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Die Erfindung betrifft eine Streumittelanlage für ein Schienenfahrzeug.
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Schienenfahrzeuge leiden im Allgemeinen bei nassen bzw. bei laubbedeckten Schienen darunter, dass sie ihre volle Antriebs- bzw. Traktionsleistung nur schwer auf die Schiene bringen bzw. umsetzen können.
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Um diesem Problem zu begegnen sind Streumittelanlagen bekannt, die ein Streumittel (beispielswiese Quarzsand mit einer vorgegebenen Körnung) beinhalten und dieses so homogen und sparsam als möglich bei Bedarf in einen Rad-Schiene-Spalt einbringen, um die Traktionsleistung auf der Schiene zu erhöhen.
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Aus der Druckschrift
DE 4429370 A1 ist eine Vorrichtung zur Ausbringung von Streugut für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese besteht aus einem Sprühaufsatz, der vom Inneren des Fahrzeugs aus betrieben wird und bei Bedarf Sand auf Fahrzeug-Reifen aufbringt. Der Sand wird einem Behälter in vertikaler Richtung unter Nutzung der Schwerkraft entnommen und unter Verwendung von Luftdruck zur Verbesserung der Reifenhaftung ausgebracht. Diese kombinierte Art der Sand-Ausbringung ist ungenau und resultiert entweder in einem erhöhten Sandverbrauch oder in einer ungenügenden Reifenhaftung.
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Aus der Druckschrift
DE 3926546 A1 ist eine an einem Kraftfahrzeug angebrachte Streuvorrichtung bekannt, mit der ein Streugut (Splitt, Sand, Salz) vor angetriebene Räder des Kraftfahrzeugs gestreut wird. Das Streugut wird aus einem Behälter vertikal entnommen und einer Dosiervorrichtung, die als Förderschnecke ausgebildet ist, zugeführt. Über diese gelangt das Streugut zu einem Mischrohr, das mit Druckluft beaufschlagbar ist. Nachfolgend gelangt das Streugut unter Verwendung der Druckluft an die Räder des Fahrzeugs, um deren Haftung zu verbessern. Diese kombinierte Art der Dosierung und der Druckluft-unterstützten Sand-Ausbringung wird durch entstehende Druckunterschiede im Fördersystem zusätzlich beeinflusst, so dass die Streugut-Ausbringung nur ungenau steuerbar bzw. einstellbar ist. Diese Beeinflussung resultiert entweder in einem erhöhten Sandverbrauch oder in einer ungenügenden Räderhaftung.
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Aus der Druckschrift
DE 102012214643 A1 ist eine weitere Streugutaustraganlage bekannt, bei der Streugut unter Verwendung einer Förderschnecke und unter Verwendung von Druckluft dosiert gefördert und ausgebracht wird. Diese kombinierte Art der Dosierung und der Druckluft-unterstützten Sand-Ausbringung wird durch entstehende Druckunterschiede im Fördersystem zusätzlich beeinflusst, so dass die Streugut-Ausbringung nur ungenau steuerbar bzw. einstellbar ist. Diese Beeinflussung resultiert entweder in einem erhöhten Sandverbrauch oder in einer ungenügenden Räderhaftung.
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Gleiches gilt für die in der Druckschrift
WO 2022/128294 A1 beschriebenen Streumittelanlage, bei dem eine angetriebene, um eine Längsachse rotierende Förderschnecke verwendet wird, um Streumittel aus einem Streumittelbehälter aufzunehmen bzw. zu fördern und bei dem das Streumittel Druckluft-unterstützt aus einer Förderkammer definiert in einen Rad-Schiene-Spalt eingebracht wird.
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Wie dargestellt sind die in den Druckschriften beschriebenen Streumittelanlagen zweistufig ausgeführt.
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In einer ersten Stufe wird das Streumittel durch eine mechanische Fördereinrichtung aus einem Streumittelbehälter dosiert entnommen bzw. gefördert und an eine Förderkammer übergeben.
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In einer zweiten Stufe wird die Förderkammer mit Druckluft beaufschlagt, so dass das Streumittel Druckluft-unterstützt aus der Förderkammer in einen Rad-Schiene-Bereich zur Verbesserung der Haftung ausgebracht wird.
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Systembedingt beeinflussen sich die beiden Stufen: der pneumatische Austrag von Streumittel der zweiten Stufe wirkt auf die mechanisch betriebene erste Stufe, die der Streumitteldosierung bzw. Streumittelentnahme aus einem Streumittelbehälter dient, zurück.
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Diese Rückwirkung resultiert aus einem entstehenden, relativen Unterdruck, der in einem Bereich zwischen dem Fördermechanismus und dem Druckluft-basierten Austrag des Streumittels aus der Förderkammer entsteht. Ein erfolgender Druckausgleich dieses Unterdrucks führt dazu, dass Streumittel von der vorgeschalteten Fördereinrichtung unkontrolliert nachgezogen wird.
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Damit ist die Streumittelausbringung auf eine Schiene nicht mehr nur abhängig von der ersten, der Streumittel-Dosierung dienenden Stufe, sondern auch vom Betrieb der zweiten Stufe, so dass im schlimmsten Fall Streumittel unregelmäßig bzw. mit erhöhtem Verbrauch ausgebracht wird.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine derartige, zweistufige Streumittelanlage für ein Schienenfahrzeug dahingehend zu verbessern, dass das Streumittel definiert und im Verbrauch optimiert ausgebracht wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Streumittelanlage für ein Schienenfahrzeug mit einem Streumittelbehälter, mit einer Dosier- bzw. Fördereinrichtung und mit einer Förderkammer.
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Der Streumittelbehälter beinhaltet ein Streumittel und ist über die Fördereinrichtung mit der Förderkammer derart verbunden, dass das Streumittel vom Streumittelbehälter über die Fördereinrichtung dosiert in die Förderkammer gelangt.
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In die Förderkammer ist derart Druckluft einleitbar, dass das Streumittel aus der Förderkammer zu einem Rad-Bereich und/oder zu einem Schienen-Bereich des Schienenfahrzeugs gelangt.
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Bevorzugt ist die Förderkammer ausgangsseitig mit einer Zuführeinrichtung verbunden. Diese ist derart ausgestaltet, dass durch die Zuführeinrichtung das Streumittel gezielt in den Rad-Bereich und/oder in den Schienen-Bereich des Schienenfahrzeugs gelangt.
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Die Fördereinrichtung ist für eine mechanische Streumittelförderung ausgebildet. Beispielsweise weist sie eine angetriebene, um eine Längsachse rotierende Förderschnecke auf, mit der das Streumittel vom Streumittelbehälter zur Förderkammer transportiert wird. Die Fördereinrichtung weist eine längliche Schneckenkammer auf, in der die Förderschnecke angeordnet ist.
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Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der Druckschrift
WO 2022/128294 A1 detailliert beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist die Förderkammer mit dem Streumittelbehälter über eine luftgefüllte Leitung verbunden, die als Bypass aerodynamisch wirkt und einen Druckausgleich ermöglicht.
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Durch diese Verbindungsleitung wird der Streumittelbehälter und die Fördereinrichtung von der Förderkammer entkoppelt. Eine Druckluft-Beaufschlagung der Förderkammer hat dann keine Auswirkungen mehr auf das Streumittel der Fördereinrichtung bzw. des Streumittelbehälters.
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Damit werden die Komponenten der dosierenden Streumittelförderung (Streumittelbehälter, Streumittel-Fördereinrichtung) von den nachfolgenden Komponenten der Streumittel-Ausbringung (Förderkammer, Zuführeinrichtung) wirksam entkoppelt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Streumittelbehälter oberhalb der Fördereinrichtung derart angeordnet und mit dieser verbunden, dass das Streumittel vertikal in die Fördereinrichtung einfällt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird bei der Förderkammer die Druckluft in einem tiefsten Punkt der Förderkammer eingebracht, so dass die auf das dortige Streumittel wirkende Druckluft dieses zur Ausbringung weiter transportiert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Förderkammer in einem seitlichen Bereich mit einer Druckluftdüse verbunden, um die Druckluft einzubringen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Druckluft derart gesteuert,
- - dass die Druckluft bei einer aktiven Fördereinrichtung das in die Förderkammer einfallende Streumittel erfasst und in die Zuführeinrichtung transportiert, und
- - dass die Druckluft bei einer inaktiven Fördereinrichtung über die Förderkammer in die Zuführeinrichtung eingebracht wird, um diese zu reinigen bzw. um diese zu trocknen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verbindungsleitung mit einem oberen Bereich des Streumittelbehälters verbunden, so dass diese oberhalb eines maximalen Streumittel-Füllstands im Streumittelbehälter mündet.
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Durch diese Platzierung ist der Bypass bzw. die Verbindungsleitung vor einem Streumitteleintrag geschützt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verbindungsleitung mit einem oberen Bereich bzw. mit einem Eingangsbereich der Förderkammer verbunden, so dass diese oberhalb einer dort vorgesehenen Druckluft-Einbringung mündet.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die in den Streumittelbehälter mündende Verbindungsleitung mit einem Sinterfilter versehen, so dass ein unbeabsichtigter Staub- bzw. Feuchtigkeitseintrag in die Verbindungsleitung verhindert wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verbindungsleitung außerhalb der beteiligten Komponenten verlegt.
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Alternativ dazu ist die Verbindungsleitung innerhalb der beteiligten Komponenten verlegt. Bevorzugt ist die Verbindungsleitung in den beteiligten Komponenten integriert und intern verlegt.
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Vorteile:
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Durch die vorliegende Erfindung wird der Streumittelbehälter und die Fördereinrichtung von der Förderkammer entkoppelt. Eine Druckluft-Beaufschlagung der Förderkammer hat keine Auswirkungen mehr auf das Streumittel der Fördereinrichtung bzw. des Streumittelbehälters.
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Damit werden die Komponenten der dosierenden Streumittelförderung (Streumittelbehälter, Streumittel-Fördereinrichtung) von den nachfolgenden Komponenten der Streumittel-Ausbringung (Förderkammer, Zuführeinrichtung) wirksam entkoppelt.
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Durch die vorliegende Erfindung wird der durch die Druckluft-Einbringung in die Förderkammer entstehende relative Unterdruck zum Streumittelbehälter hin ausgeglichen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine einfach durchzuführende und kostengünstige Nachrüstung von bereits existierenden, zweistufig ausgeführten Anlagen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein exaktes Dosieren von Streumittel erreicht.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ermöglicht, den Streumittelaustrag verfeinert und damit sparsamer durchzuführen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein gleichmäßigerer Austrag von Streumittel ermöglicht.
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Durch die vorliegende Erfindung wird erreicht, dass einerseits eine auf die Schiene übertragene Traktionsleistung optimiert wird und dass andererseits ein im Schienenfahrzeug nur begrenzt zur Verfügung stehender Vorrat an Streumittel und an Druckluft zeit- und mengenoptimiert eingesetzt wird.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 die erfindungsgemäße Streumittelanlage in einer Übersicht,
- 2 mit Bezug auf 1 Teile der Streumittelanlage in einer Seitenansicht,
- 3 mit Bezug auf 2 ein erstes Detail zur Verbindungsleitung, und
- 4 mit Bezug auf 2 und im Vergleich zu 3 ein alternatives Detail zur Verbindungsleitung.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung in einer Übersicht.
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Die erfindungsgemäße Streumittelanlage für ein Schienenfahrzeug weist einen Streumittelbehälter SMB, eine Fördereinrichtung FE und eine Förderkammer FK auf.
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Die Förderkammer FK ist mit Druckluft beaufschlagbar und nachfolgend bzw. ausgangsseitig mit einer hier nicht näher dargestellten Zuführeinrichtung verbunden.
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Für weitere Details zur Streumittelanlage wird beispielhaft Bezug genommen auf die in der Druckschrift
WO 2022/128294 A1 beschriebene Streumittelanlage.
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Der Streumittelbehälter SMB beinhaltet ein Streumittel SM und ist mit der Fördereinrichtung FE verbunden, so dass das Streumittel SM vom Streumittelbehälter SMB in die Fördereinrichtung FE gelangt.
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Die Verbindung vom Streumittelbehälter SMB zur Fördereinrichtung FE ist am tiefsten Punkt des Streumittelbehälters SMB vorgesehen, so dass das Streumittel SM vom Streumittelbehälter SMB in die Fördereinrichtung FE fällt bzw. gelangt.
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Die Fördereinrichtung FE ist mit der Zuführeinrichtung ZFE verbunden, so dass das Streumittel SM von der Fördereinrichtung FE über die Förderkammer FK in die Zuführeinrichtung ZFE gelangt.
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Aus der Förderkammer FK wird das Streumittel SM unter Verwendung von Druckluft, die in die Förderkammer FK eingeleitet wird, an die Zuführeinrichtung übergeben.
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Die Zuführeinrichtung ist derart ausgebildet, dass das Streumittel SM in einen Rad-Schiene-Bereich des Schienenfahrzeugs gezielt eingebracht wird, um die Radhaftung zu erhöhen.
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Die in die Förderkammer FK eingebrachte Druckluft dient außerdem dazu, bei einer inaktiven Fördereinrichtung FE die Förderkammer und/oder die Zuführeinrichtung bei Bedarf zu reinigen.
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Erfindungsgemäß ist die Förderkammer FK mit dem Streumittelbehälter über eine luftgefüllte Leitung LTG verbunden.
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Die Verbindungsleitung LTG ist mit einem oberen Bereich des Streumittelbehälters SMB verbunden, so dass diese oberhalb eines maximalen Streumittel-Füllstands im Streumittelbehälter SMB mündet.
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Durch diese Platzierung ist der Bypass bzw. die Verbindungsleitung LTG vor einem unbeabsichtigten Streumitteleintrag geschützt.
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Die Verbindungsleitung LTG ist mit einem oberen Bereich bzw. mit einem Eingangsbereich der Förderkammer FK verbunden, so dass diese oberhalb einer dort vorgesehenen Druckluft-Einbringung DL mündet.
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In diesem Beispiel ist die Verbindungsleitung LTG außerhalb der beteiligten Komponenten, Förderkammer FK, Fördereinrichtung FE und Streumittelbehälter SMB, verlegt.
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In einer hier nicht dargestellten Alternative kann die Verbindungsleitung LTG auch innerhalb der beteiligten Komponenten (Förderkammer FK, Fördereinrichtung FE und Streumittelbehälter SMB) verlegt sein.
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Bevorzugt ist die Verbindungsleitung LTG dann zur internen Verlegung in den beteiligten Komponenten baulich integriert.
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Bei der Förderkammer FK ist die Druckluft DL derart gesteuert,
- - dass die Druckluft DL bei einer aktiven Fördereinrichtung FE das in die Förderkammer FK einfallende Streumittel SM erfasst und in die Zuführeinrichtung transportiert, und
- - dass die Druckluft DL bei einer inaktiven Fördereinrichtung FE über die Förderkammer FK in die Zuführeinrichtung eingebracht wird, um diese zu reinigen bzw. um diese zu trocknen.
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2 zeigt mit Bezug auf 1 Teile der Streumittelanlage in einer Seitenansicht.
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Insbesondere ist hier ein oberer Anschluss LTG-OS der Leitung LTG am Streumittelbehälter SMB zu sehen, der über dem maximalen Streumittel-Füllstand FS-SM im Streumittelbehälter SMB mündet.
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Die Fördereinrichtung FE, die beispielsweise eine Schneckenkammer und eine Förderschnecke beinhaltet, ist hier horizontal bzw. aus der horizontalen Ebene nach oben oder nach unten geneigt ausgerichtet, um das Streumittel SM innerhalb der Fördereinrichtung FE optimiert zu transportieren.
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Die Fördereinrichtung FE ist zum Betrieb beispielsweise mit einem Elektromotor MOT verbunden, der bevorzugt stufenlos ansteuerbar ist. Dadurch ist eine Fördermenge des Streumittels SM durch die Fördereinrichtung FE bei einer vorgegebenen Korngröße des Streumittels SM durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors MOT einstellbar.
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3 zeigt mit Bezug auf 2 ein erstes Detail zur Verbindungsleitung LTG.
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Insbesondere ist hier ein unterer Anschluss LTG-US der Leitung LTG an der Förderkammer FK zu sehen, der in einem oberen Bereich bzw. in einem Eingangsbereich der Förderkammer FK angeordnet ist, so dass der untere Anschluss LTG-US oberhalb einer an der Förderkammer FK vorgesehenen Einbringung von Druckluft DL mündet.
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Hier dargestellt ist eine bauliche Trennung der Fördereinrichtung FE und der Förderkammer FK, die über eine senkrecht verlaufende Zuführung ZUF miteinander verbunden sind. Der genannte „obere Bereich bzw. Eingangsbereich“ der Förderkammer FK umfasst dabei auch die senkrecht verlaufende Zuführung ZUF.
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4 zeigt mit Bezug auf 2 und im Vergleich zu 3 ein alternatives Detail zur Verbindungsleitung LTG.
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In dieser Alternative ist der untere Anschluss LTG-US der Leitung LTG im Bereich der senkrecht verlaufenden Zuführung ZUF angeordnet, die dem „Eingangsbereich“ der Förderkammer FK zuzuordnen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4429370 A1 [0004]
- DE 3926546 A1 [0005]
- DE 102012214643 A1 [0006]
- WO 2022128294 A1 [0007, 0022, 0048]
