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Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung zum Speichern queraxial-parallel ausgerichteter stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere von Filterstäben, umfassend einen Magazinabschnitt mit einem Zuführungsbereich und einem Entnahmebereich, wobei dem Zuführungsbereich wenigstens eine Zuführvorrichtung zugeordnet ist, die ausgebildet ist, der Speichervorrichtung die stabförmigen Artikel queraxial zuzuführen. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Befüllen einer entsprechenden Speichervorrichtung.
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Eine solche Speichervorrichtung ist beispielsweise aus
EP 1 920 668 B1 bekannt, auf deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich Bezug genommen wird. Solche auch Filtermagazine genannten Speichervorrichtungen dienen bei der Zigarettenherstellung als Zwischenspeicher für die mehrfach langen Filterstäbe, die beispielsweise in einer Filterstrangeinheit hergestellt werden und in mehrfacher Gebrauchslänge von dem Endlosfilterstrang abgelängt werden. Die Filterstäbe gelangen über eine oder mehrere Zuführvorrichtungen in das Filtermagazin. Dazu dienen in einigen Fällen getaktet angetriebene Fördertrommeln mit Mulden, in die die Filterstäbe zunächst längsaxial parallel zur Drehachse der Fördertrommeln eingeschossen werden, um dann durch eine getaktete Drehung der Fördertrommel in eine queraxiale Förderung überzugehen. In einem Auslassbereich gelangen die queraxial geförderten Filterstäbe dann in den Magazinabschnitt der Speichervorrichtung hinein, wo sie queraxial-parallel ausgerichtet zwischengespeichert werden. Entsprechende Zuführvorrichtungen sind beispielsweise aus
EP 1 397 966 A1 bekannt, auf deren Offenbarungsgehalt sich hier ebenfalls vollinhaltlich bezogen wird.
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In dem Typ von Speichervorrichtung, der in
EP 1 920 668 B1 vorgestellt wird, werden die stabförmigen Artikel als Masse in einer Vielzahl von horizontalen Lagen übereinander zwischengespeichert. Die Entnahme erfolgt von unten, die Zuführung von der Seite, in die Masse der stabförmigen Artikel hinein. Beim Auffüllen des zum Speichern der stabförmigen Artikel vorgesehenen Magazinabschnitts werden die bereits darin vorhandenen stabförmigen Artikel teilweise nach oben verdrängt, so dass infolge des Eigengewichts der gespeicherten stabförmigen Artikel ein vom Füllstand im Magazinabschnitt abhängiger Druck auf die im unteren Teilbereich des Magazinabschnitts gespeicherten stabförmigen Artikel wirkt. Dieser Druck erhöht sich beim Zuführen weiterer stabförmiger Artikel in den Magazinabschnitt, wodurch es zu einer Beschädigung der gespeicherten stabförmigen Artikel kommen kann.
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Zusätzlich zu der lokalen Druckzunahme aufgrund des Eigengewichts der stabförmigen Artikel tritt eine weitere lokale Druckzunahme auf, wenn die Zuführung der stabförmigen Artikel nicht von oben, sondern innerhalb des mit gespeicherten stabförmigen Artikeln befüllten Bereichs des Magazinabschnitts erfolgt, also im Füllbereich des Magazinabschnitts im Speicherstapel der stabförmigen Artikel. In diesem Fall erfolgt das Zuführen zu speichernder stabförmiger Artikel gegen das Eigengewicht und den Widerstand der bereits gespeicherten stabförmigen Artikel, so dass die stabförmigen Artikel dem Magazinabschnitt nur mit einem hohen Anpressdruck zugeführt werden können. Da sich der Pressdruck im Füllbereich nicht vollständig abbaut, sondern vielmehr lokal im Zuführbereich erhalten bleibt, erfordert ein nachfolgendes Zuführen weiterer Artikel einen noch höheren Pressdruck, so dass der lokale Druck gerade im Zuführungsbereich besonders stark ansteigt, was eine Beschädigung der dort gespeicherten stabförmigen Artikel zur Folge hat.
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Gemäß
EP 1 920 668 B1 wird dieses Problem dadurch gelöst, dass eine Entlastungseinheit zur Verminderung eines auf die stabförmigen Artikel wirkenden lokalen Drucks in dem Magazinabschnitt eingeführt wird, die als Transportelement mit einem zumindest im Wesentlichen vertikal aufwärtsgerichteten Förderweg ausgebildet ist. Aus dem befüllten unteren Teilbereich des Magazinabschnitts werden stabförmige Artikel abgeführt und in darüber liegende Teilbereiche des Speicherstapels transportiert, unabhängig davon, ob stabförmige Artikel dem Speicher entnommen werden oder nicht. Dadurch wird der untere Teilbereich effizient entlastet und dem Aufbau eines hohen lokalen Drucks entgegengewirkt. Da die aufwärtsgerichtet geförderten stabförmigen Artikel auf dem Weg nach oben an einer Vielzahl anderer, im Magazinabschnitt gespeicherter stabförmiger Artikel entlanggeführt werden und diese dabei auch berühren, werden die gespeicherten stabförmigen Artikel erschüttert und rüttelnd bewegt, so dass lokale Druckunterschiede innerhalb des gesamten Füllbereichs über die gesamte Füllhöhe wirksam abgebaut werden, unabhängig davon, wo der Zuführungsbereich angeordnet ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Befüllung einer Speichervorrichtung mit stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie noch sicherer zu gestalten als dies bislang möglich war.
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Diese Aufgabe wird durch eine Speichervorrichtung zum Speichern queraxial-parallel ausgerichteter stabförmiger Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere von Filterstäben, umfassend einen Magazinabschnitt mit einem Zuführungsbereich und einem Entnahmebereich, wobei dem Zuführungsbereich wenigstens eine Zuführvorrichtung zugeordnet ist, die ausgebildet ist, der Speichervorrichtung die stabförmigen Artikel queraxial zuzuführen, gelöst, die dadurch weitergebildet ist, dass im Zuführungsbereich ausgangs der wenigstens einen Zuführvorrichtung eine Auflockerungseinheit mit wenigstens einem Drehelement angeordnet ist, das ein Drehprofil mit einem von einer Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, wobei eine Drehachse des wenigstens einen Drehelements parallel zur Ausrichtung der stabförmigen Artikel in der Speichervorrichtung ausgerichtet ist, wobei die Auflockerungseinheit einen Antrieb umfasst, welcher oder welche eine Drehbewegung auf das wenigstens eine Drehelement überträgt.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit der bekannten Speichervorrichtung trotz der Entlastungseinheit im Zuführungsbereich ausgangs der Zuführvorrichtung oder Zuführvorrichtungen noch immer hohe lokale Drücke auftreten können, die zu Beschädigungen der stabförmigen Artikel führen können. Dies liegt daran, dass die Entlastungseinheit üblicherweise auf der den Zuführvorrichtungen entgegengesetzten Seite des Magazinabschnitts angeordnet ist und somit die entlastende Wirkung in dem gegenüberliegenden Bereich, in dem stabförmige Artikel zugeführt werden, bereits stark oder gänzlich abgeklungen ist. Um diesen besonders stark belasteten Bereich des Magazinabschnitts zu entlasten, wird erfindungsgemäß ausgangs der wenigstens einen Zuführvorrichtung ein Drehelement mit einem Drehprofil angeordnet, welches mit einer Drehung um eine Drehachse, die parallel zu der Ausrichtung der zwischengespeicherten stabförmigen Artikel angeordnet ist, die Masse der in diesem Bereich befindlichen zwischengespeicherten Artikel aufgelockert. Dies vermindert den lokalen Druck im Zuführbereich, so dass die nachfolgenden stabförmigen Artikel mit weniger Druck und somit weniger Risiko, beschädigt zu werden, in den Magazinabschnitt eingeführt werden. Die Geschwindigkeit der Drehung des Drehprofils kann durch einfache Tests an die Gegebenheiten der Speichervorrichtung und der Befüllung angepasst werden und sollte eine maximale Geschwindigkeit nicht überschreiten, die zu einer Schädigung der stabförmigen Artikel führen würde.
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In Ausführungsformen weist das Drehprofil im Querschnitt zumindest zwei Flügel auf. Die Flügel sind im Querschnitt betrachtet so angeordnet, dass sie in einer zwei-, drei-, oder vierzähligen Symmetrie zueinander stehen. Beispielsweise ist das Drehprofil also im Querschnitt näherungsweise dreieckig, wobei die Spitzen eines solchen „Dreiecks“, welche die Flügel bilden, materialschonend abgerundet und die Seiten des Dreiecks in Richtung des Zentrums des Dreiecks eingezogen sind. Ebenso können vier Flügel näherungsweise kreuzförmig angeordnet sein. Ferner ist vorgesehen, dass das Drehprofil im Querschnitt eine im Wesentlichen ovale oder abgerundet doppelkeilartige Form auf. Damit ist das Drehprofil im Querschnitt im Wesentlichen konvex ausgebildet, so dass das Drehprofil die stabförmigen Artikel lediglich verdrängt, nicht aber selber mitnimmt oder transportiert. Das Prinzip der Auflockerung fußt auf der Verdrängung der stabförmigen Artikel.
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Bei der Drehung beschreiben die äußersten Punkte des Drehprofils einen maximalen Umfangskreis, innerhalb dessen sich das Drehprofil jeweils befindet. Ein Umfangskreis um das Drehprofil ist in Ausführungsformen um das 3- bis 15-fache des Durchmessers der stabförmigen Artikel von einem Ausgang der wenigstens einen Zuführvorrichtung entfernt. Dieser Wertebereich sorgt dafür, dass die Drehprofile nicht so weit von der wenigstens einen Zuführvorrichtung weg sind, dass sie keine entlastende Wirkung mehr entfaltet, aber auch nicht so nah an dem Auslass der Zuführvorrichtung angeordnet ist, dass die dazwischenliegenden, neu zugeführten stabförmigen Artikel durch die Drehprofile gequetscht werden.
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In Ausführungsformen weist das Drehprofil einen Durchmesser seines Umfangskreises auf, der das 2- bis 20-fache des Durchmessers der stabförmigen Artikel aufweist. In diesem Wertebereich findet sich ein Kompromiss dazu, dass einerseits nur lokal eine Auflockerung erfolgen soll, andererseits aber auch nicht zu wenige stabförmige Artikel verdrängt werden. Es kann bei einem größeren Abstand zu dem Auslass der Zuführvorrichtung auch ein größerer Durchmesser des Drehprofils gewählt werden. Die Drehgeschwindigkeit wird umgekehrt proportional zum Durchmesser des Drehprofils gewählt, damit die Umfangsgeschwindigkeit an den Spitzen des Drehprofils nicht zu groß wird.
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In Ausführungsformen sind mehrere Zuführvorrichtungen umfasst, wobei insbesondere jeder Zuführvorrichtung ein, insbesondere gleichartiges, Drehelement zugeordnet ist. In einem solchen Fall sind vorzugsweise die Drehprofile der mehreren Drehelemente um 90° zueinander gedreht. Dies verhindert, dass sich die Zwischenräume zwischen den Drehprofilen gefährlich verengen und schont damit die stabförmigen Artikel.
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Die mehreren Drehelemente sind in einer Ausführungsform über eine Kette mit dem Antrieb verbunden, wobei der Antrieb und/oder die Drehelemente insbesondere über eine Rutschkupplung oder über Rutschkupplungen mit der Kette verbunden ist oder sind. Somit genügt ein einzelner Antrieb für die mehreren Drehelemente. Die Rutschkupplung oder die Rutschkupplungen halten die einzelnen Drehelemente im Störfall an und sorgen dafür, dass kein zu hoher Druck auf die stabförmigen Artikel ausgeübt wird.
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In Ausführungsformen ist die Auflockerungseinheit an einem Blech befestigt, das eine Wand des Magazinabschnitts ist, wobei der Antrieb auf der Rückseite der Wand außerhalb des Magazinabschnitts und das wenigstens eine Drehprofil auf der Vorderseite der Wand innerhalb des Magazinabschnitts angeordnet sind. Eine solche Auflockerungseinheit lässt sich auch bei bestehenden Speichervorrichtungen nachrüsten.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgaben wird auch durch ein Verfahren zum Befüllen einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Speichervorrichtung gelöst, wobei stabförmige Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie queraxial mittels wenigstens einer Zuführvorrichtung queraxial durch einen Zuführbereich in einen Magazinabschnitt der Speichervorrichtung gefördert werden, in dem sie stabförmigen Artikel in einer queraxial-parallelen Ausrichtung gespeichert werden, wobei die Masse der zugeführten stabförmigen Artikel mittels eines Drehprofils wenigstens eines angetriebenen Drehelements der Auflockerungseinheit der Speichervorrichtung ausgangs der wenigstens einen Zuführvorrichtung aufgelockert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und verwirklicht deren Vorteile, Merkmale und Eigenschaften.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung,
- 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auflockerungseinheit und
- 3 eine perspektivische Darstellung der Rückseite einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung.
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Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Speichervorrichtung 10 mit einem Magazinabschnitt 12, der für eine Masse von parallel ausgerichteten Filterstäben (nicht dargestellt) vorgesehen ist, deren Achsen senkrecht zur Bildebene ausgerichtet sind. Der Magazinabschnitt 12 wird nach hinten durch eine Wand 13 in Form eines Blechs begrenzt, während die vordere Wand weggelassen ist, um einen Einblick in die Speichervorrichtung 10 zu gewähren.
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In den Magazinabschnitt 12 werden die stabförmigen Artikel von der Seite eingebracht. Hierfür dienen drei gleichartige Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3, von denen die oberste Zuführvorrichtung 18.1 ohne Abdeckplatte gezeigt ist. Bei den Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 handelt es sich um getaktet bewegte Fördertrommeln, wie sie in
EP 1 397 966 A1 beschrieben sind, in deren Mulden die stabförmigen Artikel nacheinander längsaxial eingeschossen werden, während die Drehung der Fördertrommeln eine queraxiale Förderung der stabförmigen Artikel bewirkt. Die Fördertrommeln der Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 bringen die queraxial geförderten stabförmigen Artikel in den Zuführungsbereich 14 des Magazinabschnitts 12 ein, wo sie den dort schon gespeicherten stabförmigen Artikeln in gleicher Orientierung hinzugefügt werden. Die gespeicherten stabförmigen Artikel füllen den Magazinabschnitt 12 bis zu einer flexiblen Massenabdeckung 40 auf, so dass sich durch die Gewichtskraft der Masse der stabförmigen Artikel ein Druck zwischen den Artikeln in der Speichervorrichtung 10 aufbaut. Eine entsprechende Massenabdeckung ist beispielsweise in
EP 1 920 668 B1 in Form eines Kettenhemds beschrieben, welches als Parallelführungseinheit die queraxial-parallele Ausrichtung der stabförmigen Artikel gewährleistet. Gegen diesen Druck an müssen die neu hinzukommenden stabförmigen Artikel in den Magazinabschnitt 12 hineingedrückt werden.
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Auf der rechten Seite, gegenüber dem Zuführungsbereich 14, ist ein Begrenzungsblech 50 angeordnet, welches den Magazinabschnitt 12 zu Seite hin begrenzt.
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Im unteren Bereich des Magazinabschnitts 12 schließt sich der Entnahmebereich 16 zu einer nicht dargestellten Entnahmevorrichtung an. Die zwischengespeicherten stabförmigen Artikel werden somit in Richtung der Gravitationskraft, d. h. nach unten, entnommen. Um Stauungen im Massenfluss zu vermeiden, sind rautenförmige stationäre Hinderniskörper 17 oberhalb des Entnahmebereichs 16 bzw. im Entnahmebereich 16 angeordnet. Diese lenken den Massenstrom und verhindern eine Brückenbildung in dem Massenstrom der stabförmigen Artikel.
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Im Zuführungsbereich 14 sind drei Drehelemente 22.1 - 22.3 jeweils ausgangs der Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 angeordnet, die angetriebene Drehprofile 24.1 - 24.3 aufweisen, welche durch eine langsame Drehung im Massenstrom den Massenstrom der stabförmigen Artikel im Zuführungsbereich 14 auflockern und dafür sorgen, dass die durch die Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 nachgelieferten stabförmigen Artikel in einen Bereich des Massenstroms mit verringertem lokalen Druck gelangen. Auf diese Weise werden die stabförmigen Artikel schonend in den Magazinbereich 12 hereingebracht.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 haben die Drehprofile 24.1 - 24.3 jeweils beispielhaft einen abgerundeten rautenförmigen Querschnitt, der zwei gegenüberliegende Flügel darstellt, die durch die Masse der stabförmigen Artikel bewegt wird und diese Masse schonend auflockern. Die umliegenden stabförmigen Artikel werden durch die Drehung verdrängt, so dass die umgebenden stabförmigen Artikel sich neu sortieren und eine weniger gedrängte Anordnung einnehmen können. Die Drehelemente 22.1 - 22.3 sind nahe an den Ausgängen der Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 angeordnet, allerdings mit einem Abstand, der sicherstellt, dass die eben erst herein geführten stabförmigen Artikel Platz zum Ausweichen haben. Dies ist auch dadurch ersichtlich, dass Führungsbleche 19.1 - 19.3, die Ausgangs der Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 den Raum definieren, in den die zugeführten stabförmigen Artikel hineinkommen, an der Stelle der Drehelemente 22.1 - 22.3 die jeweiligen dazwischenliegenden Zuführkanäle ausreichend ausgeweitet haben, so dass die Umfangskreise 25.1 - 25.3 nicht mit den Führungsblechen 19.1 - 19.3 kollidieren.
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Die Umfangskreise 25.1 - 25.3 der Drehprofile 24.1 - 24.3 kommen einander sehr nah. Aus diesem Grund sind die Drehprofile 24.1 - 24.3 jeweils um 90° zueinander verdreht angeordnet. Dies verhindert, dass sich die Drehprofile 24.1 - 24.3 im Laufe ihrer Umdrehungen so nahekommen, dass sie die stabförmigen Artikel quetschen könnten.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Auflockerungseinheit 20 dargestellt, wie sie in 1 von vorne zu sehen ist. Die Auflockerungseinheit 20 ist an einer Halteplatte 32 aufgehängt, welche mit dem Blech der Rückwand 13 der Speichervorrichtung verbindbar ist, und umfasst auf der Vorderseite die drei Drehelemente 22.1 - 22.3, die in 1 bereits vorgestellt worden sind. Es ist erkennbar, dass die Drehprofile 24.1 - 24.3 auf Drehachsen 26.1 - 26.3 drehbar angeordnet sind, die durch die Halteplatte 32 hindurch zu Zahnrädern 27.1 - 27.3 auf der Rückseite der Halteplatte 32 führen, die in eine Kette 30 eingreifen, welche von einem Antrieb 28 bewegt wird. Der Antrieb der Drehprofile 24.1 - 24.3 erfolgt über eine Rutschkupplung auf der Seite des Antriebs 28, die verhindert, dass die Drehprofile 24.1 - 24.3 einen zu großen Druck auf die stabförmigen Artikel auszuüben. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Drehachsen 26.1 - 26.3 mit Rutschkupplungen versehen sein.
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3 zeigt perspektivisch die Rückseite der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung 10 mit der Rückseite des Blechs der Rückwand 13, an dem die Auflockerungseinheit 20 montiert ist. Die Auflockerungseinheit 20 ist in einem Gehäuse 21 untergebracht, so dass die in 2 dargestellten Zahnräder 27.1 - 27.3 und die Kette 30 verdeckt sind. Der Antrieb 28 ist außerhalb des Gehäuses 21 angeordnet. Ebenfalls sichtbar sind die Zuführvorrichtungen 18.1 - 18.3 mit den getaktet angetriebenen Muldentrommeln. Die Auflockerungseinheit 20 lässt sich an bestehenden Speichervorrichtungen 10 leicht nachrüsten.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Speichervorrichtung
- 12
- Magazinabschnitt
- 13
- Wand
- 14
- Zuführungsbereich
- 16
- Entnahmebereich
- 17
- stationärer Hinderniskörper
- 18.1 - 18.3
- Zuführvorrichtung
- 19.1 - 19.3
- Führungsbleche
- 20
- Auflockerungseinheit
- 21
- Gehäuse
- 22.1 - 22.3
- Drehelement
- 24.1 - 24.3
- Drehprofil
- 25.1 - 25.3
- Umfangskreis
- 26.1 - 26.3
- Drehachse
- 27.1 - 27.3
- Zahnrad
- 28
- Antrieb
- 30
- Kette
- 32
- Halteplatte
- 34
- Gehäuse
- 40
- Massenabdeckung
- 50
- Begrenzungsblech
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1920668 B1 [0002, 0003, 0005, 0021]
- EP 1397966 A1 [0002, 0021]
