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Die Erfindung betrifft eine Bettreinigungsvorrichtung für Schüttgut, insbesondere Schottersteine in Gleisanlagen für Schienenfahrzeuge.
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Solche Vorrichtungen dienen der Aufbereitung sowie gegebenenfalls. dem Austausch von Schotter im Bett von Bahngleisen.
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Die Eigenschaften des Schotters unter den Bahnschwellen in den Gleisanlagen verändern sich über die Dauer des Gebrauches. Der Schotter wird „schlammig“, d. h. es sammeln sich organische Substanzen aus der Umgebung sowie auch beispielsweise Ruß dieselbetriebener Zugfahrzeuge oder Abrieb und Schmierstoffe der Schienenfahrzeuge in dem Schotterbett der Gleisanlage. Diese Verunreinigungen führen zu Anhaftungen an den Schottersteinen, die sich dann nicht mehr in gewünschter Weise verkrallen oder verkanten können. Durch Aufbereitung werden die Schottersteine erneut „geschärft“, d. h. mit Behandlungsmaßnahmen entsprechend der einschlägigen Vorschriften behandelt.
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Die Kornform und die Scharfkantigkeit sind wichtige Parameter der Gesteinskörnung. Bei der Aufbereitung von Altschotter werden zur Wiederherstellung der Scharfkantigkeit und Rauhigkeit der Schotterkörnung unterschiedliche Technologien angewandt. Erfahrungsgemäß ist die Qualität des aufbereiteten Schotters von der gewählten Technologie abhängig. In der einschlägigen Vorschrift DBS 918 061 „Gleisschotter“ ist hinsichtlich der Scharfkantigkeit lediglich vorgeschrieben, dass der Gleisschotter aus gebrochenen, unregelmäßig geformten, scharfkantigen Körnern bestehen muss. Somit existiert für die Bewertung der Scharfkantigkeit und Rauigkeit von Gleisschotter derzeit kein eindeutiges Kriterium. Zudem erfolgt die Beurteilung der Scharfkantigkeit rein visuell.
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Ein Verfahren zur Bereitstellung von Schüttgut-Einbaumaterial oder Schüttgut-Einbaumaterialien an einer entlang einer Linie fortschreitenden Baustelle, bei dem das Schüttgut einer Behandlung unterzogen wird, um ein Klassifizieren und ein Fraktionieren nach Schüttguteigenschaften einschließlich Aussondern sowie Aufbereitung verschiedener Fraktionen zu ermöglichen, ist beispielsweise aus der
EP 1 249 537 A2 bekannt.
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Die
DE 199 38 633 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung eines Schotterbettes eines Bahngleises, wobei nach Entfernen des Gleises der Schotter des Schotterbettes von der Gleistrasse aufgenommen und im Bereich der Gleistrasse, vorzugsweise unmittelbar nach der Aufnahme, gereinigt, gebrochen, vorzugsweise geprallt und anschließend wieder in die Gleistrasse verbracht wird. Bei dem Verfahren erfolgt nicht nur die Reinigung des Schotterbettes im Bereich der Gleistrasse selbst, es findet dort auch eine weitere Behandlung, nämlich ein Brechen des Schotters statt, wodurch die Scharfkantigkeit des Schotters wieder hergestellt wird und ein mit diesem Schotter hergestelltes Schottergerüst eine genügende innere Reibung und einem neu verlegten Gleis eine hohe Lagestabilität bietet. Durch das Brechen des Schotters wird die gewünschte Scharfkantigkeit des Schotters wieder erreicht. Um die Korngröße des Schotters beim Brechen nicht zu stark zu verringern, ist es, wie zuvor bereits ausgeführt, von besonderem Vorteil, wenn der Schotter geprallt wird. Dementsprechend weist die Brechereinrichtung wenigstens eine Prallmühle auf.
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In der Praxis erfordert die Aufbereitung zunächst ein Fraktionieren durch Aussieben von großen Bestandteilen und kleinen Reststoffen, insbesondere organische Partikel, sodass nur Schottersteine in einem geeigneten Größenraster gesammelt werden. Diese werden dann zu einer Recyclinganlage transportiert und dort beispielsweise mittels einer Prallmühle behandelt. Hierdurch sollen Abplatzungen erzeugt werden, die zu scharfen Bruchkanten führen. Die so behandelten Schottersteine werden zum erneuten Gebrauch an die Baustelle gebracht.
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Der damit verbundene Transportaufwand verursacht hohe Kosten. Zudem hat sich auch gezeigt, dass die Effizienz des Aussiebens gering ist. Insbesondere führen feste Anhaftungen von organischer Substanz dazu, dass diese oftmals nicht durch das Lochraster fallen und somit irrtümlich der auszusondernden Fraktion zugeführt und entsorgt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, eine Bettreinigungsvorrichtung für Schüttgut zu schaffen, welche insbesondere als mobile Vorrichtung eine verbesserte Behandlung und Fraktionierung des aufgenommenen Schüttgutes vor Ort gestattet. Insbesondere sollen im Ergebnis lediglich der einer Nachbehandlung oder dem Ausschuss zuzuführende Anteil des Schüttgutes entnommen werden, während der weiter nutzbare Anteil in das Gleisbett zurückgeführt werden soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bettreinigungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß hat also eine Bettreinigungsvorrichtung zumindest eine rotationsbeweglich um eine Drehachse antreibbare Trommel, die eine innere Wandfläche und eine hierzu konzentrische äußere Wandfläche aufweist, wobei in den Ringspalt zwischen den Wandflächen das Schüttgut einbringbar ist und wobei die Wandflächen durch Trennelemente verbunden sind, die gegenüber der Querebene zu der Drehachse mit einer Neigung entsprechend einer gewünschten Steigung angeordnet sind, wobei zumindest eine Wandfläche oder zumindest ein Trennelement mit Vorsprüngen zum Lösen von Anhaftungen der Schottersteine aufgrund eines Anpralles ausgestattet ist. Hierdurch wird in überraschend einfacher Weise eine zuverlässige Fraktionierung der unterschiedlichen Schottersteinfraktionen ermöglicht, indem die Schottersteine in dem Ringspalt kontrolliert von einer end- oder stirnseitigen Einlassöffnung zu einer gegenüberliegenden Auslassöffnung transportiert und dabei zugleich mittels der Vorsprünge Anhaftungen an den Schottersteinen zuverlässig entfernt werden. Nach Erreichen der Auslassöffnung sind die Schottersteine soweit von Fremdpartikeln befreit, dass deren Beschaffenheit einer objektiven Beurteilung unterzogen werden kann. Darüber hinaus hat sich aber auch gezeigt, dass diese Art der Behandlung die Funktionsbereitschaft eines nicht unwesentlichen Anteiles der Schottersteine wieder herstellen kann, indem die geforderte Scharfkantigkeit und Rauigkeit, die von den Anhaftungen in einem hohen Maße beeinträchtigt wird, wieder hergestellt ist. Soweit das Schüttgut von den Anhaftungen befreit ist, können die einzelnen Schottersteine beispielsweise durch Siebe in Fraktionen unterschiedlicher Größe aufgeteilt werden.
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Durch die Steigung bzw. den Neigungswinkel der Trennelemente gegenüber der Querschnittsebene wird einerseits die Länge jedes durch die Trennelemente begrenzten Ganges und damit der für die Behandlung verfügbaren wirksamen Fläche, andererseits der Aufprallwinkel des Schüttgutes auf die Vorsprünge bestimmt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Trennelemente mehrere, insbesondere zumindest drei separate Gänge bilden, die mit übereinstimmender Steigung schneckenförmig um die Drehachse verlaufen.
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Vorzugsweise verlaufen die Gänge zwischen einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung ununterbrochen in mehreren Windungen um die Drehachse, sodass eine Vielzahl von Anpralleffekten sichergestellt werden kann. Der jeweils gewünschte Volumenstrom lässt sich dabei in einfacher Weise durch die Drehzahl der Trommel steuern.
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Eine besonders praxisnahe Ausgestaltungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die innere Wandfläche durch eine Mantelfläche eines drehbeweglichen Tragrohres gebildet ist, welches vorzugsweise an beiden Stirnseiten mit einem jeweiligen Antrieb verbunden ist. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauform erreicht, die zudem mit einem vergleichsweise geringen konstruktiven Aufwand realisierbar ist, weil das Tragrohr zugleich Welle und Wandfläche bildet.
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Die Trennelemente könnten mit Öffnungen ausgestattet sein, um so den Durchlass des Schüttgutes zwischen den Gängen zu ermöglichen. Als besonders Erfolg versprechend hat es sich bereits erwiesen, wenn die Trennelemente zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung frei von Durchbrechungen sind, sodass die Behandlungslänge für das Schüttgut der Ganglänge entspricht und eine unerwünschte Verkürzung durch einen Wechsel des Ganges vermieden wird.
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Eine andere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass zumindest die äußere Wandfläche ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Lochraster mit Durchlassöffnungen für Schottersteine maximaler Größe aufweist. Hierdurch gelangen die Schottersteine durch die Durchlassöffnungen in der radial äußeren Wandfläche unter dem Einfluss der Schwerkraft auf eine unterhalb der Trommel angeordnete Sammelfläche, die insbesondere mit einem Transportmittel, beispielsweise einem Transportband, ausgestattet sein kann. Auf diese Weise können solche Schottersteine, welche die Anforderungen an die minimale Größe nicht erfüllen, durch die Durchlassöffnungen separiert und einer Entsorgung zugeführt werden. Selbstverständlich gelangen auf diese Weise auch die anhaftenden Fremdstoffe auf die Sammelfläche.
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Vorzugsweise sind die Durchlassöffnungen in Längsrichtung ungleich verteilt, sodass über die Länge der Trommel gesehen eine möglichst konstante Menge von Schottersteinen durch die Durchlassöffnungen hindurchtritt und dementsprechend einer unerwünschten Haufenbildung auf der Sammelfläche entgegengewirkt werden kann.
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Darüber hinaus hat es sich auch bereits als besonders praxisgerecht erwiesen, wenn zwischen der inneren Wandfläche und der äußeren Wandfläche zumindest eine zu diesen Wandflächen konzentrische weitere Wandfläche angeordnet ist. Indem also zumindest eine weitere rohrförmige Wandfläche, insbesondere in der geometrischen Mitte zwischen der inneren und der äußeren Wandfläche vorgesehen ist, können in vorteilhafter Weise zumindest drei Fraktionen des Schüttgutes gebildet werden und dadurch sowohl zu große als auch zu kleine Schottersteine einer Entsorgung zugeführt werden. Hierzu wird bei der Verwendung von drei Wandflächen das Schüttgut in den ersten, radial innen liegenden Ringspalt zugeführt, durch dessen Durchlassöffnungen Schottersteine über eine maximale Größe zurückgehalten werden. Sofern diese Größenüberschreitung durch Anhaftungen bedingt ist, werden diese durch die Vorsprünge bei dem weiteren Transport innerhalb dieses inneren Ringspaltes gelöst und die Schottersteine gelangen in den zweiten, radial äußeren Ringspalt. Die Durchlassöffnungen der diesen Ringspalt begrenzenden äußeren Wandfläche sind kleiner als die Durchlassöffnungen in der mittleren Wandfläche bemessen, sodass lediglich die Schottersteine unterhalb einer Mindestgröße durch diese Durchlassöffnungen der Sammelfläche zugeführt werden. Somit gelingt es mittels der beiden Ringräume sowohl zu große als auch zu kleine Schottersteine zu separieren und gegebenenfalls zu entsorgen.
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Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Ausgestaltungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass die Vorsprünge der Wandfläche und/oder des Trennelementes mit mehreren Profilierungen, insbesondere Zahnungen, ausgestattet sind, die den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Wandfläche oder den benachbarten Trennelementen begrenzen, insbesondere also einschränken. Beispielsweise können die Vorsprünge radial nach innen weisen und an der Innenwandflächen der jeweils äußeren Wandfläche angeordnet sein.
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Vorzugsweise sind die Vorsprünge zudem austauschbar angeordnet, um diese bedarfsweise ersetzen oder an die jeweilige Beschaffenheit des Schüttgutes anpassen zu können.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Trennelemente mit einem Teilbereich der Zylindermantelfläche der Trommel zu einer Baueinheit verbunden und mit der inneren Wandfläche lösbar verbunden sind. Dadurch, dass die Baueinheiten lediglich in der entsprechenden Position auf dem zentralen Trägerrohr fixiert werden müssen, die dabei zugleich die Trennelemente und die äußere Wandfläche bilden, wird eine besonders einfache Montage ermöglicht. Vorzugsweise sind alle Baueinheiten hinsichtlich ihrer jeweiligen Anschlussmaße baugleich ausgeführt und können daher beliebig ausgetauscht werden. In der Praxis sind vorzugsweise zumindest einzelne Baueinheiten mit Wandflächenbereichen mit unterschiedlichen Durchlassöffnungen ausgestattet, um so die Wirksamkeit der Fraktionierung aufgrund von Testläufen erfassen und die Durchlassöffnungen durch den einfachen Austausch der Baueinheiten entsprechend anpassen zu können.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- 1 eine Seitenansicht einer mobilen Bettreinigungsvorrichtung mit einer Trommel;
- 2 eine Vorderansicht der in 1 gezeigten Bettreinigungsvorrichtung;
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Tragrohres der Trommel mit einer daran fixierten Baueinheit der Bettreinigungsvorrichtung;
- 4 eine Seitenansicht einer mobilen Bettreinigungsvorrichtung.
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Eine erfindungsgemäße, an einem Schienenfahrzeug 1 angeordnete Bettreinigungsvorrichtung 2 für Schüttgut 3, insbesondere Schottersteine 4, wird nachstehend anhand der 1 bis 4 näher erläutert. Derartige Bettreinigungsvorrichtungen 2 werden eingesetzt, um die erforderliche Scharfkantigkeit sowie auch die Rauigkeit der Schottersteine 4, insbesondere nach einer längeren Verweildauer in einem Schotterbett einer Gleisanlage, zu beurteilen und gegebenenfalls nicht mehr geeignete Anteile des Schüttgutes 3 von den anforderungsgerechten Schottersteinen 4 zu trennen. Die Fraktionierung und Aufbereitung erfordert dementsprechend ein Fraktionieren durch Aussieben von unerwünscht großen Fremdkörpern und überwiegend organischen Anhaftungen sowie sonstigen Reststoffen, sodass nur Schottersteine 4 in einem geeigneten Größenraster gesammelt werden.
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Nicht anforderungsgerechte Schottersteine 4 können dann durch geeignete Recyclingverfahren einer Behandlung unterzogen werden. Der wesentliche, erfindungsgemäße Aspekt betrifft dabei die zuverlässige Fraktionierung des Schüttgutes 3, sodass insbesondere unnötige Nachbehandlungen oder gar die Entsorgung scheinbar ungeeigneter Schottersteine 4 weitgehend vermieden werden können.
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Die Bettreinigungsvorrichtung 2 ist hierzu mit zwei mittels eines Antriebes 6 jeweils um eine Drehachse 5 drehbeweglichen Trommeln 7 ausgestattet und weist eine durch ein Trägerrohr gebildete innere Wandfläche 8 und eine hierzu konzentrische äußere Wandfläche 9 auf. Mittels eines als Transportband ausgeführten Fördermittels 10 wird das Schüttgut aus dem Schotterbett durch eine Einlassöffnung 11 in den Ringspalt zwischen den beiden Wandflächen 8, 9 eingebracht. In Verbindung mit mehreren Trennelementen 12, die sich jeweils zwischen den Wandflächen 8, 9 erstrecken und die jeweils eine Steigung gegenüber der Querschnittsebene der Trommel 7 aufweisen und mehrere separate Gänge 13, 14,15 begrenzen, wird aufgrund der Rotationsbewegung dem Schüttgut 3 zugleich eine Förderwirkung in Richtung der Drehachse 5 zu einer Auslassöffnung 16 aufgeprägt. Die äußeren Wandfläche 9 ist mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen 17 ausgestattet, wie dies vor allem in 3 verdeutlicht ist. Durch diese Durchlassöffnungen 17 gelangen solche Schottersteine 4, welche die Anforderungen an die Mindestgröße nicht erfüllen, auf eine darunter liegende, mit einem Transportband ausgestattete Sammelfläche 18 und können auf diese Weise einer Entsorgung zugeführt werden. Hingegen werden solche Schottersteine 4, welche die Anforderungen an die Mindestgröße erfüllen, in dem Ringspalt zwischen den Wandfläche 8, 9 in dem jeweiligen Gang 13, 14,15 zu der Auslassöffnung 16 transportiert und gelangen stirnseitig auf ein Transportband 19, durch das die so fraktionierten Schottersteine 4 einer Nachbehandlung oder unmittelbar einer erneuten Verwendung zugeführt werden.
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Um zu vermeiden, dass irrtümlich auch solche Schottersteine 4, deren Abmessungen erst aufgrund der Anhaftungen das erforderliche Mindestmaß erfüllen, einer solchen Weiterverwendung zugeführt werden, ist die Innenseite der äußeren Wandfläche 9 mit zahnartigen Vorsprüngen 20 ausgestattet, die aufgrund der kinetischen Energie beim Anprall der Schottersteine 4 unter dem Einfluss der kontinuierlichen Rotation der Trommel 7 zum Lösen der Anhaftungen der Schottersteine 4 führen. Auf diese Weise kann eine wesentlich zuverlässigere Trennung der geeigneten von den ungeeigneten Schottersteinen 4 vorgenommen werden. Darüber hinaus hat sich aber auch gezeigt, dass nicht nur die Anhaftungen entfernt werden, sondern es auch zu Abplatzungen von oberflächennähen Schichten der Schottersteine 4 kommt, deren Art und Umfang der Gestaltung der Vorsprünge 20 insbesondere auch von der Drehzahl der Trommel 7 abhängt. Diese Abplatzungen bewirken eine Wiederherstellung der gewünschten Scharfkantigkeit der Schottersteine 4, die dadurch eine wesentlich verbesserte Eignung für die Wiederverwendung aufweisen. Somit wird durch die erfindungsgemäße Bettreinigungsvorrichtung 2 nicht nur eine Fraktionierung, sondern auch eine Behandlung des Schüttgutes 3 erreicht.
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Um ein unerwünschtes Verklemmen einzelner Schottersteine 4 in den Durchlassöffnungen 17 zu vermeiden, hat die Bettreinigungsvorrichtung 2 eine der Außenseite der äußeren Wandfläche 9 zugeordnete Einrichtung mit einer Anschlagfläche 21, deren Abstand gegenüber der Außenseite in Rotationsrichtung R in einem keilförmigen Spalt stetig abnimmt, bis ein minimaler Abstand den Durchlass begrenzt. Dadurch werden in den Durchlassöffnungen 17 klemmende Schottersteine 4 mit einer nach innen gerichteten Kraft beaufschlagt und aus der jeweiligen Durchlassöffnung 17 herausgelöst. Um auch solche Schottersteine 4, die zwar in der Durchlassöffnung 17 klemmen, jedoch nicht oder nur unwesentlich über die Außenseite der Wandfläche 9 vorstehen, ebenfalls zuverlässig aus der jeweiligen Durchlassöffnung 17 herauslösen zu können, ist die Einrichtung zusätzlich mit einem oberhalb der Drehachse 5 angeordneten Zahnrad 22 ausgestattet, dessen Teilung dem Lochraster der Durchlassöffnungen 17 entspricht, sodass die Zähne des Zahnrades 22 nacheinander in die aufeinander folgenden Durchlassöffnungen 17 eingreifen.
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Um eine schnelle Auswechselbarkeit von Teilbereichen 9a der äußeren Wandfläche 9 zu ermöglichen sind einzelne Trennelemente 12 jeweils mit einem Teilbereich 9a der äußeren Wandfläche 9 zu einer Baueinheit 23 verbunden und an der inneren Wandfläche 8 lösbar fixiert, wie dies beispielhaft in 4 dargestellt ist. Auf diese Weise kann zudem auch das Lochraster, insbesondere also die Größe der Durchlassöffnung 17, durch einen Austausch der gesamten Baueinheit 23 schnell und problemlos vorgenommen werden.
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In 1 bis 4 ist lediglich eine Variante der Erfindung dargestellt, wobei diese Variante zum besseren Verständnis lediglich zwei Wandflächen 8, 9 aufweist. Es ist leicht verständlich, dass die Erfindung ebenso mit drei und mehr jeweils konzentrischen Wandflächen 8, 9 ausgestattet sein kann, um so durch entsprechend unterschiedliche Lochraster und Durchlassöffnungen 17 eine Unterteilung in mehr als zwei unterschiedliche Schottersteinfraktionen vornehmen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schienenfahrzeug
- 2
- Bettreinigungsvorrichtung
- 3
- Schüttgut
- 4
- Schotterstein
- 5
- Drehachse
- 6
- Antrieb
- 7
- Trommel
- 8
- Wandfläche
- 9
- Wandfläche
- 9a
- Teilbereich
- 10
- Fördermittel
- 11
- Einlassöffnung
- 12
- Trennelement
- 13
- Gang
- 14
- Gang
- 15
- Gang
- 16
- Auslassöffnung
- 17
- Durchlassöffnung
- 18
- Sammelfläche
- 19
- Transportband
- 20
- Vorsprung
- 21
- Anschlagfläche
- 22
- Zahnrad
- 23
- Baueinheit
- R
- Rotationsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1249537 A2 [0005]
- DE 19938633 A1 [0006]
