Dieser Beitrag beschreibt die Funktionsweise, Anwendungen und Vorteile von Luftkissenförderern. Sie transportieren die verschiedenen Elemente, die bewegt werden sollen, ohne bewegliche Teile, nur durch den Druck von Niederdruckluftdüsen.

EINLEITUNG

Die Technik, Produkte mit Hilfe eines Luftkissens zu transportieren, ist bereits ein halbes Jahrhundert alt. Er erschien als Antwort auf die Bedürfnisse des Transports und der Handhabung bei hohen Geschwindigkeiten, in Produktionsanlagen mit hoher Geschwindigkeit.

Obwohl die Hauptanwendung im Verpackungsbereich bei der Handhabung von PET-Flaschen liegt, wird es auch in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt. Darin hauptsächlich für die Verbindung zwischen Maschinen in Kapselproduktionslinien, z.B. Twist-Off-Typ, und für tiefgezogene Behälter mit geringer Höhe, obwohl es auch für andere Anwendungen verwendet werden kann.

WAS IST EIN LUFTKISSENFÖRDERER?

Der Luftkissenförderer brachte eine große Innovation im Bereich der Handhabung. Das Funktionsprinzip ist sehr einfach: Ein mit hoher Geschwindigkeit gerichteter Luftstrom mit niedrigem Druck erzeugt ein Luftkissen, das die zu transportierenden Elemente anhebt und bewegt und die Reibung zwischen ihnen und der Oberfläche des Förderers beseitigt.

Ein System von Rillen gewährleistet diese beiden Funktionen und ermöglicht sowohl den geraden horizontalen Transport als auch Richtungsänderungen und sogar das Befahren von Steigungen.

BESCHREIBUNG DES FÖRDERERS

Der Förderer besteht im Wesentlichen aus:

A.- Lüfter

Der Ventilator arbeitet an einem bestimmten Punkt seiner Kennlinie, der auf der Grundlage eines niedrigen Schallpegels ausgewählt wurde und im Allgemeinen mit seinem maximalen Wirkungsgrad zusammenfällt.

Bei einem typischen Förderer befindet sich der Ventilator am Anfang des Kanals. Wenn aufgrund der Länge des Förderers mehrere Entlüftungen erforderlich sind, können diese mit Hilfe von Reduzierstücken oder Adaptern an den Seiten oder unter dem Förderer positioniert werden.

Der Kanal unter der Förderfläche ist die „Druckkammer“ für die vom Ventilator zugeführte Luft; der Luftaustritt durch die Schlitze hält in dieser Kammer stets einen konstanten Druck aufrecht.

Der Wert dieses Drucks ist eine Funktion des erforderlichen Luftdurchsatzes, des zu fördernden Produkts und des vorhandenen Gefälles im Kreislauf.

Die Adapterteile sind für die beste aerodynamische Leistung ausgelegt und ermöglichen die Anbringung der Lüfter an jeder beliebigen Stelle des Förderers.

B.- Druckeinstellung und Luftverteilerkammer

Die Dimensionierung dieses Teils des Förderers hängt von der gewünschten Installation ab. Seine Höhe ist in der Regel klein, in der Größenordnung von 10 bis 20 cm. und seine Länge, im Sinne des Transports, ist unbegrenzt, da es möglich ist, wenn nötig, zusätzliche Ventilatoren hinzuzufügen.

Die Wahl zwischen den Optionen, einen großen Ventilator oder mehrere kleinere zu installieren, hängt immer vom verfügbaren Platz und den niedrigsten Kosten ab. In der Tat erfordert ein großer Ventilator, der eine große Länge des Förderers versorgt, eine Druckkammer oder eine Luftverteilungskammer mit beträchtlichen Abmessungen, um den Durchgang des notwendigen Luftstroms zu ermöglichen, der sehr hoch ist. Als allgemeine Regel gilt, dass ein Ventilator nur einige zehn Meter vom Förderer entfernt einspeisen sollte.

C.- Rillen

Eine der Besonderheiten des Luftkissenbildungssystems liegt in dem Winkel, in dem die Luft durch die Schlitze gedrückt wird.

Die durch Stanzen erhaltenen Rillen erscheinen als Lippen, die zum Inneren der Druckkammer hin geneigt sind, wobei die Oberseite der gerillten Fläche frei, glatt und ungehindert für die Verdrängung von Luft und Produkt bleibt.

Diese Öffnungen, die 1 bis 4 pro 100 der Förderfläche ausmachen, sind in der Nähe des Einspeisepunkts gruppiert, wo ein größerer Luftstrom vorhanden sein muss, um die Trägheit des Produkts zu überwinden. Diese Gruppierung bzw. Vervielfachung von Rillen tritt auch an ansteigenden Hängen auf, da die Komponente durch die Schwerkraft überwunden werden muss.

D.- Transportkanal

Er besteht aus seitlichen Führungen und manchmal einer oberen Abdeckung, die sich oberhalb der Druck- und Verteilerkammer befindet und den Förderkanal bildet.

Bei der orientierten Förderung sind die Führungen Profile, die das Produkt in seiner ursprünglichen Ausrichtung halten und je nach zu förderndem Produkt ein weiteres oberes Profil tragen können oder nicht.

TECHNISCHE MERKMALE

Physikalische Untersuchung des Phänomens

Betrachten wir nur die drei Grundkomponenten des Luftkissenförderers: a) Lüfter, (b) Luftdruck- und Verteilerkanal oder -kammer, und c) gerillte Förderfläche, wodurch das Problem vereinfacht wird, um das physikalische Phänomen besser zu verstehen, von dem die durch die Verwendung von Niederdruckluft erzeugten Effekte abgeleitet werden.

Zunächst ist es notwendig, die Luft mit ausreichend potentieller Energie zu versorgen, die an jedem Punkt des Arbeitsbereiches gleich ist. Diese Rolle übernimmt der Ventilator, der die Luft mit niedrigem Druck in die Druck- und Verteilerkammer bläst.

Anschließend muss diese potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt werden, die an jedem Punkt des Arbeitsbereichs gleich ist und ausreicht, um das Produkt zu tragen und zu bewegen. Diese Umwandlung wird dadurch erreicht, dass die Luft mit hoher Geschwindigkeit durch die schmalen Schlitze im Blech, die die Förderfläche bilden, getrieben wird, wobei diese Schlitze in geeigneter Weise verteilt sind.

Schließlich ist es notwendig, diesen Luftströmen oder -strahlen eine bestimmte Richtung zu geben, um die Verschiebung des Produkts zu erreichen, wobei sie dem gewünschten Weg folgen und ein kontinuierliches Luftpolster aufrechterhalten. Um dies zu erreichen, wird die Neigung der Luftdüsen konstant sein, und die Öffnung der Schlitze wird entsprechend dem Layout des Kreislaufs ausgerichtet.

Um ein wenig zu rekapitulieren, können wir sagen, dass der Luftkissenförderer als Bahn für die Verschiebung, den oberen Teil einer Druckkammer und Luftverteilung darstellt, in der ein Ventilator Luft mit niedrigem Druck antreibt. Diese Luft verlässt die Kammer durch unzählige Schlitze über die gesamte Länge und Breite der Kammer in Form von Luftstrahlen, die eine aufsteigende Komponente haben, um das Produkt zu stützen und die Reibung zu beseitigen, und eine andere horizontale Komponente, die wichtiger ist als die vorherige, um das Produkt in Längsrichtung über der Kammer voranzutreiben und zu bewegen.

Die Form dieser Schlitze bestimmt für jeden der verschiedenen Typen einen Koeffizienten, der den notwendigen Druck und Durchfluss und die Auftriebskraft in Beziehung setzt.

Luftdurchsatz

Aus den obigen Überlegungen ergibt sich, dass die Schlitze mit Niederdruckluft (von 10 bis 250 mm.c.a.) gespeist werden müssen.

Spezifische Tests an jeder Art von zu förderndem Produkt, unter Berücksichtigung der auszuführenden Aufgabe und des zu verfolgenden Kreislaufs, ermöglichen es uns, die Form der zu verwendenden Schlitze, ihren Abstand (der normalerweise als Prozentsatz der Öffnung im Verhältnis zur Gesamtfläche ausgedrückt wird) und den Verteilungsdruck zu definieren, was es uns ermöglicht, den erforderlichen Luftdurchsatz zu bestimmen.

Diese Flussrate ist eine Funktion von:

– Das Gewicht des Produkts (Kapsel oder Behälter).

– Seine Form und Abmessungen.

– Seine Transportgeschwindigkeit, mögliche Verschlechterung und Produkteigenschaften.

– Die Anzahl der zu bewegenden Teile pro Zeiteinheit.

– Die Steigung des Förderers.

Der Verteilungsdruck wird üblicherweise in „Schlitzgeschwindigkeit“ ausgedrückt, d.h. die Geschwindigkeit, mit der die Luft durch die Schlitze strömt.

Die Gesamtdurchflussmenge wird durch die Formel ausgedrückt:

Q = S x qo x V P/Po Wobei:

Q = Gesamtluftdurchsatz, ausgedrückt in m3/h.

S = Gesamtfläche des Förderers in m2.

qo = minimal erforderliche Luftmenge in m3 pro m2 Förderfläche.

Po = Minimaler Verteilungsdruck in mm.c.a.

P = Verwendeter Verteilungsdruck in mm.c.a.

Die Po- und qo-Koeffizienten sowie die Art der Nut und ihr Abstand werden durch Erfahrung oder spezifische Tests bestimmt.

Aufgenommene Leistung

Die von diesem Fördersystem verbrauchte Leistung ist eine direkte Funktion des erforderlichen Gesamtluftdurchsatzes und des Verteilungsdrucks.

Sie liegt in der Größenordnung von 0,5 kW pro m2 Förderfläche für leichte Produkte, wie leere Metallbehälter, Kunststoffprodukte, Kartons usw., und 1,5 bis 2 kW pro m2 für schwerere Produkte, wie Metallbänder usw.

Produktflussrate

Abhängig von der Art der Zuführung zum Förderer, dem Gewicht der Teile und ihrer Fördergeschwindigkeit sind die geförderten Produktströme sehr variabel.

AKKUMULATION

In jeder Fertigungs- oder Produktverarbeitungslinie kommt es zu jeder Zeit und aus den unterschiedlichsten Gründen (Ausfall, Wartung, notwendiger Eingriff usw.) zu Schwankungen im Rhythmus oder in der Geschwindigkeit der an der Linie beteiligten Maschinen.

Wenn dieses Phänomen auftritt, besteht die einzige Lösung darin, einige Maschinen zu stoppen und eventuell die Produktion bis zur Behebung des Problems zu verschieben.

Der Stillstand einer Maschine bedeutet nicht nur einen Produktionsrückgang in der Zeit, in der er andauert, sondern auch einen Zeit- und vor allem einen Produktverlust beim Anfahren der Maschine.

Das Luftkissen-Förderverfahren hat eine echte Lösung für dieses Problem gefunden, dank der so genannten „Dynamischen Akkumulation“, die darin besteht, den Betrieb der verschiedenen Maschinen unabhängig zu machen und ihre Produktionsschwankungen durch einen Speicherpuffer, in dem das Produkt akkumuliert wird, auszugleichen oder zu dämpfen,

Durch dieses Verfahren wird eine Speicherlunge geschaffen, in der sich die Produkte ansammeln können, ohne Reibung, Bruch, Verformung oder andere Schäden zu erleiden.

Da seine einzigen beweglichen Teile die Ventilatoren sind, benötigt er außerdem keine Wartung, und die Kosten für seine Instandhaltung sind sehr gering.

ALLGEMEINE KUMULIERUNGSVORSCHRIFTEN

Die Stauung ist einer der großen Vorteile des Luftkissenförderers.

Bei Bändern ist es immer komplizierter, Ansammlungen zu machen, weil es Reibung zwischen dem Produkt und dem Band gibt, was die Elemente verschlechtert, ihre Präsentation beeinträchtigt, sie sogar verformt oder sie vom Band springen lässt.

Es gibt mechanische Akkumulatoren auf dem Markt, aber sie sind in der Regel technisch sehr kompliziert, ihr Preis kann sehr hoch sein und normalerweise ist das letzte Objekt, das in den Akkumulator eintritt, das erste, das ihn verlässt, im Gegensatz zum „Dynamischen Akkumulator“, der immer die Reihenfolge der Elemente beibehält.

GRUPPIERUNGS- UND VERTEILUNGSFUNKTIONEN

Die „Gruppierungsfunktion“ besteht darin, Objekte oder Produkte gleicher Art, d.h. identisch, aber unterschiedlicher Herkunft, an einem Punkt zusammenzuführen.

Die „Verteilungsfunktion“ ist die Menge der Operationen, die es ermöglicht, Objekte oder Produkte gleicher Art, d.h. identisch, an verschiedene Ziele zu verteilen.

Die Gruppierungs- und Verteilungsfunktionen haben direkten Einfluss auf den Durchsatz einer Produktionslinie und das Lagervolumen von Fertigprodukten und unfertigen Erzeugnissen.

Sie erlauben uns auch, den Betrieb der verschiedenen Maschinen zu optimieren, je nach Marktbedarf und Fertigungsmöglichkeiten, und geben uns sogar Hinweise auf die Notwendigkeit, die Anzahl der Maschinen, die dieselbe Funktion erfüllen, zu erhöhen oder zu verringern.

Für beide Funktionen ist der Luftkissenförderer die ideale Methode, vorausgesetzt, dass die zu fördernden Objekte oder Produkte einen schnellen Anlauf auf dem Förderer haben.

Je höher diese Geschwindigkeit ist, desto vielseitiger wird der Förderer sein, da die Zeit, die für die Inbetriebnahme eines Geräts aufgewendet wird, Zeit ist, die wir als „verschwendet oder nutzlos“ bezeichnen können.

VORTEILE

Einige der Vorteile dieses Förderertyps sind:

– Erfordert minimale Wartung. Abgesehen von den Lüftern ist es ein völlig statisches Element.

– Da es keine beweglichen Teile gibt, werden mögliche Arbeitsunfälle vermieden.

– Es ist an jedes Layout anpassbar. Sie kann verlängert werden, indem die Anzahl der Ventilatoren erhöht wird.

– Respektieren Sie das Produkt, ohne es zu deformieren, zu zerkratzen oder zu beschädigen.

– Es ist flexibel in Bezug auf seine unzähligen Möglichkeiten. Es ist einfach zu implementieren. Erlaubt die Akkumulation.

– Es ermöglicht die Filterung, Trocknung und Befeuchtung der zu behandelnden Luft. Ermöglicht den Schutz des Produkts mit steriler Luft.

– Es unterstützt hohe Produktionsraten. Spart Arbeitskräfte. Sie ermöglicht die Aufnahme von Mikrostopps und erhöht so die Produktion.

– Ermöglicht mehr Funktionen als andere Förderer. Es beachtet die Reihenfolge, in der die Produkte eingelegt und entnommen werden. Er reguliert den Fluss, d.h. er vermeidet Leerräume, die auf einem Förderband entstehen können.

– Kein Verschleiß. Das Rillenblech ist waschbar.

– Ermöglicht Gruppierungs- und Verteilungsfunktionen. Verbessert die Arbeitsbedingungen, da keine ständige Überwachung erforderlich ist.

– Es ist in allen seinen Zonen aktiv. Auf den Förderbändern gibt es zum Beispiel Produkte, die stehen bleiben, bis sie von den Nachfolgenden geschoben werden, aber nicht hier.

– Etc.

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