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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vereinzeln von Briketts.
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Briketts werden Brennstoffformkörper verstanden, welche üblicherweise aus oder mit Kohle durch Verpressung hergestellt werden. Hierzu wird entsprechender Kohlenstaub getrocknet und gegebenenfalls mit weiteren Zusatzstoffen wie Pech vermengt und dann in einer Brikettierpresse verpresst. Im Falle von Braunkohlenbriketts erfolgt die bindemittelfreie Verpressung des Braunkohlenstaubs nach Trocknung. Nach der Verpressung werden die Briketts aus der Brikettierpresse abgeführt und weiteren Verwendungen wie beispielsweise einer Verpackung zugeführt. Üblicherweise werden für die weiteren Verwendungen wie insbesondere für die Verpackung einzelne Briketts benötigt. Immer wieder kommt es jedoch, beispielsweise durch Schwankungen im Wassergehalt des Kohlenstaubs, zu sogenannten Klebern, bei denen mehrere Briketts in Förderrichtung aneinander kleben. Solche Kleber führen dann bei der weiteren Verwendung oft zu Problemen. Zudem tritt oftmals bei der Vereinzelung der Briketts ein hoher Ausschuss an Briketts beispielsweise durch Bruch oder Abrieb auf.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei dem Briketts sicher vereinzelt werden können und gleichzeitig Ausschuss in Form von Bruch oder Abrieb minimiert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Abhängige Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vereinzeln von Briketts mit einer Führungsrinne mit mindestens einer unteren Führung, einer rechten Seitenführung und einer linken Seitenführung zur Führung der Briketts, wobei die Führungsrinne sich in einer axialen Richtung erstreckt, zeichnet sich dadurch aus, dass die untere Führung einen Rampenbereich aufweist mit mindestens einer ersten Rampe, über welche die Briketts von einem Normalniveau auf ein Plateau mit einem Plateauniveau geführt werden und mindestens einer zweiten Rampe, durch die die Briketts von dem Plateau auf ein niedrigeres Niveau geführt werden, wobei lediglich im Rampenbereich eine obere Führung ausgebildet ist, deren Erstreckung in axialer Richtung kürzer ist als der Rampenbereich.
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Die Erfindung verzichtet bewusst auf eine durchgängige Zwangsführung der Briketts in alle Richtungen, vielmehr sind ganz überwiegend lediglich mindestens eine untere Führung und Seitenführungen der Briketts gegeben, die in ihren Dimensionen an die Dimensionen der zu vereinzelnden Briketts angepasst sind. Eine obere Führung ist räumlich stark beschränkt, so dass der Abrieb der Briketts verringert werden kann. Die Ausbildung mehrerer Rampen, über die die Briketts im Betrieb auf ein höheres Plateau und dann von diesem wieder herunter transportiert werden bewirkt bei Klebern, also mehreren Briketts, die jeweils an den Stirnflächen zusammenkleben, Biegekräfte, die letztendlich zur Auslenkung und damit zur Trennung der Briketts führen. So kann eine sichere aber schonende Vereinzelung der Briketts erreicht werden.
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Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung hinter der Brikettpresse und vor einer weiteren Verwendung, insbesondere einer Verpackung, angeordnet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich mindestens eine erste Rampe in axialer Richtung länger erstreckt als die zweite Rampe.
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Dies bewirkt, dass der Rampenbereich zumindest eine langsam ansteigende erste Rampe und eine vergleichsweise steile zweite Rampe aufweist. Experimente der Anmelderin haben ergeben, dass dies eine besonders effiziente Vereinzelung bewirkt, da Briketts, die bereits vor Erreichen der zweiten Rampe vereinzelt vorliegen, diese ohne weitere Beschädigung passieren, während Kleber, die dann noch nicht gelöst sind, durch die nun steilere Rampe mit hoher Wahrscheinlichkeit gelöst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein erster Neigungswinkel mindestens einer ersten Rampe kleiner als ein zweiter Neigungswinkel der zweiten Rampe.
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Auch durch eine solche Ausgestaltung kann erreicht werden, dass zunächst durch relativ flache Rampen eine Vereinzelung der Briketts erfolgt und dann eine steilere Rampe folgt, die die bereits vereinzelten Briketts ohne weiteres passieren, die dann noch vorhandenen Kleber aber effektiv gelöst werden.
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Sind mehrere erste Rampen ausgebildet, so ist es grundsätzlich vorteilhaft und bevorzugt, wenn diese jeweils unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.
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Insbesondere ist es auch vorteilhaft, wenn sämtliche Rampen andere Neigungswinkel aufweisen, da dann durch die unterschiedlichen Umlenkungen, die durch die Rampen erzwungen werden, die auf die Kleber wirkenden Kräfte variieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt ein erster Neigungswinkel mindestens einer ersten Rampe im Bereich von 7 bis 9°.
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Dieser relativ kleine erste Neigungswinkel bewirkt eine geringe Auslenkung und damit relativ geringe Kräfte auf die Kleber.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt ein zweiter Neigungswinkel der zweiten Rampe im Bereich von 17,5 bis 19,5°.
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Diese stärkere Neigung der Rampe bewirkt eine größere Auslenkung und damit relativ größere Kräfte auf die Kleber.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Quotient einer Höhe einer ersten Rampe zu der Tiefe eines Briketts weniger als ein Fünftel. Weiterhin vorteilhaft erstreckt sich mindestens eine erste Rampe in axialer Richtung über eine erste Rampenlänge und der Quotient aus erster Rampenlänge und der Tiefe eines Briketts liegt zwischen 1,1 und 1,3. Weiterhin vorteilhaft erstreckt sich die zweite Rampe in axialer Richtung über eine zweite Rampenlänge und der Quotient aus zweiter Rampenlänge und der Tiefe eines Briketts beträgt zwischen 0,4 und 0,6.
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In Bezug auf eine Reduktion von Abrieb und Bruch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Abmessungen der Rampen in Bezug auf ihre Höhe und Rampenlänge in Abhängigkeit von den Dimensionen des Briketts und insbesondere von dessen Tiefe, also dessen Erstreckung in der Richtung des Transportes, also der oben definierten axialen Richtung, zu bestimmen. Die oben angegebenen Werte haben sich als vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die obere Führung einen Führungsbereich auf, der sich parallel zum Plateau erstreckt und dessen Führungsbereichslänge größer ist als die Plateaulänge.
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Durch die Ausgestaltung eines Führungsbereichs in der oberen Führung wird für den Bereich, in dem sich das Plateau und der Führungsbereich parallel erstrecken eine Zwangsführung des Briketts erreicht. Die obere Führung ist insbesondere so gestaltet, dass der Führungsbereich in axialer Richtung zumindest in Bewegungsrichtung am Anfang mit dem Plateau zusammenfällt, sich also dort ein Kanal mit parallelen Wänden bildet. Bevorzugt ist vor dem Führungsbereich ein Trichterbereich ausgebildet, der sich in Bewegungsrichtung hin zum Führungsbereich verengt. Bevorzugt kann die obere Führung den Querschnitt eines entsprechenden Trapezes oder Parallelogramms aufweisen.
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Der Trichterbereich weist in axialer Richtung eine Trichterbereichslänge auf, die so bemessen ist, dass der Quotient aus Trichterbereichslänge und der entsprechenden Dicke der zu vereinzelnden Briketts in axialer Richtung 0,7 bis 0,9, bevorzugt 0,76 bis 0,80 beträgt. Der Führungsbereich der oberen Führung weist eine Führungsbereichslänge auf. Der Quotient aus Führungsbereichslänge und Plateaulänge liegt dabei im Bereich von 2,3 bis 2,8, insbesondere im Bereich 2,5 bis 2,6, der Quotient aus Führungsbereichslänge und der entsprechenden Dicke der zu vereinzelnden Briketts in axialer Richtung beträgt zwischen 0,9 und 1,1, bevorzugt 0,97 und 1,03. In Höhenrichtung ist eine Führungsbereichshöhe relativ zum Plateau so bemessen, dass der Quotient aus Führungsbereichshöhe zur Höhe der zu vereinzelnden Briketts 28 1,00 bis 1,10, bevorzugt 1,00 bis 1,02, beträgt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch ein Verfahren zum Vereinzeln von Briketts vorgeschlagen, bei dem die Briketts über eine erfindungsgemäße Vorrichtung geführt werden.
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Sämtliche im Rahmen dieses Dokuments für das erfindungsgemäßen Verfahren offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen und anwenden und umgekehrt. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise, miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse rein schematisch sind. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt eines Rampenbereichs gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung; und
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3 einen Querschnitt eines Beispiels eines entsprechenden Briketts.
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1 zeigt schematisch einen Rampenbereich 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vereinzeln von Briketts. Der Rampenbereich 1 ist als Bauteil ausgeführt, welches auf die übliche untere Führung einer entsprechenden Führungsrinne aufgesetzt beziehungsweise mit dieser verbunden wird. Der Rampenbereich 1 weist eine axiale Richtung 2 auf, in die die Briketts im Betrieb über den Rampenbereich 1 transportiert und von diesem geführt werden. In axialer Richtung 2 wird das Brikett zunächst über eine erste erste Rampe 3 von einem Normalniveau 4 auf ein Zwischenplateau 5 auf einem Zwischenniveau 6 transportiert wird. Im Rahmen dieses Dokuments beziehen sich die definierten Niveaus auf eine Höhenrichtung senkrecht zur axialen Richtung und senkrecht zu einer Verbindung zwischen den Seitenführungen (siehe hierzu auch 2), die der Senkrechten entspricht.
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Von diesem Zwischenniveau 6 werden die Briketts über eine zweite erste Rampe 7 einer Höhe 27 auf ein Plateau 8 geführt, welches ein Plateauniveau 9 aufweist. Nachdem die Briketts über das Plateau 8 geführt worden sind werden sie über eine zweite Rampe 10 wieder auf ein weiteres Zwischenplateau 5 auf Zwischenniveau 6 geführt, welches sie über eine Kante 11 verlassen, um dann wieder auf Normalniveau 4 weiter geführt zu werden. Im Rampenbereich ist dabei auch eine obere Führung 12 ausgebildet, die für einen kurzen Bereich Führung der Briketts an ihrer Oberseite bewirkt. Die obere Führung 12 weist dabei in axialer Richtung 2 den Querschnitt eines Parallelogramms mit einem Trichterbereich 31 auf. Dieser bildet gemeinsam mit der zweiten ersten Rampe 7 eine Art Trichter, durch den das Brikett geführt wird. Hierbei ist das vorliegende Beispiel so gestaltet, dass der Übergang vom Trichterbereich 31 zu einem geraden Führungsbereich 32 in axialer Richtung 2 mit dem Übergang der zweiten ersten Rampe 7 zum Plateau 8 zusammenfällt. Zweite erste Rampe 7 und Trichterbereich 31 bilden also einen Trichter, durch den das Brikett auf in eine aus Plateau 8 und Führungsbereich 32 gebildete Führung geführt wird.
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Der Trichterbereich 31 weist in axialer Richtung 2 eine Trichterbereichslänge 33 auf, die so bemessen ist, dass der Quotient aus Trichterbereichslänge 33 und der entsprechenden Dicke der zu vereinzelnden Briketts in axialer Richtung 2 0,76 bis 0,80 beträgt. Der Führungsbereich 32 der oberen Führung 12 weist eine Führungsbereichslänge 34 auf. Der Quotient aus Führungsbereichslänge 34 und Plateaulänge 18 liegt dabei im Bereich von 2,5 bis 2,6, der Quotient aus Führungsbereichslänge 34 und der entsprechenden Dicke der zu vereinzelnden Briketts in axialer Richtung 2 beträgt zwischen 0,97 und 1,03. In Höhenrichtung 26 ist eine Führungsbereichshöhe 35 relativ zum Plateau 8 so bemessen, dass der Quotient aus Führungsbereichshöhe 35 zur Höhe 36 (vgl. 3) der zu vereinzelnden Briketts 28 1,00 bis 1,02 beträgt.
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Die obere Führung 12 weist eine Dicke 37 auf. Der Quotient der Dicke 37 zur Trichterbereichslänge 33 beträgt zwischen 0,55 und 0,60.
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Ein einzelnes beziehungsweise vereinzelte Briketts durchlaufen diesen Rampenbereich 1 ohne weiteres, insbesondere, da keine allseitige Zwangsführung der Briketts vorliegt, ohne sonderlich großen Abrieb. Werden nun Kleber, also mehrere Briketts, die an den Stirnseiten miteinander verklebt sind, durch den Rampenbereich 1 geführt, so kommt es aufgrund der Umlenkungen an den ersten Rampen 3, 7 der Briketts zu Biegekräften auf die Kleber, die zu einem Aufbrechen der Kleber führen. Die Stirnflächen der einzelnen Briketts, an denen diese zusammenkleben, wirken dabei als Sollbruchstelle, da der Zusammenhalt jedes einzelnen Briketts höher ist als der benachbarter Briketts an den entsprechenden Stirnseiten. Die obere Führung 12 bewirkt dabei, dass die Briketts in Bereich der oberen Führung 12 und insbesondere im Bereich des Führungsbereichs 32 auch nach oben zwangsgeführt werden. So kann insbesondere ein Abheben der Briketts vom Rampenbereich 1 vermieden werden, der durch den folgenden Aufprall auf den Rampenbereich 1 (beziehungsweise die untere Führung) zu einem erhöhten Ausschuss durch Bruch und/oder Abrieb der Briketts führt.
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Bevorzugt weist dabei die erste erste Rampe 3 einen ersten ersten Neigungswinkel 13 zwischen 15,7° und 16,3° auf, während die zweite erste Rampe 7 einen zweiten ersten Neigungswinkel 14 zwischen 8° und 8,5° auf, während die zweite Rampe 10 einen zweiten Neigungswinkel 15 zwischen 18° und 18,5° aufweist. Durch die Führung von Klebern über Rampen 3, 7, 10 mit entsprechenden Neigungswinkeln 13, 14, 15 kann in besonders vorteilhafte eine schonende und effiziente Vereinzelung der Kleber erreicht werden. Dies wird nach den Versuchen der Anmelderin weiter dadurch befördert, dass beide ersten Neigungswinkel 13, 14 kleiner sind als der zweite Neigungswinkel 15.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Abmessungen des Rampenbereichs 1 auf die Dimensionierung der zu vereinzelnden Briketts abgestimmt sind. Dann wird der Ausschuss weiter reduziert und die Vereinzelung optimiert. Hierzu hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die ersten Rampen 3, 7 so gestaltet sind, dass ihre Höhe, also für die erste erste Rampe 3 die Differenz zwischen Zwischenniveau 6 und Normalniveau 4 und für die zweite erste Rampe 7 die Differenz zwischen Plateauniveau 9 und Zwischenniveau 6 weniger als ein Fünftel einer Briketttiefe der zu trennenden Briketts beträgt, bevorzugt ein Sechstel. Weiterhin sind die ersten Rampen 3, 7 so gestaltet, dass eine erste erste Rampenlänge 16 der ersten ersten Rampe 3 weniger als zwei Drittel einer Briketttiefe der zu trennenden Briketts beträgt, während eine zweite erste Rampenlänge 17 so gestaltet ist, dass der Quotient der zweiten ersten Rampenlänge 17 zur Briketttiefe zwischen 1,1 und 1,3 beträgt, bevorzugt zwischen 1,13 und 1,20. Insbesondere ist es vorteilhaft, mindestens eine erste Rampe 7 mit einer entsprechenden zweiten ersten Rampenlänge 17 bei entsprechender Rampenhöhe von weniger als einem Fünftel der Briketttiefe ausgebildet sein, da gerade eine solche Rampe zu einer effektiven Vereinzelung von Klebern führt. Bevorzugt weist das Plateau 8 eine Plateaulänge 18 auf, die bei etwa 75% der Tiefe eines Briketts liegt. Die zweite Rampe 10 weist eine zweite Rampenlänge 19 auf, die so bemessen ist, dass der Quotient aus zweiter Rampenlänge 19 und der Tiefe eines Briketts im Bereich von 0,4 bis 0,6, bevorzugt bei etwa 0,5 liegt.
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2 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 zum Vereinzeln von Briketts. Diese weist eine mehrteilige Führungsrinne 21 auf, die mehrere untere Führungen 22 umfasst, über die die Briketts im Betrieb geschoben werden. Diese unteren Führungen 22 definieren das Normalniveau 4. Ferner umfasst die Führungsrinne 21 eine rechte Seitenführung 23 und eine linke Seitenführung 24. Die unteren Führungen 22 und die Seitenführungen 23, 24 bewirken im Betrieb eine Führung der Briketts in einer Seitenrichtung 25 durch die Seitenführungen 23, 24 und in einer Höhenrichtung 26, wobei jedoch keine durchgehende obere Führung ausgebildet ist. Wie auch in 1 zu sehen ist die obere Führung 12 nur in einem Teilbereich des Rampenbereichs 1 ausgebildet, nicht jedoch durchgängig, so dass sich die Erfindung gerade dadurch auszeichnet, dass keine durchgehende vollständige Zwangsführung vorliegt. Der Rampenbereich 1 ist dabei auf die unteren Führungen 22 aufgelegt beziehungsweise insbesondere stoffschlüssig mit diesen verbunden. Das Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 20 weist zwei Rampenbereiche 1 auf, die jeweils auf zwei unteren Führungen 22 montiert sind, ebenso zwei obere Führungen 12. Dies ist an die Geometrie der Briketts angepasst, die mit der Vorrichtung 20 vereinzelt werden.
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Ein Beispiel eines solchen Briketts 28 ist in 3 im Querschnitt zu sehen. Das Brikett 28 weist einen im Wesentlichen Quaderförmigen Querschnitt mit angefasten Ecken auf. Im zentralen Bereich weist das Brikett 28 auf einer Längsseite eine Aussparung 29 und auf der gegenüberliegenden Längsseite eine Auskragung 30. Aussparung 29 und Auskragung 30 sind so gestaltet, dass sie beim Stapeln von einer Mehrzahl von Briketts 28 in Eingriff kommen und so dem Stapel von Briketts 28 Stabilität durch das Verhindern des Verrutschens der Briketts 28 in Längsrichtung verleihen.
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Vergleicht man nun den Querschnitt des Briketts 28 mit der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 aus 2, so wird deutlich, dass die Ausgestaltung der oberen Führungen 12 an die Auskragung 30 angepasst ist, so dass die Auskragung 30 der Briketts 28 auch unter Berücksichtigung der Toleranzen bei der Herstellung der Briketts 28 zwischen den oberen Führungen 12 läuft. Die Breite einer einzelnen oberen Führung 12 beträgt etwa 30 mm [Millimeter].
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Die vorliegende Erfindung erlaubt die Vereinzelung von Briketts, die beispielsweise als Kleber verbunden vorliegen durch eine Führung der Briketts, die gerade keine vollständige Zwangsführung durch untere, obere und seitliche Führungen umfasst. Vielmehr ist eine obere Führung 12 nur in einem Teilbereich des Rampenbereichs 1 ausgebildet. Hier werden die Briketts über mehrere Rampen 3, 7, 10 geführt, was zu Biegekräften auf den Brikettverbund und damit zu einem Aufbrechen der Kleber an den Stirnseiten der Briketts führt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rampenbereich
- 2
- axiale Richtung
- 3
- erste erste Rampe
- 4
- Normalniveau
- 5
- Zwischenplateau
- 6
- Zwischenniveau
- 7
- zweite erste Rampe
- 8
- Plateau
- 9
- Plateauniveau
- 10
- zweite Rampe
- 11
- Kante
- 12
- obere Führung
- 13
- erster erster Neigungswinkel
- 14
- zweiter erster Neigungswinkel
- 15
- zweiter Neigungswinkel
- 16
- erste erste Rampenlänge
- 17
- zweite erste Rampenlänge
- 18
- Plateaulänge
- 19
- zweite Rampenlänge
- 20
- Vorrichtung zum Vereinzeln von Briketts
- 21
- Führungsrinne
- 22
- untere Führung
- 23
- rechte Seitenführung
- 24
- linke Seitenführung
- 25
- Seitenrichtung
- 26
- Höhenrichtung
- 27
- Höhe
- 28
- Brikett
- 29
- Eingriff
- 30
- Auskragung
- 31
- Trichterbereich
- 32
- Führungsbereich
- 33
- Trichterbereichslänge
- 34
- Führungsbereichslänge
- 35
- Führungsbereichshöhe
- 36
- Höhe
- 37
- Dicke
