DE2324912A1

DE2324912A1 - Pneumatische zelle fuer luftgepolsterte foerdereinrichtungen u. dgl

Info

Publication number: DE2324912A1
Application number: DE2324912A
Authority: DE
Inventors: Henry H Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2185039A1; GB1402676A; FR2185039B1; JPS4955078A; CA984789A; US3727984A

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZiK DipL-lng. G. DAN NEN BERG · Dr. P. WE! N HOLD · Dr. D. GUDEL

281134 6 FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (Ο6Π3 _{287(m GR}_ ESCHENHEIMER STRASSE 38

Da/Kt
16.5.1973

Henry H. B e c k

Huntington Station, New York 11746 Y.St₈Ao .

.Pneumatische Zelle für luftgepolsterte Fördereinrichtungen u„ dgl.

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Zelle für luftgepolsterte Böden, Förderbühnen u_edgl„,·. deren obere, zur Aufnahme von Lasten dienende Seite über eine Anzahl Öffnungen mit der Unterseite in Verbindung steht, um von dort Luft mit Überdruck zu erhalten_o

Fördersysteme, bei denen Pakete, Ballen, blattförmiges Material usw. über glatte, flache Oberflächen auf einem Luftkissen bewegt oder befördert werden, gehören zum Stande der Technik. In solchen Systemen, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 2 315 627, 2 785 928 und 5 268 beschrieben sind, wird aufgrund einer Druckdifferenz zwischen der oberen und unteren Seite des Bodens oder der Förderfläche von dem Raum unterhalb des Bodens der die

Luft

Last tragenden Oberseite/über eine Anzahl mit Abstand voneinander angeordneter Ventilöffnungen zugeführt. Die daraus

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resultierende Luftströmung unterhalb der Last wirkt als Schmiermittel und verringert den zum Bewegen der Gegenstände bzw. Lasten erforderlichen Kraftaufwand. Weil Luft nur unterhalb der Last benötigt wird, sind die Öffnungen mit automatischen Ventilen versehen»

Verschiedene Ventile zum Steuern der Strömung durch diese Öffnungen sind bereits beschrieben worden. Diese Ventile reichen von relativ komplexen Vorrichtungen, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 417 878 beschrieben sind, zu wesentlich einfacheren Ausführungen, wie die in der US-Patentschrift 3 235 098 beschriebenen Kugel-Rückschlagventile, welche vorübergehend öffnen, um die Luftströmung freizugeben, wenn die Last sich oberhalb des Ventils befindet, und die Strömung zu beenden, wenn, keine Last über dem Ventil ist. Diese Ventile gestatten jedoch keine oder kaum eine Steuerung der aus dem Ventil· austretenden Luftmenge bei geöffnetem Ventil, weil diese bekannten Ventile allgemein nur ihre Offenstellung oder ihre Schließstellung einnehmen. Eine erhöhte Empfindlichkeit liegt offenbar nur bei der Ausführung nach der US-Patentschrift 3 417 878 vor, aber der komplizierte Aufbau dieses Ventils und praktisch jeder Vorrichtung des variablen Typs ist ein wesentlicher Nachteil beim Einsatz und Betrieb im Großen. Außerdem erfordern die bekannten luftgepolsterten Fördersysteme einen im wesentlichen flachen Boden der zu fördernden Lasten. Gebogene, unebene oder unvollkommen bearbeitete Oberflächen sind wegen des ungleichförmigen Entweichens der Luft nicht leicht zu befördern.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung behoben werden, die eine neue pneumatische Zelle einschließlich der

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Ventileinrichtungen zur Verwendung in luftgepolsterten Fördersystemen schafft, die empfindlich auf die Nähe einer Last ansprechen, aber dennoch die Menge der durch das Ventil entweichenden Luft begrenzen. Eine pneumatische Zelle nach der Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, weist einen einfachen Aufbau auf_s ist leicht einzubauen und notfalls zu reparieren sowie mit minimalem Aufwand auszuwechseln. Außerdem besteht der-Vorteil, daß eine pneumatische Zelle nach der Erfindung auch bei Lasten mit unebenen Oberflächen voll wirksam arbeitet.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher'erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische isometrische Ansicht eines . Bodens bzw. einer Förderfläche mit Luftpolste- rung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil einer ersten Ausführungsform einer pneumatischen Zelle nach der Erfindung;

Fig. 3A und 3B Schnitte nach der Linie 3-3 der Fig. 2, . wobei Fig. 3A die Zelle mit geschlossenem Ventil bei lastfreier Lage zeigt und Fig. 3B bei geöffnetem Ventil unter Belastung;

Fig. 4 ist ein der Fig. 3A entsprechender Schnitt durch eine weitere Ausführungsform; und

Fig. 5 wiederum ein der Fig. 3A entsprechender Schnitt durch eine dritte Ausf ührungsform.

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Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen ^üblichen Förderboden 10 zeigt, der von der oberen Seite eines Hohlkanals 11 gebildet wird, dem Druckluft zugeführt wird. Auf dem Förderboden 10 befindet sich eine Anzahl pneumatischer Zellen 12, die über Öffnungen (die in Fig. 1 nicht gezeigt sind, aber in den anderen Figuren) eine Verbindung zwischen der oberen, die Last tragenden Seite des Bodens und dem Hohlkanal 11 herstellen. Jede Zelle.enthält ein Ventilglied in Gestalt eines kugeligen Elements 13, das durch eine vorhandene Last abwärts gepreßt wird, so daß Drückluft aus dem Hohlkänal zur oberen, die Last tragenden Seite des Bodens übertreten kann.

Fig. 2, 3A und 3B zeigen die Anordnung des kugeligen Elements 13 in einer Öffnung 14. Am oberen Ende jeder' öffnung 14 befindet sich ein ringförmiger Ventilsitz 15. Das kugelige Element 13 liegt strömungsdicht gegen den Ventilsitz 15 in seiner lastfreien, in Fig. 3A gezeigten Stellung an, wobei ein Teil des Elements 13 über den Boden 10 nach oben herausragt. Auf der .Oberseite des Bodens ist konzentrisch um den Ventilsitz 15 herum eine elastische ringförmige Membran 16 angeordnet. Diese Membran aus Gummi, biegsamem •Kunststoff od. dgl. steht mit dem Hohlkanal 11 über einen Kanal bzw. eine zweite Öffnung 17 in'Verbindung. Das kugelige Element 13 steht unter der Wirkung einer Federbelastung 18, die es strömungsdicht gegen den Ventilsitz 15 drückt. Bei der~Ausführungsform gemäß Fig. 2, 3A und 3B besteht die Federbelastung 18 aus einer Blattfeder, die zugleich als weitere Ventileinrichtung dient und mit ihrem einen Ende 19 die zweite Öffnung 17 verschließt, wenn das kugelige Element 13 sich in seiner lastfreien Lage befindet.

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Durch eine ankommende Last wird das kugelige Element 13 herabgedrückt und biegt seinerseits die Blattfeder 18 . nach unten» Hierdurch wird nicht nur der Zutritt, von Druckluft an dem Ventilsitz 15 vorbei und unter die Last ermöglicht, sondern auch die zweite Öffnung Ί7 freigegeben, so daß Druckluft in bzw, unter die Membran 16 einströmt und deren Ausdehnung bewirkt. Infolgedessen legt sich die aufgeblähte Membran 16 gegen die Last an und bildet eine kreisförmige Abdichtung, wodurch verhindert wird, ,daß der Hauptluftstrom durch die Öffnung 1':- rasch entweichen kann.

Beim Entfernen oder seitlicher Bewegung der Last drückt die Feder 18 das kugelige Element 13 zurück in seine dichte Schließlage, gegen den" Ventilsitz 15 und schließt gleichzeitig die zweite Öffnung 17. Eine sehr kleine Belüftungsöffnung 20 in der Membran 16 bewirkt dabei, daß diese sich wieder zu ihrer ursprünglichen Gestalt zusammenzieht.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Federbelastung und die Ventileinrichtung gesondert ausgebildet sind. Die Ventileinrichtung 21, die gegenüber dem kugeligen Element 13 als sekundäres Ventil bezeichnet werden kann, erstreckt sich mit einem unteren Hälsteil 22 und einem oberen Kragen 23, auf dem das kugelige Element 13 ruht, in die Öffnung 14. Die Öffnung 14^Vweist eine untere Begrenzung in Form einer Ringschulter 24 auf, die dem Kragen 23 gegenüberliegt. Zwischen der Ringschulter 24 und dem Kragen 23 ist eine unter Druck stehende Schraubenfeder 25 angeordnet. Das kugelige Element 13 liegt, wie beim

ersten Ausführungsbeispiel, gegen den ringförmigen Ventilsitz 15 an. Beim Herabdrücken des kugeligen Elements 13 und der es tragenden Teile durch eine Last wird auch die

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Ventileinrichtung 21 herabgedrückt, so daß die Öffnungen 17 freigegeben v/erden und die Membran 16 sich ausdehnt.

Beim Ausführungsbeispiel der. Fig. 5 verlätift der zweite Kanal bzw. die Öffnung 17 quer bzw. derart, geneigt, daß sie die Membran 16 mit der öffnung 14 verbindet. Statt einesringförmigen Ventilsitzes am oberen Ende der Öffnung 14 sind Ventileinrichtungen für beide Öffnungen 14 und 17 hier durch eine federnde Einrichtung 28 gebildet, die mit einem Ende über geeignete Halterungen 29 am Boden 10 befestigt sind und am anderen Ende in einer Kalotte 30 das kugelige Element 13 tragen. Die Kalotte 30 ist außen konisch profiliert und schließt die Öffnung 14 strömungsdicht ab. Bei Aufnahme einer Last drückt das kugelige Element 13 die federnde Einrichtung 28 herunter und ihre Kalotte 30 von-der Öffnung 14 weg, wodurch diese geöffnet wird. Infolgedessen strömt Druckluft nicht nur durch die Öffnung 14 und von hier unter die Last, sondern auch durch die Öffnung 17, um die Membran 16 aufzublähen.

Eine pneumatische Zelle nach der Erfindung kann in einem starren Boden aus Schichtholz, Metallblech od. dgl. unter Verwendung ihrer einzelnen Komponenten eingebaut werden, wie dies beispielsweise für die Ausführungsform nach Fig. 2, 3A und 3B gezeigt ist. Statt dessen kann auch die gesamte· Zelle als vorgefertigte Einheit in den Boden, die Förderbühne usw. montiert werden, wie dies beispielsweise für die Ausführungsform nach Fig. 4 gezeigt ist, wo die Zelle als Ganzes in einen Boden od. dgl. eingeschraubt ist.

Die Membran 16 ist an der Oberseite des Bodens durch zwei Halteringe 26 und 27 befestigt. Diese Ringe sind dicker als

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die Membran, so daß bei. lastfreiem Zustand die Membran unterhalb der Halteringe. 26 und 27 liegt. Gleichzeitig sollte die Dicke der Halteringe jedoch geringer sein als die Höhe der ausgedehnten Membran, damit diese ohne Kollision mit den Halteringen eine gegen die Unterseite der Last anliegende Abdichtung bilden kann.

Obwohl der ringförmige Ventilsitz 15 und die Membran 16 als gesonderte Teile ausgeführt werden können, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Membran sich in den inneren Haltering 27 hinein erstreckt, so daß diese Erstreckung zugleich als ringförmiger Ventilsitz dient. Als Ergebnis der Verwendung der Membran in einer pneumatischen Zelle nach der Erfindung und des Zusammenwirkens zwischen dem kugeligen Element, der Federbelastung, der sekundären Ventileinrichtung und der Membran hat sich eine wesentlich verbesserte Leistung des gesamten Fördersystems herausgestellt. Es ergibt sich nicht nur eine Herabsetzung der gesamten Luftströmung, sondern auch eine ausgezeichnete Luftpolsterung unter der Last selbst dann, wenn deren Unterseite unvollkommen bzw. uneben ist_e In diesem Falle nimmt die flexible Membran eine Form parallel zur Unterseite der Last auch dann an, wenn diese Unterseite nicht parallel zum Boden ' oder der Förderbühne ist. Schließlich wird durch die Tatsache, daß die Last oberhalb der aufgeblähten Membran getragen wird, und damit in meßbarem Abstand oberhalb der Oberseite-des Bodens selbst, ein vollständiges Freihalten des Bodens von Fremdkörpern nicht mehr erforderlich. Da bei den bisher bekannten Fördersystemen die Last unmittelbar oberhalb des Bodens befördert wird, können Fremdkörper, wie Staub, Schmutz und kleine Materialteilchen, einen nachteiligen Einfluß auf die V/irksamkeit und Arbeitsweise des

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gesamten Systems haben, Bei einer Ausführung nach der Erfindung dagegen sind derartige Fremdkörper ohne Einfluß auf die Wirksamkeit der Fördereinrichtung.

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Claims

16. Mai 1973 2324912

Patentansprüche

Pneumatische Zelle für luftgepolsterte Böden, Förderbühnen u.dgl., deren obere, zur Aufnahme von Lasten dienende Seite über eine Anzahl Öffnungen mit der Unterseite in Verbindung steht, um von dort Luft mit Überdruck zu erhalten,

dadurch, gekennzeichnet, daß die Zelle eine die Öffnung (14) konzentrisch umgebende elastische Membran.(16) auf der Oberseite des Bodens (10) aufweist; daß in der Öffnung ein kugeliges Element (13) zwischen einer lastfreien Lage, in der ein Teil des kugeligen Elements über den.Boden (10) hinausragt," und einer belasteten Lage bewegbar angeordnet ist und durch eine Federbelastung (18;25;28) in seine lastfreie .Lage gedrückt wird; daß über eine weitere Öffnung (17) Überdruck von der unteren Seite des Bodens (10) der elastischen Membran (16) zuführbär ist; und daß eine Ventileinrichtung (18;21;30) vorgesehen ist, über die beide Öffnungen (14,17) bei Bewegung des kugeligen Elements (13) von seiner lastfreien Lage zu der belasteten Stellung freigegeben, bei Rückkehr des kugeligen Elements in die lastfreie Stellung dagegen verschlossen werden.

2. Pneumatische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Öffnung (14) ein ringförmiger Ventilsitz (15) vorgesehen ist, gegen den das kugelige

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Element (13) in seiner geschlossenen, lastfreien Lage unter der Federwirkung (18;25) strömungsdicht anliegt, und daß Ventileinrichtungen (18;21) die zweite Öffnung (17) verschließen, wenn das kugelige Element (13) seine geschlossene Lage einnimmt, aber die zweite Öffnung zur Übertragung von Überdruck zum Dehnen der elastischen Membran (16) freigeben, wenn das kugelige Element (13) durch eine Last aus seiner ge s chi ο s sehen Lage gedrückt wird.

3. Pneumatische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran (16) an dem Boden (10) und relativ zu der zweiten Öffnung (17) durch konzentrische innere und äußere Halteringe (26,27) befestigt ist, deren Stärke größer als diejenige der Membran, aber geringer als deren Höhe nach Ausdehnung durch Überdruck ist.

4. Pneumatische Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (16) sich bis in den inneren Haltering (27) hinein erstreckt, wobei diese Erstreckung eine zur Öffnung (14) konzentrische, kreisförmige Öffnung begrenzt und den Ventilsitz (15) bildet.

5. Pneumatische Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, '■■ daß die Ventileinrichtung (21) sich in die erste Öffnung (14) hinein erstreckt und hier einen Halsteil (22) mit

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einem oberen Kragen (23) aufweist, welcher das kugelige Element (13) tragt₉ wobei die erste Öffnung (14) dem Kragen (23) gegenüber durch eine untere Ringschulter (24) begrenzt und zwischen dem Kragen (23) und der Ringschulter (24) eine schraubenförmige Druckfeder (25) angeordnet ist.

6. Pneumatische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, . dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung von einer Blattfeder (18) gebildet ist, deren eines Ende auf der Unterseite des Bodens (10) befestigt ist, während das andere Ende als Ventileinrichtung zum Verschließen der zweiten Öffnung (17) dient, wenn das kugelige Element (13) sich in seiner lastfreien Lage befindet„

Pneumatische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet _s daß die. Ventileinrichtung (30) auf einer die Federbelastung (28) bildenden Feder angeordnet ist und durch diese strömungsdicht gegen die erste Öffnung· (14) gedrückt wird, wobei die zweite Öffnung (17') mit der Membran (16) und mit der ersten Öffnung (14) in Verbindung steht.

Patentan

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