Endprodukten, im Rahmen eines Prozesses zur Bearbeitung, Verarbeitung oder Lagerung solchen Stückguts anwendbar. Bei den im Fall (i) zu transportierenden Warenbahnen kann es sich insbesondere auch um flexible Folienbahnen, insbesondere Kunststoff- oder Metallfolien als Trägersubstrate für darauf gedruckte elektronische Bauelemente oder Schaltungen, oder um andere zu beschichtende oder zu bedruckende Substratbahnen handeln. Im Fall (ii) kann es sich bei dem Stückgut insbesondere um komplette galvanische Zellen, wie etwa Batteriezellen oder Brennstoffzellen, oder um Bestandteile bzw. Vor- oder Zwischenprodukte davon handeln. Es ist auch möglich, dass die Warenbahn nicht selbst als Transportgut dient, sondern vielmehr als Fördergurt für anderes Transportgut, insbesondere Stückgut eingesetzt wird. The transport device or the method can be used in particular in the context of the transport of (i) webs of goods, such as continuous films or paper webs, or of (ii) piece goods, such as individual pieces of film, pieces of paper or other piece-like components, assemblies or other intermediate or end products, as part of a process for the processing, processing or storage of such piece goods. The webs of goods to be transported in case (i) can in particular also be flexible film webs, in particular plastic or metal films as carrier substrates for electronic components or circuits printed on them, or other substrate webs to be coated or printed. In case (ii), the piece goods can in particular be complete galvanic cells, such as battery cells or fuel cells, or components or precursors or intermediate products thereof. It is also possible that the web of goods does not itself serve as transport goods, but rather is used as a conveyor belt for other transport goods, in particular piece goods.
Zum Transport von Warenbahnen oder Stückgut sind verschiedenste Transportvorrichtungen bekannt. Dazu gehören insbesondere konventionelle, meist auf Rollen gelagerte und durch mindestens eine Antriebstrommel angetriebene, Förderbänder. Eine Sonderbauweise solcher Förderbänder sind sogenannte Vakuumtransportbänder, die auch oft als Vakuumband, Vakuumförderband oder ähnliches bezeichnet werden. A wide variety of transport devices are known for transporting webs of goods or piece goods. These include, in particular, conventional conveyor belts, usually mounted on rollers and driven by at least one drive drum. A special type of such conveyor belts are so-called vacuum conveyor belts, which are also often referred to as vacuum belts, vacuum conveyor belts or similar.
Der Begriff „Vakuum“, wie hierin verwendet, ist nicht zwingend als ein Raum mit weitgehender Abwesenheit von Materie zu verstehen. Vielmehr ist hierunter insbesondere ein technisches Vakuum im Sinne eines Unterdrucks gegenüber einem Umgebungsdruck zu verstehen. Es wird in der Regel erzeugt, indem man mit einer Pumpe (Gas-)Moleküle aus einem hohlen Raum (Behälter, Vakuumkanal u. ä.) entfernt,
sodass der Druck darin sinkt. Insbesondere kann dabei der Druck im Behälter unter 0,7 bar (d.h. um zumindest 300 mbar unter dem Normaldruck von 1 bar) sinken. Das Herstellen eines Vakuums heißt auch „evakuieren“. The term "vacuum" as used herein is not necessarily to be understood as a space with a substantial absence of matter. Rather, it is to be understood in particular as a technical vacuum in the sense of a negative pressure compared to an ambient pressure. It is usually created by removing (gas) molecules from a hollow space (container, vacuum channel, etc.) using a pump. so that the pressure inside it drops. In particular, the pressure in the container can drop below 0.7 bar (ie at least 300 mbar below the normal pressure of 1 bar). Creating a vacuum is also called "evacuation".
Bei einem „Vakuumtransportband“ handelt es sich somit insbesondere um eine Förderbandanlage, bei der das damit zu fördernde T ransportgut während des T ransports auf oder and dem Förderband, genauer an oder auf einem zum Transport des Transportguts translatorisch beweglichen Fördergurt des Förderbands, durch Ansaugen mittels Unterdrück („Vakuum“) fixiert wird. Zur Herstellung des Vakuums verfügt ein Vakuumtransportband in der Regel selbst über eine Pumpe oder einen Anschluss zur Verbindung mit einem extern bereitgestellten Vakuum, wie etwa einer unter Unterdrück stehenden Ansaugleitung. Das Vakuum wird meist über einen Vakuumkanal oder mehrere separate Vakuumkanäle über die Länge der Förderstrecke, insbesondere gleichmäßig, verteilt und an die benötigten Stellen geleitet. Der Fördergurt ist in der Regel entsprechend dem Vakuumkanal gelocht und überträgt den Unterdrück auf das durch ihn zu transportierende Stückgut. A “vacuum conveyor belt” is therefore particularly a conveyor belt system in which the goods to be conveyed are fixed during transport on or at the conveyor belt, more precisely on or at a conveyor belt of the conveyor belt that can be moved in translation to transport the goods, by suction using negative pressure (“vacuum”). To create the vacuum, a vacuum conveyor belt usually has its own pump or a connection for connecting to an externally provided vacuum, such as a suction line under negative pressure. The vacuum is usually distributed, in particular evenly, over the length of the conveyor line via a vacuum channel or several separate vacuum channels and directed to the required locations. The conveyor belt is usually perforated to match the vacuum channel and transfers the negative pressure to the goods to be transported through it.
Eine Sonderform einer Vorrichtung zum Transport einer Warenbahn selbst oder von Stückgut an oder auf einer Warenbahn ist eine Transportvorrichtung, bei der zwei oder mehr Vakuumtransportbänder entlang der Förderstrecke der Transportvorrichtung hintereinandergeschaltet sind und eine über diese Vakuumtransportbänder laufende und durch sie (insbesondere liegend oder hängend) gestützte bewegliche Warenbahn zum Transport eingesetzt wird. Die Warenbahn ist hier entweder (i) selbst das zu transportierende Transportgut, beispielsweise im Rahmen eines Rolle-zu-Rolle Verfahrens, oder (ii) sie dient als, umlaufende oder ebenfalls von Rolle-zu-Rolle verlaufende, durchgängige Trägerbahn für zu transportierendes Transportgut in Form von Stückgut. Die Fördergurte der einzelnen Vakuumtransportbänder tragen hier also das Stückgut nicht unmittelbar selbst, sondern nur mittelbar, indem sie die Warenbahn stützen und antreiben, auf bzw. an der das Stückgut zum Transport angeordnet wird. A special form of a device for transporting a web of goods itself or piece goods to or on a web of goods is a transport device in which two or more vacuum conveyor belts are connected in series along the conveyor path of the transport device and a movable web of goods running over these vacuum conveyor belts and supported by them (in particular lying or hanging) is used for transport. The web of goods is either (i) the goods to be transported itself, for example in a roll-to-roll process, or (ii) it serves as a continuous carrier track, running all the way around or also from roll to roll, for the goods to be transported in the form of piece goods. The conveyor belts of the individual vacuum conveyor belts therefore do not carry the piece goods directly themselves, but only indirectly, by supporting and driving the web of goods on or at which the piece goods are arranged for transport.
Um einen möglichst definierten, fehlerfreien und gleichmäßigen Transport der Warenbahn bzw. des Stückguts mittels einer solchen Transportvorrichtung zu gewährleisten, kommt es insbesondere darauf an, dass die Warenbahn weder überbeansprucht wird (was z. B. zu einer unerwünschten Dehnung oder sogar zu einem Ab- oder Einreißen führen könnte) noch eine unerwünschte Verformung, wie etwa bei einem Durchhängen oder ein Verrutschen derselben, während des Transports auftritt. Dazu ist es bekannt, eine Transportweg- oder Geschwindigkeitsmessung bezüglich der
Bewegung der Warenbahn durchzuführen und den Antrieb der Transportvorrichtung in Abhängigkeit von den dabei erhaltenen Messergebnissen zu betreiben. In order to ensure that the web of goods or the piece goods are transported as precisely as possible, without any errors and in a uniform manner using such a transport device, it is particularly important that the web of goods is neither overstressed (which could lead to unwanted stretching or even tearing or tearing) nor that unwanted deformation, such as sagging or slipping, occurs during transport. For this purpose, it is known to use a transport path or speed measurement with respect to the To carry out movement of the web of material and to operate the drive of the transport device depending on the measurement results obtained.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, solche Transportvorrichtungen, insbesondere im Hinblick auf einen möglichst fehlerarmen Transport von damit zu transportierendem Transportgut, weiter zu verbessern. It is an object of the invention to further improve such transport devices, in particular with regard to transporting goods to be transported with as few errors as possible.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen der Lösung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved according to the teaching of the independent claims. Various embodiments and further developments of the solution are the subject of the subclaims.
Ein erster Aspekt der hier vorgestellten Lösung betrifft eine Transportvorrichtung zum Transport einer Warenbahn oder von Stückgut, insbesondere von flachen Substraten. Die Transportvorrichtung weist auf: A first aspect of the solution presented here concerns a transport device for transporting a web of goods or piece goods, in particular flat substrates. The transport device has:
(i) ein erstes Vakuumtransportband und ein zweites Vakuumtransportband, die zusammen einen Transportweg definieren, wobei das zweite Vakuumtransportband entlang des Transportwegs stromabwärts des ersten Vakuumtransportbands angeordnet ist und die Vakuumtransportbänder konfiguriert sind, in ihrem Zusammenwirken eine Warenbahn entlang des Transportwegs zu transportieren; (i) a first vacuum conveyor belt and a second vacuum conveyor belt together defining a transport path, the second vacuum conveyor belt being arranged along the transport path downstream of the first vacuum conveyor belt and the vacuum conveyor belts being configured to transport a web of material along the transport path in cooperation with each other;
(ii) eine Messeinrichtung zum Erfassen von jeweiligen Messwerten bezüglich zumindest einer Messgröße, die eine zwischen den beiden Vakuumtransportbändern an oder in der Warenbahn bei ihrem Transport entlang des Transportwegs auftretende Zugkraft oder eine davon abgeleitete Größe repräsentiert; und (ii) a measuring device for recording respective measured values relating to at least one measured variable which represents a tensile force occurring between the two vacuum conveyor belts on or in the web of goods during its transport along the transport path or a variable derived therefrom; and
(iii) eine Antriebseinrichtung zum Antrieb von zumindest einem der Vakuumtransportbänder in Abhängigkeit von den Messwerten. (iii) a drive device for driving at least one of the vacuum conveyor belts depending on the measured values.
Unter dem Begriff „Warenbahn“, wie hierin verwendet, ist insbesondere zu verstehen: (i) ein bahnartiges Substrat, das nicht selbst zur Transportvorrichtung gehört, aber von ihr als Transportgut entlang des Transportwegs zu transportieren ist, oder (ii) ein als Bestandteil der Transportvorrichtung gehörendes Warentransportband zum Transport entlang des Transportwegs von auf oder an dem Warentransportband angeordnetem, insbesondere davon getragenen oder gehaltenem Stückgut. Unter „Bahn“ ist hierbei insbesondere ein breiter Streifen, ein zugeschnittenes Teilstück oder ähnliches aus einem bestimmten Material zu verstehen. Er bzw. es kann insbesondere eine endliche
Länge aufweisen oder als Schleife endlos sein. Der Begriff „bahnartig“ kennzeichnet demgemäß ein Substrat, das als „Bahn“ im o.g. Sinne bezeichnet werden kann. The term "web" as used herein is to be understood in particular as: (i) a web-like substrate that does not itself belong to the transport device, but is to be transported by it as a transported item along the transport path, or (ii) a goods conveyor belt that is part of the transport device for transporting along the transport path piece goods arranged on or at the goods conveyor belt, in particular carried or held by it. "Web" is to be understood in particular as a wide strip, a cut-to-size piece or the like made of a specific material. It or it can in particular be a finite length or be endless as a loop. The term "web-like" therefore describes a substrate that can be referred to as a "web" in the above sense.
Unter dem Begriff „von der Zugkraft abgeleitete Größe“ und Abwandlungen hiervon ist eine Größe G, insbesondere eine mechanische, elektrische, magnetische, optische oder sonstige sensorisch erfassbare technische Größe zu verstehen, deren Wert von der Zugkraft abhängt, insbesondere eine Funktion G = f(Fz) der Zugkraft Fz ist. Insbesondere ist eine Zugspannung oz = Fz/A, d.h. eine Größe, die eine je Flächeneinheit wirkende Zugkraft beschreibt, eine von der Zugkraft Fz abgeleitete Größe G. Dasselbe gilt für eine Gleichgewichtsposition eines Objekts, in der sich die Zugkraft mit einer anderen definierten Kraft, insbesondere Federkraft, im Gleichgewicht befindet. The term “quantity derived from the tensile force” and variations thereof refers to a quantity G, in particular a mechanical, electrical, magnetic, optical or other sensory-detectable technical quantity, the value of which depends on the tensile force, in particular a function G = f(F z ) of the tensile force F z . In particular, a tensile stress o z = F z /A, i.e. a quantity that describes a tensile force acting per unit area, is a quantity G derived from the tensile force F z . The same applies to an equilibrium position of an object in which the tensile force is in equilibrium with another defined force, in particular spring force.
Unter dem Begriff „Antriebseinrichtung“ ist eine zu der Transportvorrichtung als Bestandteil derselben gehörende Vorrichtung zum Antreiben des zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportbands der Transportvorrichtung zu verstehen. Sie kann somit insbesondere zumindest einen Motor, wie etwa einen Elektromotor, aufweisen. Zudem kann sie auch eine Steuereinrichtung, etwa eine Schaltung, zum Ansteuern des zumindest einen Motors aufweisen. Die Steuereinrichtung kann dabei insbesondere so eingerichtet sein, diese Ansteuerung im Sinne einer Steuerung oder einer Regelung vorzunehmen. Auch eine oder mehrere Treiber, insbesondere Treiberschaltungen, zur Energieversorgung des Antriebs können Teil der Antriebseinrichtung sein. The term "drive device" is to be understood as a device belonging to the transport device as a component thereof for driving the at least one driven vacuum conveyor belt of the transport device. It can therefore in particular have at least one motor, such as an electric motor. In addition, it can also have a control device, such as a circuit, for controlling the at least one motor. The control device can in particular be set up to carry out this control in the sense of a control or regulation. One or more drivers, in particular driver circuits, for supplying energy to the drive can also be part of the drive device.
Die hierein gegebenenfalls verwendeten Begriffe "umfasst", "beinhaltet", "schließt ein", "weist auf", "hat", "mit", oder jede andere Variante davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken. So ist beispielsweise ein Verfahren oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst oder aufweist, nicht notwendigerweise auf diese Elemente beschränkt, sondern kann andere Elemente einschließen, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder die einem solchen Verfahren oder einer solchen Vorrichtung inhärent sind. The terms "comprises," "includes," "has," "includes," "has," "with," or any other variation thereof, as used herein, are intended to cover non-exclusive inclusion. For example, a method or apparatus that includes or has a list of elements is not necessarily limited to those elements, but may include other elements not expressly listed or that are inherent in such method or apparatus.
Ferner bezieht sich "oder", sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, auf ein inklusives oder und nicht auf ein exklusives „oder“. Zum Beispiel wird eine Bedingung A oder B durch eine der folgenden Bedingungen erfüllt: A ist wahr (oder vorhanden) und B ist falsch (oder nicht vorhanden), A ist falsch (oder nicht vorhanden) und B ist wahr (oder vorhanden), und sowohl A als auch B sind wahr (oder vorhanden).
Die Begriffe "ein" oder "eine", wie sie hier verwendet werden, sind im Sinne von „ein/eine oder mehrere“ definiert. Die Begriffe "ein anderer" und „ein weiterer“ sowie jede andere Variante davon sind im Sinne von „zumindest ein Weiterer“ zu verstehen. Furthermore, unless explicitly stated to the contrary, "or" refers to an inclusive "or" and not an exclusive "or". For example, a condition A or B is satisfied by one of the following conditions: A is true (or exists) and B is false (or not exists), A is false (or not exists) and B is true (or exists), and both A and B are true (or exists). As used herein, the terms "a" or "an" are defined to mean "one or more". The terms "another" and "another" and any other variation thereof are defined to mean "at least one other".
Der Begriff "Mehrzahl", wie er hier gegebenenfalls verwendet wird, ist im Sinne von „zwei oder mehr“ zu verstehen. The term "plurality" as used herein shall mean "two or more".
Die Begriffe "erste/r/s", "zweite/r/s", "dritte/r/s" und ähnliche Begriffe, ", wie sie hier gegebenenfalls verwendet werden, dienen zur Unterscheidung zwischen ähnlichen bzw. ansonsten gleich benannten Elementen und nicht unbedingt zur Beschreibung einer sequenziellen, räumlichen oder chronologischen Reihenfolge. Es versteht sich, dass die so verwendeten Begriffe unter geeigneten Umständen austauschbar sind und dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Lösung auch in anderen als den hier beschriebenen oder dargestellten Reihenfolgen funktionieren können. The terms "first," "second," "third," and similar terms, as used herein, are intended to distinguish between similar or otherwise similarly named elements and are not necessarily intended to describe a sequential, spatial, or chronological order. It is understood that the terms so used are interchangeable under appropriate circumstances and that the embodiments of the solution described herein may function in orders other than those described or illustrated herein.
Unter dem Begriff „konfiguriert“ oder „eingerichtet“ eine bestimmte Funktion zu erfüllen, (und jeweiligen Abwandlungen davon), wie er hier gegebenenfalls verwendet wird, ist zu verstehen, dass eine diesbezügliche Vorrichtung oder Komponente davon bereits in einer Ausgestaltung oder Einstellung vorliegt, in der sie die Funktion ausführen kann oder sie zumindest so einstellbar - d.h. konfigurierbar - ist, dass sie nach entsprechender Einstellung die Funktion ausführen kann. Die Konfiguration kann dabei beispielsweise über eine entsprechende Einstellung von Parametern eines Prozessablaufs oder von Schaltern oder ähnlichem zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von Funktionalitäten bzw. Einstellungen erfolgen. Insbesondere kann die Vorrichtung mehrere vorbestimmte Konfigurationen oder Betriebsmodi aufweisen, so dass das Konfigurieren mittels einer Auswahl einer dieser Konfigurationen bzw. Betriebsmodi erfolgen kann. The term "configured" or "set up" to perform a specific function (and respective variations thereof), as used here, is to be understood as meaning that a relevant device or component thereof is already in a design or setting in which it can perform the function or is at least adjustable - i.e. configurable - so that it can perform the function after being set accordingly. The configuration can be carried out, for example, by setting parameters of a process sequence or switches or similar to activate or deactivate functionalities or settings. In particular, the device can have several predetermined configurations or operating modes, so that configuration can be carried out by selecting one of these configurations or operating modes.
Bei einer Transportvorrichtung nach dem ersten Aspekt erfolgt ihr Antrieb, genauer der Antrieb ihres zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportbands, in Abhängigkeit von durch die Messeinrichtung ermittelten Messwerten, die wiederum unmittelbar oder über zumindest eine abgeleitete Größe die an oder in der Warenbahn bei ihrem Transport entlang des Transportwegs auftretende Zugkraft repräsentieren. Der Antrieb kann somit in direkter Abhängigkeit von der Zugkraft und somit von einer Größe erfolgen, die maßgeblich ist für einen möglichst fehlerarmen Transport von mittels der Transporteinrichtung zu transportierendem Transportgut.
So lassen sich insbesondere eine oder mehrere der folgenden technischen Wirkungen erreichen: In a transport device according to the first aspect, its drive, or more precisely the drive of its at least one driven vacuum conveyor belt, is dependent on measured values determined by the measuring device, which in turn represent, directly or via at least one derived variable, the tensile force occurring on or in the web of goods during their transport along the transport path. The drive can thus be carried out in direct dependence on the tensile force and thus on a variable that is decisive for the transport of goods to be transported by means of the transport device with as few errors as possible. In particular, one or more of the following technical effects can be achieved:
(i) eine Beanspruchung der Warenbahn wird reduziert, insbesondere optimiert; insbesondere kann eine Überbeanspruchung oder erhöhter Verschleiß, etwa durch Schlupf, reduziert oder gar vermieden werden. (i) stress on the web is reduced, in particular optimised; in particular, excessive stress or increased wear, for example due to slippage, can be reduced or even avoided.
(ii) Das Auftreten von Transportfehlern, insbesondere solcher, die durch eine nicht ausreichend gespannte Warenbahn bedingt sind, wird reduziert oder ganz vermieden; Somit kann insbesondere Beschädigungen der Warenbahn bzw. des Transportguts entgegengewirkt werden, insbesondere im Hinblick auf eine Verringerung der Auftrittshäufigkeit und/oder etwaiger Schäden; (ii) The occurrence of transport errors, in particular those caused by an insufficiently tensioned web of goods, is reduced or completely avoided; This makes it possible to counteract damage to the web of goods or the goods being transported, in particular with regard to reducing the frequency of occurrence and/or any damage;
(iii) Die Bewegung der Warenbahn und somit des Transportguts kann besonders gleichmäßig und/oder unter Einhaltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit innerhalb eines geringen Toleranzbereichs erfolgen. (iii) The movement of the web of goods and thus of the transported goods can be particularly uniform and/or at a specified speed within a small tolerance range.
(iv) die in oder an der Warenbahn auftretende Zugspannung kann in einem geeigneten beidseitig begrenzten Zugspannungswertebereich gehalten werden. (iv) the tensile stress occurring in or on the web can be kept within a suitable tension stress range limited on both sides.
Nachfolgend werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Transportvorrichtung beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird oder technisch unmöglich ist, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen anderen Aspekten der vorliegenden Lösung kombiniert werden können. Various exemplary embodiments of the transport device are described below, which can each be combined with each other as desired and with the other aspects of the present solution described below, unless this is expressly excluded or is technically impossible.
Bei einigen Ausführungsformen ist zumindest eines der Vakuumtransportbänder, insbesondere das zweite Vakuumtransportband, als Ganzes oder eine beweglich gelagerte Tragekonstruktion zum Tragen eines Tragrollenlagers des Vakuumtransportbands entlang oder parallel zu der Richtung des Transportwegs bidirektional in Abhängigkeit von der Zugkraft bzw. der davon abgeleiteten Größe beweglich. Zudem ist die Messeinrichtung konfiguriert, Messwerte bezüglich zumindest einer der Messgrößen an diesem Vakuumtransportband bzw. an der beweglicher Tragekonstruktion zu erfassen. Somit kann die an bzw. in der Warenbahn wirkende Zugkraft an der Tragekonstruktion erfasst werden, ohne dass eine Messung unmittelbar an der sich (regelmäßig schnell bewegenden) Warenbahn erforderlich ist. Zudem lässt sich an der Tragekonstruktion auch aus Platzgründen eine Messung meist leichter realisieren als an der Warenbahn selbst.
Die Tragekonstruktion kann insbesondere einstückig oder als eine aus mehreren Komponenten aufgebaute Baugruppe ausgebildet sein. Sie kann insbesondere, zumindest im Wesentlichen, eine „T“-Form oder „IT-Form aufweisen und dabei einen Schenkelabschnitt der jeweiligen Form aufweisen, an dem die Tragrollen des Tragrollenlagers gelagert sind. In some embodiments, at least one of the vacuum conveyor belts, in particular the second vacuum conveyor belt, as a whole or a movably mounted support structure for supporting a support roller bearing of the vacuum conveyor belt is movable bidirectionally along or parallel to the direction of the transport path depending on the tensile force or the variable derived therefrom. In addition, the measuring device is configured to record measured values with respect to at least one of the measured variables on this vacuum conveyor belt or on the movable support structure. The tensile force acting on or in the web of material can thus be recorded on the support structure without a measurement being required directly on the (regularly fast-moving) web of material. In addition, for reasons of space, a measurement can usually be carried out more easily on the support structure than on the web of material itself. The support structure can in particular be designed in one piece or as an assembly made up of several components. In particular, it can, at least essentially, have a "T" shape or "IT" shape and in this case have a leg section of the respective shape on which the support rollers of the support roller bearing are mounted.
Bei einigen Ausführungsformen („erste Ausgestaltung“) ist die Messeinrichtung konfiguriert, eine von der Zugkraft abhängige Kraftwirkung auf das als Ganzes bewegliche Vakuumtransportband bzw. auf die bewegliche Tragekonstruktion zu erfassen, um in Abhängigkeit von der erfassten Kraftwirkung die Messwerte für zumindest eine der Messgrößen zu bestimmen. Hier findet somit eine unmittelbare Kraftmessung statt, ohne dass eine potenziell fehlerwahrscheinlichkeits- oder toleranzbehaftete zwischengeschaltete Wandlung in eine andere Größe erforderlich wäre. Die Messeinrichtung kann zur Erfassung der Kraftwirkung insbesondere mit einem oder mehreren, insbesondere federbasierten und/oder piezoelektrischen, Kraftmessern ausgestattet sein. In some embodiments (“first embodiment”), the measuring device is configured to detect a force effect that is dependent on the tensile force on the vacuum conveyor belt that is movable as a whole or on the movable support structure in order to determine the measured values for at least one of the measured variables depending on the detected force effect. A direct force measurement thus takes place here, without an intermediate conversion into another variable that is potentially subject to error probability or tolerance being necessary. The measuring device can be equipped in particular with one or more, in particular spring-based and/or piezoelectric, force gauges to detect the force effect.
Bei einigen Ausführungsformen („zweite Ausgestaltung“), die alternativ oder auch kumulativ hierzu eingesetzt werden können, weist die Transportvorrichtung des Weiteren eine Federung auf, mittels der das als Ganzes bewegliche Vakuumtransportband bzw. dessen bewegliche Tragekonstruktion mit einer zumindest anteilig entlang dem Transportweg gerichteten Federkraft derart beaufschlagbar ist, dass eine Änderung der Zugkraft in oder an der Warenbahn eine Bewegung des als Ganzes beweglichen Vakuumtransportbands bzw. dessen bewegliche Tragekonstruktion bewirkt, die zumindest eine der Federkraft entgegengerichtete Bewegungskomponente aufweist. Die Messeinrichtung ist hierbei konfiguriert, zumindest eine aus einer solchen Bewegung resultierende Position des als Ganzes beweglichen Vakuumtransportbands bzw. der beweglichen Tragekonstruktion als Messwert für die zumindest eine Messgröße zu erfassen. In some embodiments (“second embodiment”), which can be used alternatively or cumulatively, the transport device further comprises a suspension, by means of which the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or its movable support structure can be subjected to a spring force directed at least partially along the transport path in such a way that a change in the tensile force in or on the web of material causes a movement of the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or its movable support structure, which has at least one movement component directed opposite to the spring force. The measuring device is configured to record at least one position of the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or the movable support structure, resulting from such a movement as a measured value for the at least one measured variable.
Die Zugkraft wird hier somit über eine Positions- oder Wegmessung bezüglich einer durch sie bewirkten, insbesondere translatorischen, Bewegung des als Ganzes beweglichen Vakuumtransportbands bzw. von dessen beweglicher Tragekonstruktion unter Einwirkung einer von der Federung aufgebrachten Federkraft bestimmt. Die Federkraft kann dabei, je nach Implementierung insbesondere schiebend oder ziehend auf das als Ganzes bewegliche Vakuumtransportbands bzw. auf die bewegliche Tragekonstruktion wirken. Die Federung kann jede Art von Federung sein. Insbesondere
kann sie eine oder mehrere Federn oder ein elastisches Material (insbesondere fest oder gasförmig) zur Bereitstellung der Federkraft aufweisen. The tensile force is thus determined here by a position or path measurement with respect to a movement caused by it, in particular a translational movement, of the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or of its movable support structure under the influence of a spring force applied by the suspension. Depending on the implementation, the spring force can act in particular in a pushing or pulling manner on the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or on the movable support structure. The suspension can be any type of suspension. In particular it may comprise one or more springs or an elastic material (particularly solid or gaseous) to provide the spring force.
Auch die zweite Ausgestaltung ermöglicht eine sehr genaue und zuverlässige Messung der Zugkraft und somit einen besonders genauen und zuverlässigen Antrieb der Transportvorrichtung in Abhängigkeit von der tatsächlich wirkenden Zugkraft. Insbesondere ist ein solches Messverfahren auch zur Messung von sehr kleinen Zugkräften geeignet, da sich Positionen oder Strecken typischerweise besonders genau sensorisch erfassen lassen, insbesondere mittels entsprechend empfindlicher optischer Sensorik. Vorzugsweise ist die Federung so dimensioniert, dass sie im Bereich der zu messenden Werte für die Zugkraft, zumindest im Wesentlichen, dem Hook’schen Gesetz gehorcht, so dass dann eine Umrechnung von Kraft in Weg, bzw. umgekehrt besonders einfach ist. The second design also enables a very precise and reliable measurement of the tensile force and thus a particularly precise and reliable drive of the transport device depending on the actual tensile force. In particular, such a measuring method is also suitable for measuring very small tensile forces, since positions or distances can typically be detected particularly precisely by sensors, in particular using correspondingly sensitive optical sensors. The suspension is preferably dimensioned in such a way that it obeys Hooke's law, at least essentially, in the range of the values to be measured for the tensile force, so that converting force into distance, or vice versa, is particularly easy.
Falls mehrere verschiedene Messverfahren zur Messung herangezogen werden, insbesondere die beiden vorausgehend dargestellten ersten und zweiten Ausgestaltungen, kann deren jeweiliges Messergebnis zu einem einzigen Messergebnis zusammengefasst werden, insbesondere durch ungewichtete oder gewichtete Mittelwertbildung. If several different measuring methods are used for the measurement, in particular the two first and second embodiments described above, their respective measurement results can be combined into a single measurement result, in particular by unweighted or weighted averaging.
Bei einigen Ausführungsformen sind das als Ganzes bewegliche Vakuumtransportband bzw. die bewegliche Tragekonstruktion mit einer diese Beweglichkeit ermöglichenden Lagerung ausgestattet, die zumindest eines der folgenden aufweist: Rollenlager, Luftlager, Kugellager, Wälzlager, Federung. Eine solche, insbesondere reibungsarme Lagerung fördert einer besonders genaue und zuverlässige Messung der Zugkraft. In some embodiments, the vacuum conveyor belt, which is movable as a whole, or the movable support structure is equipped with a bearing that enables this mobility and has at least one of the following: roller bearings, air bearings, ball bearings, anti-friction bearings, suspension. Such a bearing, in particular one with low friction, promotes a particularly precise and reliable measurement of the tensile force.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Antriebseinrichtung einen geregelten Antrieb des zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportbands auf, wobei die Regelung des Antriebs konfiguriert ist, den Antrieb anhand der erfassten Messwerte in Abhängigkeit von der hierbei als Regelgröße dienenden zumindest einen Messgröße zu regeln. Auf diese Weise lassen sich etwaige, auch unvorhersehbare, Schwankungen der Zugkraft in bzw. an der Warenbahn besonders effektiv limitieren und somit ein Verbleiben der Zugspannung innerhalb eines durch die Regelung definierten Soll- Wertebereichs zumindest weitgehend sichergestellt werden. Insbesondere lässt sich bei Wahl eines kleinen Soll-Bereichs auch ein weitgehend gleichmäßiger zeitlicher Verlauf der Zugkraft erreichen.
Insbesondere kann die Antriebseinrichtung des Weiteren konfiguriert sein, den Antrieb mit einer Stellgröße zu beaufschlagen, deren Variation im Rahmen der Regelung des Antriebs eine davon abhängige Variation einer Differenz zwischen den Transportgeschwindigkeiten des ersten Vakuumtransportbands und des zweiten Vakuumtransportbands bewirkt, um die an oder in der Warenbahn bei deren Transport entlang des Transportwegs auftretende Zugkraft einzustellen. So lässt sich eine Regelung allein über die Antriebsregelung erreichen. In some embodiments, the drive device has a controlled drive of the at least one driven vacuum conveyor belt, wherein the control of the drive is configured to control the drive based on the recorded measured values depending on the at least one measured variable serving as the controlled variable. In this way, any, even unforeseeable, fluctuations in the tensile force in or on the web of material can be limited particularly effectively and thus a retention of the tensile stress within a target value range defined by the control can be at least largely ensured. In particular, if a small target range is selected, a largely uniform temporal progression of the tensile force can also be achieved. In particular, the drive device can further be configured to apply a control variable to the drive, the variation of which, as part of the control of the drive, causes a dependent variation of a difference between the transport speeds of the first vacuum conveyor belt and the second vacuum conveyor belt in order to adjust the tensile force occurring on or in the web of material during its transport along the transport path. In this way, control can be achieved solely via the drive control.
Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung hierbei konfiguriert sein, den Antrieb mit einer Stellgröße zu beaufschlagen, deren Variation im Rahmen der Regelung des Antriebs eine davon abhängige Variation der Transportgeschwindigkeit nur eines Vakuumtransportbands, insbesondere des zweiten Vakuumtransportbands, bewirkt. So kann eine besonders effiziente Umsetzung der Antriebsregelung erfolgen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Regelung des Antriebs konfiguriert, als Stellgröße eine jeweilige Drehzahl zumindest einer Antriebstrommel des zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportbands zu variieren. In particular, the drive device can be configured to apply a control variable to the drive, the variation of which, as part of the control of the drive, causes a dependent variation in the transport speed of only one vacuum conveyor belt, in particular the second vacuum conveyor belt. In this way, a particularly efficient implementation of the drive control can take place. In some embodiments, the control of the drive is configured to vary a respective speed of at least one drive drum of the at least one driven vacuum conveyor belt as a control variable.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Warenbahn als Bestandteil der Transportvorrichtung und dabei als von dem zumindest einem angetriebenen Vakuumtransportband angetriebenes Warentransportband zur Förderung von auf oder an der Warenbahn anordnenbarem als Transportgut dienendem Stückgut ausgebildet. Die Warenbahn bildet hier somit einen integralen Bestandteil der Transportvorrichtung selbst. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Stückgüter hoher Flexibilität, wie etwa Folienstücke, Papierbögen oder ähnliches, beschädigungsfrei und zuverlässig transportieren, da sie währenddessen von der Warenbahn gestützt werden und nicht in unmittelbaren Kontakt mit Rollen oder anderen Bauteilen der Vakuumtransportbänder kommen bzw. kommen müssen. In some embodiments, the web of goods is designed as a component of the transport device and as a goods conveyor belt driven by at least one driven vacuum conveyor belt for conveying piece goods that can be arranged on or at the web of goods and are used as transport goods. The web of goods thus forms an integral component of the transport device itself. In this way, particularly piece goods with a high degree of flexibility, such as pieces of film, sheets of paper or similar, can be transported reliably and without damage, since they are supported by the web of goods and do not come or have to come into direct contact with rollers or other components of the vacuum conveyor belts.
Bei einigen anderen Ausführungsformen ist die Transportvorrichtung dagegen konfiguriert, die Warenbahn selbst als T ransportgut entlang des T ransportwegs von dem zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportband angetrieben mittels der Vakuumtransportbänder zu fördern. Dazu kann die Transportvorrichtung insbesondere konfiguriert sein, einen Rolle-zu-Rolle-Transport (engl. Reel-to-reel transport) der Warenbahn zu betreiben. Insbesondere kann so auch eine Bearbeitung, insbesondere Bestrahlung oder Bedruckung der Warenbahn, während sie von der Transportvorrichtung (zwischen den Rollen) gefördert und durch diese, insbesondere die Fördergurte der Vakuumtransportbänder, gestützt wird, ermöglicht werden.
Ein zweiter Aspekt der Lösung betrifft ein Verfahren zum Transport einer Warenbahn oder von darauf oder daran angeordnetem Stückgut entlang eines T ransportwegs, wobei der Transport mittels einer Transportvorrichtung nach dem ersten Aspekt erfolgt. In some other embodiments, however, the transport device is configured to transport the web of material itself as a transport item along the transport path driven by the at least one driven vacuum conveyor belt by means of the vacuum conveyor belts. To this end, the transport device can be configured in particular to operate a reel-to-reel transport of the web of material. In particular, this also enables processing, in particular irradiation or printing of the web of material, while it is being transported by the transport device (between the rollers) and supported by the latter, in particular the conveyor belts of the vacuum conveyor belts. A second aspect of the solution relates to a method for transporting a web of goods or piece goods arranged thereon or therewith along a transport path, wherein the transport takes place by means of a transport device according to the first aspect.
Bei einigen Ausführungsformen wird bei dem Verfahren, im Falle von zu transportierendem Stückgut, zumindest eines der folgenden Stückgüter mittels der Transportvorrichtung transportiert wird: ein folienartiges, ein plattenartiges, oder ein flexibles blattartiges Stückgut. Wie schon vorausgehend erläutert, ist die Transportvorrichtung aufgrund der Verwendung einer Warenbahn zur Lagerung des Stückguts während seines T ransports besonders gut für einen zuverlässigen, fehler- und beschädigungsfreien Transport solcher, insbesondere flexiblen, Güter geeignet. In some embodiments, in the case of piece goods to be transported, at least one of the following piece goods is transported by means of the transport device in the method: a film-like, a plate-like, or a flexible sheet-like piece goods. As already explained above, the transport device is particularly well suited for reliable, error- and damage-free transport of such, particularly flexible, goods due to the use of a web of goods for storing the piece goods during their transport.
Insbesondere kann einerseits, im Falle von zu transportierendem Stückgut, zumindest eines der folgenden als Stückgüter mittels der Transportvorrichtung transportiert werden: ein Separator für eine galvanische Zelle, eine Elektrode für eine galvanische Zelle, eine Membran für eine Brennstoffzelle, eine MEA (Membran-Elektroden-Anordnung, engl. membrane electrode assembly) für eine Brennstoffzelle; eine Gasdiffusionsschicht für eine Brennstoffzelle, eine Separatorplatte, insbesondere Bipolarplatte, für eine Brennstoffzelle. In particular, in the case of piece goods to be transported, at least one of the following can be transported as piece goods by means of the transport device: a separator for a galvanic cell, an electrode for a galvanic cell, a membrane for a fuel cell, an MEA (membrane electrode assembly) for a fuel cell; a gas diffusion layer for a fuel cell, a separator plate, in particular a bipolar plate, for a fuel cell.
Andererseits kann auch die Warenbahn selbst eine bahnförmige Komponente einer herzustellenden Membran-Elektroden-Anordnung für eine Brennstoffzelle oder einer Membran-Elektroden-Anordnung sein, welche einen bahnförmigen Dichtungsrahmen umfasst. Insbesondere kann die Warenbahn ein bahnförmiger Dichtungsrahmen, eine bahnförmige Membran oder eine bahnförmige Gasdiffusionschicht sein. On the other hand, the material web itself can also be a web-shaped component of a membrane electrode assembly to be produced for a fuel cell or of a membrane electrode assembly which comprises a web-shaped sealing frame. In particular, the material web can be a web-shaped sealing frame, a web-shaped membrane or a web-shaped gas diffusion layer.
Die Transportvorrichtung kann dementsprechend insbesondere Teil einer Vorrichtung zum Herstellen einer Vorstufe für eine Batteriezelle oder einer Membran-Elektroden- Anordnung für eine Brennstoffzelle sein. The transport device can accordingly be part of a device for producing a precursor for a battery cell or a membrane electrode arrangement for a fuel cell.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Lösung erläuterten Merkmale und Vorteile gelten entsprechend auch für das Verfahren nach dem zweiten Aspekt. The features and advantages explained in relation to the first aspect of the solution also apply mutatis mutandis to the method according to the second aspect.
Die Transportvorrichtung nach dem ersten Aspekt ist bevorzugt zur Durchführung des Verfahrens nach dem zweiten Aspekt ausgebildet, insbesondere einer hierin beschriebenen Ausführungsform davon.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Lösung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. The transport device according to the first aspect is preferably designed to carry out the method according to the second aspect, in particular an embodiment thereof described herein. Further advantages, features and possible applications of the present solution emerge from the following detailed description in connection with the figures.
Dabei zeigt This shows
Fig. 1 schematisch eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Transportvorrichtung nach dem ersten Aspekt, bei der eine Messung einer in oder an einer zugleich als Transportgut dienenden Warenbahn wirkenden Zugkraft über einen Kraftmesser unmittelbar gemessen und als Regelgröße für eine Antriebsregelung der Transportvorrichtung genutzt wird; Fig. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of a transport device according to the first aspect, in which a measurement of a tensile force acting in or on a web of goods that also serves as transported goods is measured directly via a dynamometer and used as a control variable for a drive control of the transport device;
Fig. 2 schematisch eine zweite beispielhafte Ausführungsform einer Transportvorrichtung nach dem ersten Aspekt, bei der eine Messung einer in oder an der zugleich als Fördergurt für darauf als Transportgut lagerndem Stückgut dienenden Warenbahn wirkenden Zugkraft über einen Kraftmesser unmittelbar gemessen und als Regelgröße für eine Antriebsregelung der T ransportvorrichtung genutzt wird; und Fig. 2 schematically shows a second exemplary embodiment of a transport device according to the first aspect, in which a measurement of a tensile force acting in or on the web of goods, which also serves as a conveyor belt for the piece goods stored thereon as transport goods, is measured directly via a dynamometer and used as a control variable for a drive control of the transport device; and
Fig. 3 schematisch eine dritte beispielhafte Ausgestaltung einer Transportvorrichtung nach dem ersten Aspekt, bei der eine Messung einer in oder an der Warenbahn wirkenden Zugkraft über die Messung einer zugkraftabhängigen Position einer beweglichen Tragekonstruktion einer der Vakuumtransportbänder als Regelgröße für eine Antriebsregelung der Transportvorrichtung genutzt wird. Fig. 3 schematically shows a third exemplary embodiment of a transport device according to the first aspect, in which a measurement of a tensile force acting in or on the web of material via the measurement of a tensile force-dependent position of a movable support structure of one of the vacuum conveyor belts is used as a control variable for a drive control of the transport device.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche, ähnliche oder einander entsprechende Elemente. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich werden. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Soweit nicht im Einzelnen anders angegeben, können funktionale Einheiten insbesondere als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden. Insbesondere kann eine Ansteuerung, insbesondere eine Regelung, des Antriebs der Transportvorrichtung unter Verwendung von Software ausgebildet sein.
Bei einer in Fig. 1 schematisch dargestellten ersten beispielhaften Ausführungsform 100 einer Transportvorrichtung ist ein Transportweg s für mittels der Transportvorrichtung 100 mit einer, insbesondere entlang des Transportwegs s gerichteten oder dazu parallelen Transportgeschwindigkeit v) zu transportierendes Transportgut 155 durch eine Hintereinanderschaltung von zwei separaten Vakuumtransportbändern 105 und 120a definiert. In the figures, identical reference symbols designate identical, similar or corresponding elements. Elements shown in the figures are not necessarily shown to scale. Rather, the various elements shown in the figures are shown in such a way that their function and general purpose are understandable to the person skilled in the art. Connections and couplings between functional units and elements shown in the figures can, unless expressly stated otherwise, also be implemented as an indirect connection or coupling. Unless stated otherwise in detail, functional units can be implemented in particular as hardware, software or a combination of hardware and software. In particular, a control, in particular a regulation, of the drive of the transport device can be designed using software. In a first exemplary embodiment 100 of a transport device shown schematically in Fig. 1, a transport path s for goods 155 to be transported by means of the transport device 100 with a transport speed v), in particular directed along the transport path s or parallel thereto, is defined by a series connection of two separate vacuum conveyor belts 105 and 120a.
Als Transportgut 155 kann hier insbesondere eine Warenbahn dienen, wie etwa eine streifenförmige lange Folie, z.B. aus Kunststoff, Papier, Textilmaterial oder Metall. Sie kann insbesondere im Sinne eines Rolle-zu-Rolle-Verfahrens von einer ersten Rolle 150a zu einer zweiten Rolle 150b verlaufen (engl.: reel-to-reel) und wird, jedenfalls auch, durch die Vakuumtransportbänder 105 und 120a, auf denen sie aufliegt, transportiert und gefördert. In particular, a web of goods can serve as the transported goods 155, such as a long strip-shaped film, e.g. made of plastic, paper, textile material or metal. It can run in particular in the sense of a reel-to-reel process from a first roll 150a to a second roll 150b and is, in any case, also transported and conveyed by the vacuum conveyor belts 105 and 120a on which it rests.
Zudem kann eine (oder können mehrere) Bearbeitungsstationen 160 zum Bearbeiten des Transportguts, d. h. hier der Warenbahn 155, während sie von der Transportvorrichtung 100 transportiert wird, aufweisen. Eine solche Bearbeitungsstation 160 kann beispielsweise eine Druckvorrichtung zum Bedrucken der Warenbahn 155, eine Inspektionsvorrichtung, eine Bestrahlungsvorrichtung usw. sein oder aufweisen. In addition, one (or several) processing stations 160 can be provided for processing the transported goods, i.e. here the web of material 155, while it is being transported by the transport device 100. Such a processing station 160 can be or have, for example, a printing device for printing the web of material 155, an inspection device, an irradiation device, etc.
Das der ersten Rolle 150a nächstgelegene erste Vakuumtransportband 105 weist eine Tragekonstruktion 110 auf, die ein Tragrollenlager mit zumindest zwei Tragrollen 115a und 115b aufweist, das einen Fördergurt 115c trägt. Zumindest eine der beiden Tragrollen, beispielsweise - wie dargestellt - die Trägerrolle 115b, ist angetrieben, um ihrerseits die Bewegung des Fördergurts 115c anzutreiben. Die Tragekonstruktion 110 kann insbesondere einstückig ausgebildet und bezüglich der Transportvorrichtung 100 insgesamt ortsfest sein. The first vacuum conveyor belt 105 closest to the first roller 150a has a support structure 110 which has a support roller bearing with at least two support rollers 115a and 115b which supports a conveyor belt 115c. At least one of the two support rollers, for example - as shown - the support roller 115b, is driven in order to in turn drive the movement of the conveyor belt 115c. The support structure 110 can in particular be formed in one piece and be stationary overall with respect to the transport device 100.
Das entlang des Transportpfads stromabwärts vom ersten Vakuumtransportband 105 gelegene zweite Vakuumtransportband 120a weist eine mehrteilige Trägerstruktur mit einem bezüglich der Transportvorrichtung 100 insgesamt ortsfesten Sockelteil 125 und einer demgegenüber beweglich gelagerten Tragekonstruktion 130 zum Tragen eines Tragrollenlagers des Vakuumtransportbands 120a auf. Das Tragrollenlager weist zumindest zwei Tragrollen 140a und 140b auf, die einen Fördergurt 140c tragen. Zumindest eine der beiden Tragrollen, beispielsweise - wie dargestellt - die Trägerrolle 140b, ist angetrieben, um ihrerseits die Bewegung des Fördergurts 140c anzutreiben. Die Tragekonstruktion 130 kann an dem Sockelteil 125 insbesondere, wie dargestellt, über eine oder mehrere Federn 135 beweglich gelagert sein. Ein möglicher Vorteil einer
federbasierten Lagerung besteht darin, dass es in der Regel keine oder nur eine geringe Reibung bei einer Bewegung Vakuumtransportband gibt, die als Haftreibung wirkend erst überwunden werden muss, ehe die Bahnspannung selbst gemessen werden kann. The second vacuum conveyor belt 120a, which is located downstream of the first vacuum conveyor belt 105 along the transport path, has a multi-part support structure with a base part 125 that is stationary overall with respect to the transport device 100 and a support structure 130 that is movably mounted relative to it for supporting a support roller bearing of the vacuum conveyor belt 120a. The support roller bearing has at least two support rollers 140a and 140b that support a conveyor belt 140c. At least one of the two support rollers, for example - as shown - the support roller 140b, is driven in order to drive the movement of the conveyor belt 140c. The support structure 130 can be movably mounted on the base part 125, in particular, as shown, via one or more springs 135. A possible advantage of a The advantage of spring-based bearings is that there is usually little or no friction when the vacuum conveyor belt moves, which must first be overcome as static friction before the web tension itself can be measured.
Auch andere gemäß der nachfolgend genannten Bedingung geeignete Lager, wie etwa Rollen- oder Kugellager oder eine Luftlagerung sind möglich. Die Lagerung der Tragekonstruktion 130 ist derart ausgestaltet, dass die Tragekonstruktion 130 entlang oder parallel zu der Richtung des Transportwegs (also parallel zum Pfeil v und in Gegenrichtung dazu) bidirektional in Abhängigkeit von einer auf sie wirkenden Kraft translatorisch beweglich ist. Other bearings suitable according to the following condition, such as roller or ball bearings or an air bearing, are also possible. The bearing of the support structure 130 is designed such that the support structure 130 is bidirectionally translationally movable along or parallel to the direction of the transport path (i.e. parallel to the arrow v and in the opposite direction) depending on a force acting on it.
Diese Kraft kann insbesondere beim Betrieb des Vakuumtransportbands 120a auftreten, wenn über den angetriebenen Fördergurt 140c eine zu v parallele Zugkraft auf die Warenbahn 155 ausgeübt wird und deshalb die Tragekonstruktion 130 eine dazu korrespondierende Gegenkraft in zu v entgegengesetzter Richtung erfährt. Das Vakuumtransportband 120a weist des Weiteren als Messeinrichtung einen Kraftaufnehmer (Kraftmesser) 145 auf, der insbesondere federbasiert sein kann und konfiguriert ist, die vorgenannte, auf die Tragekonstruktion 130 ausgeübte Kraft als Messgröße zu messen und entsprechende Messwerte zu liefern. Anstelle einer federbasierten Kraftmessung ist insbesondere auch einen Kraftmessung auf Basis des piezoelektrischen Effekts, d.h. mittels zumindest eines Piezosensors, möglich, was insbesondere dazu genutzt werden kann, eine Kraftmessung zu implementieren, bei der aufgrund des Wegfalls von Federwegen besonders gut Verkippungen der Tragekonstruktion 130 entgegengewirkt werden kann. This force can occur in particular during operation of the vacuum conveyor belt 120a when a tensile force parallel to v is exerted on the web of material 155 via the driven conveyor belt 140c and the support structure 130 therefore experiences a corresponding counterforce in the opposite direction to v. The vacuum conveyor belt 120a also has a force transducer (force meter) 145 as a measuring device, which can in particular be spring-based and is configured to measure the aforementioned force exerted on the support structure 130 as a measured variable and to provide corresponding measured values. Instead of a spring-based force measurement, a force measurement based on the piezoelectric effect, i.e. by means of at least one piezo sensor, is also possible, which can be used in particular to implement a force measurement in which tilting of the support structure 130 can be counteracted particularly well due to the elimination of spring travel.
Die Transportvorrichtung 100 weist zudem eine Steuervorrichtung 165 auf, die zusammen mit den Antrieben der beiden Vakuumförderbänder 105 und 120a eine Antriebseinrichtung der Transportvorrichtung 100 bildet. Die Steuervorrichtung 165 kann insbesondere einen Regler einer Regelung des Antriebs der Transportvorrichtung 100, hier konkret des Antriebs des Vakuumförderbands 120a bzw. von dessen angetriebener Tragrolle 140b (oder alternativ oder kumulativ des Antriebs des Vakuumförderbands 105 bzw. von dessen angetriebener Tragrolle 115b), aufweisen. Bei dieser Regelung dient die vom Kraftaufnehmer 145 gemessene und in ihrem zeitlichen Verlauf durch die Messwerte repräsentierte Kraft auf die Tragekonstruktion 130 als Regelgröße. Als Stellgröße dienen variable Steuersignale, die von der Steuervorrichtung an zumindest einen Antrieb der Transportvorrichtung 100 geliefert werden, sei es unmittelbar als Leistungssignale zur variablen Energieversorgung des Antriebs oder als reine
Steuerungssignal zum Steuern des dann durch eine anderweitige Energieversorgung versorgten Antriebs. The transport device 100 also has a control device 165, which together with the drives of the two vacuum conveyor belts 105 and 120a forms a drive device of the transport device 100. The control device 165 can in particular have a controller for regulating the drive of the transport device 100, here specifically the drive of the vacuum conveyor belt 120a or its driven support roller 140b (or alternatively or cumulatively the drive of the vacuum conveyor belt 105 or its driven support roller 115b). In this control, the force on the support structure 130 measured by the force sensor 145 and represented in its temporal progression by the measured values serves as the controlled variable. Variable control signals serve as the manipulated variable, which are supplied by the control device to at least one drive of the transport device 100, either directly as power signals for the variable energy supply of the drive or as pure Control signal for controlling the drive which is then supplied by another energy source.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte zweite beispielhaften Ausführungsform 200 einer Transportvorrichtung entspricht weitgehend der Transportvorrichtung 100 aus Fig. 1 , so dass im Folgenden nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird. The second exemplary embodiment 200 of a transport device shown schematically in Fig. 2 largely corresponds to the transport device 100 from Fig. 1, so that only the differences will be discussed below.
Ein erster Unterschied besteht darin, dass die Warenbahn 155 nicht mehr selbst das Transportgut darstellt, sondern vielmehr als Fördergurt für anderes Transportgut, insbesondere Stückgut 170 eingesetzt wird. Sie kann dazu insbesondere perforiert ausgebildet sein, so dass die Ansaugwirkung der Vakuumtransportbänder 105 und 120a durch von der Perforation gebildete Ansaugkanäle in der Warenbahn auf das Transportgut 170 wirken kann, um dieses auf der Warenbahn 155 zu fixieren. Dies ist insbesondere bei flächigen und leichtem Stückgut, wie etwa kleinen und/oder leichten Folienstücken, vorteilhaft, da hier andernfalls möglicherweise die Haftung des Stückguts auf der Warenbahn zu schwach ausfallen kann. A first difference is that the web of material 155 no longer represents the transported goods itself, but is instead used as a conveyor belt for other transported goods, in particular piece goods 170. For this purpose, it can be designed in particular to be perforated, so that the suction effect of the vacuum conveyor belts 105 and 120a can act on the transported goods 170 through suction channels in the web of material formed by the perforation in order to fix them on the web of material 155. This is particularly advantageous for flat and light piece goods, such as small and/or light pieces of film, since otherwise the adhesion of the piece goods to the web of material may be too weak.
Ein weiterer Unterschied kann (optional) darin bestehen, dass hier die Warenbahn nicht mehr von Rolle zu Rolle (reel-to-reel) verläuft. Sie kann stattdessen insbesondere eine geschlossene Schleife bilden und dementsprechend einen umlaufenden Bewegungspfad aufweisen. Another difference can (optionally) be that the web of material no longer runs from reel to reel. Instead, it can form a closed loop and therefore have a circular movement path.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte dritte beispielhaften Ausführungsform 300 einer Transportvorrichtung entspricht weitgehend der Transportvorrichtung 200 aus Fig. 2, so dass im Folgenden nur noch auf den wesentlichen Unterschied eingegangen wird. The third exemplary embodiment 300 of a transport device shown schematically in Fig. 3 largely corresponds to the transport device 200 from Fig. 2, so that only the essential difference will be discussed below.
Dieser besteht darin, dass eine andersartige Messeinrichtung vorhanden ist, bei der anstelle einer mittels des Kraftmessers 145 ausführbaren direkten Kraftmessung einer Kraft, die betragsmäßig der an oder in der Warenbahn herrschenden Zugkraft entspricht, eine Messung einer von der Zugkraft abgeleiteten Größe, nämlich konkret einer Position oder eines zurückgelegten Wegs der beweglichen Tragekonstruktion 130, vorgesehen ist. Das zweite Vakuumtransportband 120b ist hierzu gegenüber dem Vakuumtransportband 120a aus Fig. 2 wie folgt modifiziert: This consists in the fact that a different type of measuring device is provided, in which, instead of a direct force measurement of a force that corresponds in magnitude to the tensile force prevailing on or in the web of material, which can be carried out using the force gauge 145, a measurement of a quantity derived from the tensile force is provided, namely specifically a position or a distance covered by the movable support structure 130. For this purpose, the second vacuum conveyor belt 120b is modified compared to the vacuum conveyor belt 120a from Fig. 2 as follows:
Die Tragekonstruktion 130 ist in einer zur Warenbahn 155 im Bereich des zweiten Vakuumtransportbands 120b parallelen Richtung mit einer Federkraft beaufschlagt, die im vorliegenden Beispiel von einer Feder 180 bereitgestellt wird. Beim Auftreten der Zugkraft in bzw. an der Warenbahn 155 wird die, hier beispielhaft auf Walzen 175 oder
Kugeln gelagerte, bewegliche Tragekonstruktion 130 in einer zur Warenbahn parallelen Richtung so lange gegen die Federkraft der Feder 180 verschoben, bis sich ein Kräftegleichgewicht zwischen dieser Federkraft und der von der Warenbahn auf die Tragekonstruktion 130 übertragenen Zugkraft ergibt. The support structure 130 is subjected to a spring force in a direction parallel to the web of material 155 in the area of the second vacuum conveyor belt 120b, which in the present example is provided by a spring 180. When the tensile force occurs in or on the web of material 155, the tension, here for example on rollers 175 or The ball-bearing, movable support structure 130 is displaced in a direction parallel to the web of material against the spring force of the spring 180 until a force equilibrium is achieved between this spring force and the tensile force transmitted from the web of material to the support structure 130.
Mittels eines Sensors 185, der insbesondere ein optischer Sensor (wie etwa eine Kamera) sein kann, wird nun eine Position der Tragekonstruktion 130 entlang der Wirkrichtung der beiden Kräfte (in Fig. 3 also in horizontaler Richtung) gemessen. Hierzu kann insbesondere eine Kombination aus einem an der Tragekonstruktion 130 vorgesehenen Zeiger 130a und einer gegenüber dem Sockelteil 125 ortsfesten Skala 190 zum Ablesen einer aktuellen Position des Zeigers 130a vorhanden sein. Die vom Sensor 185 erfasste Position kann dann als Regelgröße der Regelung der Steuervorrichtung 165 zur Verfügung gestellt werden.
A position of the support structure 130 is now measured along the direction of action of the two forces (in Fig. 3, in the horizontal direction) by means of a sensor 185, which can in particular be an optical sensor (such as a camera). For this purpose, a combination of a pointer 130a provided on the support structure 130 and a scale 190 fixed relative to the base part 125 for reading a current position of the pointer 130a can be present. The position detected by the sensor 185 can then be made available as a controlled variable for the control of the control device 165.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE SYMBOLS
100 erste Ausführungsform einer T ransportvorrichtung 100 first embodiment of a transport device
105 (erstes) Vakuumtransportband 105 (first) vacuum conveyor belt
110 T ragekonstruktion des Vakuumtransportbands 105 110 Support structure of the vacuum conveyor belt 105
115a Tragrolle 115a support roller
115b Tragrolle, zugleich Antriebsrolle des Vakuumtransportbands 105 115b Support roller, also drive roller of the vacuum conveyor belt 105
115c Fördergurt des Vakuumtransportbands 105 115c Conveyor belt of the vacuum conveyor belt 105
120a (zweites) Vakuumtransportband mit Kraftmesser 120a (second) vacuum conveyor belt with force gauge
125 Sockelteil 125 Base part
130 beweglich gelagerte Tragekonstruktion 130 movable support structure
130a Zeiger 130a Pointer
135 Federung aus Federn, als Lager der Tragekonstruktion 130 135 Suspension made of springs, as bearings of the supporting structure 130
140a Tragrolle 140a support roller
140b Tragrolle, zugleich Antriebsrolle des Vakuumtransportbands 120a bzw. 120b140b Support roller, also drive roller of the vacuum conveyor belt 120a or 120b
140c Fördergurt des Vakuumtransportbands 120a bzw. 120b 140c Conveyor belt of the vacuum conveyor belt 120a or 120b
145 Kraftmesser (Kraftaufnehmer) 145 force gauge (force transducer)
150a erste Rolle (der Rolle-zu-Rolle Anordnung) 150a first roll (of the roll-to-roll arrangement)
150b zweite Rolle (der Rolle-zu-Rolle Anordnung) 150b second roll (of the roll-to-roll arrangement)
155 Warenbahn 155 Material web
160 Bearbeitungsstation 160 processing stations
165 Steuervorrichtung 165 Control device
170 Stückgut 170 general cargo
175 Walzen (eines Wälzlagers) 175 rollers (of a rolling bearing)
180 Federung, insbesondere Feder 180 Suspension, especially spring
185 Sensor, insbesondere Kamera 185 Sensor, especially camera
190 Skala 190 scale
200 zweite Ausführungsform einer T ransportvorrichtung 200 second embodiment of a transport device
300 dritte Ausführungsform einer T ransportvorrichtung v Bewegungsrichtung der Warenbahn, zugleich Richtung des Transportwegs
300 third embodiment of a transport device v Direction of movement of the web of goods, also direction of the transport path
Claims
ANSPRÜCHE T ransportvorrichtung (100;200;300) zum T ransport einer Warenbahn (155) oder von Stückgut (170), insbesondere von flachen Substraten, wobei die Transportvorrichtung (100;200;300) aufweist: ein erstes Vakuumtransportband (105) und ein zweites Vakuumtransportband (120a; 120b), die zusammen einen Transportweg (s) definieren, wobei das zweite Vakuumtransportband (120a; 120b) entlang des Transportwegs (s) stromabwärts des ersten Vakuumtransportbands angeordnet ist und die Vakuumtransportbänder (105; 120a; 120b) konfiguriert sind, in ihrem Zusammenwirken eine Warenbahn (155) entlang des Transportwegs (s) zu transportieren; eine Messeinrichtung zum Erfassen von jeweiligen Messwerten bezüglich zumindest einer Messgröße, die eine zwischen den beiden Vakuumtransportbändern an oder in der Warenbahn (155) bei ihrem Transport entlang des Transportwegs (s) auftretende Zugkraft oder eine davon abgeleitete Größe repräsentiert; und eine Antriebseinrichtung (165, 115b, 140b) zum Antrieb von zumindest einem der Vakuumtransportbänder (105; 120a; 120b) in Abhängigkeit von den Messwerten. Transportvorrichtung (100;200;300) nach Anspruch 1 , wobei: zumindest eines der Vakuumtransportbänder als Ganzes oder eine beweglich gelagerte Tragekonstruktion (130) zum Tragen eines Tragrollenlagers des Vakuumtransportbands (120a, b) entlang oder parallel zu der Richtung des Transportwegs (s) bidirektional in Abhängigkeit von der Zugkraft bzw. der davon abgeleiteten Größe beweglich ist, und die Messeinrichtung konfiguriert ist, Messwerte bezüglich zumindest einer der Messgrößen an diesem Vakuumtransportband (120a; 120b) bzw. an der beweglichen Tragekonstruktion (130) zu erfassen. Transportvorrichtung (100;200) nach Anspruch 2, wobei die Messeinrichtung konfiguriert ist, eine von der Zugkraft abhängige Kraftwirkung auf das als Ganzes bewegliche Vakuumtransportband (120a; 120b) bzw. auf die bewegliche Tragekonstruktion (130) zu erfassen, um in Abhängigkeit von der erfassten Kraftwirkung die Messwerte für zumindest eine der Messgrößen zu bestimmen. Transportvorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, des Weiteren aufweisend eine Federung (180), mittels der das als Ganzes bewegliche
Vakuumtransportband (120a; 120b) bzw. dessen bewegliche Tragekonstruktion (130) mit einer zumindest anteilig entlang dem Transportweg (s) gerichteten Federkraft derart beaufschlagbar ist, dass eine Änderung der Zugkraft in oder an der Warenbahn (155) eine Bewegung des als Ganzes beweglichen Vakuumtransportbands bzw. dessen bewegliche Tragekonstruktion (130) bewirkt, die zumindest eine der Federkraft entgegengerichtete Bewegungskomponente aufweist; wobei die Messeinrichtung konfiguriert ist, zumindest eine aus einer solchen Bewegung resultierende Position des als Ganzes beweglichen Vakuumtransportbands bzw. der beweglichen Tragekonstruktion (130) als Messwert für die zumindest eine Messgröße zu erfassen. Transportvorrichtung (100;200;300) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das als Ganzes bewegliche Vakuumtransportband (120a; 120b) bzw. die bewegliche Tragekonstruktion (130) mit einer diese Beweglichkeit ermöglichenden Lagerung ausgestattet sind, die zumindest eines der folgenden aufweist: Rollenlager, Luftlager, Kugellager, Wälzlager, Federung (135). Transportvorrichtung (100;200;300) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (165, 115b, 140b) einen geregelten Antrieb des zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportbands aufweist, und die Regelung des Antriebs konfiguriert ist, den Antrieb anhand der erfassten Messwerte in Abhängigkeit von der hierbei als Regelgröße dienenden zumindest einen Messgröße zu regeln. Transportvorrichtung (100;200;300) nach Anspruch 6, wobei die Antriebseinrichtung (165, 115b, 140b) des Weiteren konfiguriert ist, den Antrieb mit einer Stellgröße zu beaufschlagen, deren Variation im Rahmen der Regelung des Antriebs eine davon abhängige Variation einer Differenz zwischen den Transportgeschwindigkeiten des ersten Vakuumtransportbands und des zweiten Vakuumtransportbands bewirkt, um die an oder in der Warenbahn (155) bei deren Transport entlang des Transportwegs (s) auftretende Zugkraft einzustellen. T ransportvorrichtung (100;200;300) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Regelung des Antriebs konfiguriert ist, als Stellgröße eine jeweilige Drehzahl zumindest einer Antriebstrommel des zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportbands zu variieren.
CLAIMS Transport device (100; 200; 300) for transporting a web of material (155) or piece goods (170), in particular flat substrates, wherein the transport device (100; 200; 300) comprises: a first vacuum transport belt (105) and a second vacuum transport belt (120a; 120b), which together define a transport path (s), wherein the second vacuum transport belt (120a; 120b) is arranged along the transport path (s) downstream of the first vacuum transport belt and the vacuum transport belts (105; 120a; 120b) are configured to transport a web of material (155) along the transport path (s) in their cooperation; a measuring device for recording respective measured values relating to at least one measured variable which represents a tensile force occurring between the two vacuum conveyor belts on or in the web of material (155) during its transport along the transport path (s) or a variable derived therefrom; and a drive device (165, 115b, 140b) for driving at least one of the vacuum conveyor belts (105; 120a; 120b) depending on the measured values. Transport device (100; 200; 300) according to claim 1, wherein: at least one of the vacuum conveyor belts as a whole or a movably mounted support structure (130) for supporting a support roller bearing of the vacuum conveyor belt (120a, b) is movable bidirectionally along or parallel to the direction of the transport path (s) depending on the tensile force or the variable derived therefrom, and the measuring device is configured to record measured values relating to at least one of the measured variables on this vacuum conveyor belt (120a; 120b) or on the movable support structure (130). Transport device (100; 200) according to claim 2, wherein the measuring device is configured to record a force effect dependent on the tensile force on the vacuum conveyor belt (120a; 120b) movable as a whole or on the movable support structure (130) in order to determine the measured values for at least one of the measured variables depending on the detected force effect. Transport device (300) according to one of claims 2 or 3, further comprising a suspension (180) by means of which the as a whole movable Vacuum conveyor belt (120a; 120b) or its movable support structure (130) can be subjected to a spring force directed at least partially along the transport path (s) such that a change in the tensile force in or on the web of material (155) causes a movement of the vacuum conveyor belt movable as a whole or its movable support structure (130), which has at least one movement component directed opposite to the spring force; wherein the measuring device is configured to record at least one position of the vacuum conveyor belt movable as a whole or the movable support structure (130) resulting from such a movement as a measured value for the at least one measured variable. Transport device (100; 200; 300) according to one of claims 2 to 4, wherein the vacuum conveyor belt (120a; 120b) which is movable as a whole or the movable support structure (130) is equipped with a bearing which enables this mobility and which has at least one of the following: roller bearings, air bearings, ball bearings, anti-friction bearings, suspension (135). Transport device (100; 200; 300) according to one of the preceding claims, wherein the drive device (165, 115b, 140b) has a controlled drive of the at least one driven vacuum conveyor belt, and the control of the drive is configured to control the drive on the basis of the recorded measured values as a function of the at least one measured variable serving as the controlled variable. Transport device (100; 200; 300) according to claim 6, wherein the drive device (165, 115b, 140b) is further configured to apply a control variable to the drive, the variation of which, as part of the control of the drive, causes a dependent variation of a difference between the transport speeds of the first vacuum conveyor belt and the second vacuum conveyor belt in order to adjust the tensile force occurring on or in the web of material (155) during its transport along the transport path (s). Transport device (100; 200; 300) according to claim 6 or 7, wherein the control of the drive is configured to vary a respective speed of at least one drive drum of the at least one driven vacuum conveyor belt as a control variable.
9. Transportvorrichtung (100;200;300) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Warenbahn (155) als Bestandteil der Transportvorrichtung (100;200;300) und dabei als von dem zumindest einem angetriebenen Vakuumtransportband (105; 120a; 120b) angetriebenes Warentransportband zur Förderung von auf oder an der Warenbahn (155) anordnenbarem Transportgut dienendem Stückgut (170) ausgebildet ist. 9. Transport device (100; 200; 300) according to one of the preceding claims, wherein the web of goods (155) is designed as a component of the transport device (100; 200; 300) and as a goods conveyor belt driven by the at least one driven vacuum conveyor belt (105; 120a; 120b) for conveying piece goods (170) that can be arranged on or at the web of goods (155).
10. T ransportvorrichtung (100;200;300) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Transportvorrichtung (100;200;300) konfiguriert ist, die Warenbahn (155) selbst als Transportgut entlang des Transportwegs (s) von dem zumindest einen angetriebenen Vakuumtransportband (105; 120a; 120b) angetrieben mittels der Vakuumtransportbänder zu fördern. 10. Transport device (100; 200; 300) according to one of claims 1 to 8, wherein the transport device (100; 200; 300) is configured to convey the web of material (155) itself as transport goods along the transport path (s) driven by the at least one driven vacuum conveyor belt (105; 120a; 120b) by means of the vacuum conveyor belts.
11. Verfahren zum Transport einer Warenbahn (155) oder von darauf oder daran angeordnetem Stückgut (170) entlang eines Transportwegs (s), wobei der Transport mittels einer Transportvorrichtung (100;200;300) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, erfolgt. 11. Method for transporting a web of goods (155) or of piece goods (170) arranged thereon or thereto along a transport path (s), wherein the transport is carried out by means of a transport device (100; 200; 300) according to one of the preceding claims.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei im Falle von zu transportierendem Stückgut (170) zumindest eines der folgenden Stückgüter mittels der Transportvorrichtung (100;200;300) transportiert wird: ein folienartiges, ein plattenartiges, oder ein flexibles blattartiges Stückgut (170). 12. The method according to claim 11, wherein in the case of piece goods (170) to be transported, at least one of the following piece goods is transported by means of the transport device (100; 200; 300): a film-like, a plate-like, or a flexible sheet-like piece goods (170).
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei im Falle von zu transportierendem Stückgut (170) zumindest eines der folgenden als Stückgüter mittels der Transportvorrichtung (100;200;300) transportiert wird: ein Separator für eine galvanische Zelle; eine Elektrode für eine galvanische Zelle; 13. The method according to claim 11 or 12, wherein in the case of piece goods (170) to be transported, at least one of the following is transported as piece goods by means of the transport device (100; 200; 300): a separator for a galvanic cell; an electrode for a galvanic cell;
Eine Membran für eine Brennstoffzelle A membrane for a fuel cell
Eine MEA für eine Brennstoffzelle; An MEA for a fuel cell;
Eine Gasdiffusionsschicht für eine Brennstoffzelle; A gas diffusion layer for a fuel cell;
Eine Separatorplatte für eine Brennstoffzelle.
A separator plate for a fuel cell.
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