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ANWENDUNGSGEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Erzentladematte mit mehreren Dicken, die dazu bestimmt ist, die Zirkulation eines Erzes über die Matte zu begünstigen, und die eine verbesserte Beständigkeit gegen Stöße und/oder Verschleiß aufweist. Die vorgeschlagene Erzentladematte weist einen Körper auf, der unterschiedliche Dicken aufweist, die so verteilt sind, dass ein Dickengradient erzeugt wird, der eine Stagnation des Erzes auf der Entladematte verhindert und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und/oder Abnutzung des Körpers, der die Entladematte bildet, erhöht.
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Die erfindungsgemäße Entladematte kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, z.B. zum Ausbilden oder Abdecken der Wände einer Übergabeschurre oder eines Trichters oder zum Ausbilden oder Abdecken des Bodens eines Kippertrichters.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Erzentladematten werden häufig dort eingesetzt, wo Erz von einem Ort zu einem anderen transportiert werden muss, z. B. im Bergbau. In diesem Fall ist das Erz ein üblicherweise abrasives Rohmaterial, das aus einer Erzlagerstätte gewonnen und zur Verarbeitung transportiert wird. In einer oder mehreren Phasen des Prozesses wird das Rohmaterial einer Entladestufe unterzogen, in der es über eine Entladungsmatte läuft, die das Rohmaterial aufnimmt und es zu einem Erzauslass leitet. Beispielsweise wird das auf einem Förderband transportierte Erz zu einer Übergabeschurre geleitet, in der eine oder mehrere Entladematten angeordnet sind, um das Erz aufzunehmen und es zum Auslass der Schurre oder des Trichters zu leiten. Ein weiteres Beispiel ist das Erz, das im Trichter eines Kipplasters transportiert wird, wobei der Boden des Trichters der Erzentladematte entspricht, die wirkt, wenn der Lastwagen bereit ist, das Erz durch Kippen des Trichters zu entladen.
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Die Erzentladematten sind während ihres Betriebs großen Belastungen durch den Aufprall und den Abrieb des umlaufenden Erzes ausgesetzt, weshalb sie aufgrund dieser Belastungen in der Regel brechen und verschleißen. In diesem Zusammenhang gibt es, obwohl die Entladematten als schützendes und/oder absorbierendes Element dieser Beanspruchungen verwendet werden, um beispielsweise Schäden an den Bergbauausrüstungen zu vermeiden, Lösungen, um dieselben Matten gegen spezifische Beanspruchungen, wie z. B. Scherung, zu verstärken. Zu diesen Lösungen gehört die Verwendung von widerstandsfähigen Geweben, die in die Matte eingebettet sind, z. B. Kevlar, Metallnetze oder andere in die Matte integrierte Verstärkungen. Die Implementierung von Verstärkungselementen in die Matte macht die Lösung nicht nur teurer, sondern auch die Herstellung der Matte wesentlich komplexer.
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Es gibt mehrere Lösungen im Zusammenhang mit Erzentladematten, die darauf abzielen, die Hauptprobleme im Zusammenhang mit Entladevorgängen zu lösen. So definiert das Dokument
US8021738B2 eine verschleiß- und stoßfeste Auskleidung, die eine Gummimatrix auf einer flachen Stahlplatte mit beabstandeten Stahlstreifen umfasst, um ein Abscheren der Gummimatrix während des Betriebs zu verhindern. Diese Lösung ermöglicht es, die Widerstandsfähigkeit der Beschichtung durch in die Gummimatrix eingebettete Metallstäbe zu erhöhen, was die Beschichtung nicht nur teurer, sondern auch komplexer in der Herstellung macht. Bei der Beschichtung von Bergbauausrüstungen mit der im Dokument
US8021738B2 beschriebenen Lösung erhält man nämlich eine mit einer einheitlichen Beschichtung versehene Oberfläche, bei der bestimmte Bereiche der Ausrüstung, die einer stärkeren Stoß- und/oder Abriebbelastung ausgesetzt sind, nicht berücksichtigt werden.
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Andererseits beschreibt die Veröffentlichung
WO2020200400A1 eine andere Art von Verschleißauskleidung, die aus mehreren kleinen Keramikeinheiten besteht, die durch ein Gummisubstrat verbunden sind. In diesem Fall wird eine Beschichtung angestrebt, deren Geometrie sich leicht an die zu beschichtende Oberfläche anpassen lässt, was durch die kleinen keramischen Einheiten und die leichte Trennbarkeit durch Schneiden des Gummisubstrats erreicht wird. In diesem Fall erzeugt die Beschichtungslösung mehrere Lücken zwischen den keramischen Einheiten, die eine Stagnation des Erzes und damit eine Ansammlung von Erz auf der Beschichtung begünstigen, was deren Nutzfläche verringert. Darüber hinaus begünstigt die Lösung mehrerer miteinander verbundener Auskleidungseinheiten die Ablösung und/oder den Verschleiß einzelner Auskleidungseinheiten, vor allem in den Bereichen, die einer stärkeren Stoß- und/oder Abriebbelastung ausgesetzt sind.
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Ein weiteres Beispiel ist die im Dokument
AU2012327208B2 beschriebene Lösung für einen LKW-Behälter, dessen Boden aus einer an Seilen aufgehängten Gummimatte besteht. In diesem Fall wird die Gummimatte als ein einziger Körper dargestellt, wodurch die Probleme gelöst werden, die sich aus Beschichtungen oder Matten ergeben, die aus mehreren miteinander verbundenen Beschichtungseinheiten bestehen. Die im Dokument
AU2012327208B2 beschriebene Matte weist außerdem an ihrem hinteren Ende einen verdickten Abschnitt auf, der etwa ein Drittel der Länge der Matte einnimmt und die Widerstandsfähigkeit gegen besonders starke Stöße und Abnutzung an diesem Ende erhöht. Das hintere Ende der Matte, das dem Ausgang des Materials aus dem Trichter entspricht, ist nämlich größeren Belastungen ausgesetzt als der Rest der Matte. Diese Beanspruchung entsteht durch den Kontakt der Matte mit externen Elementen während des Entladens, da sie sich in Bodennähe befindet, wenn der Trichter angehoben wird, und es sich um den Bereich der Matte handelt, der während des Entladens die größte Materialzirkulation aufweist und eine höhere Materialflussdichte hat als der Rest der Matte.
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Die in Dokument
AU2012327208B2 beschriebene Lösung ermöglicht es zwar, die Lebensdauer der Matte zu verlängern, indem sie ihre Widerstandsfähigkeit in den stärker beanspruchten Bereichen verbessert, führt jedoch zu anderen Problemen, die sich aus der Veränderung der Dicke der Matte ergeben. Diese Probleme ergeben sich aus der Tatsache, dass die größere Dicke des Ausgangsendes der in Dokument
AU2012327208B2 beschriebenen Matte als Stopp für das Material wirkt, das aus dem Bereich mit geringerer Dicke zirkuliert, wodurch ein Bereich der Erzansammlung entsteht, wie in
1 dargestellt.
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Folglich zielt die Erzentladematte der vorliegenden Erfindung darauf ab, die vorgenannten Probleme zu lösen, indem sie eine einteilige Entladematte bereitstellt, die gegen Abnutzung und durch das Erz verursachte Stöße resistent ist, an ihrem Auslassende verstärkt ist und die Stagnation des Erzes während seiner Entladung verhindert. Die Merkmale der mehrdimensionalen Erzentladematte der vorliegenden Erfindung verbessern nicht nur die Sicherheit des Bergbaubetriebs, sondern erhöhen auch die Lebensdauer der Matte im Vergleich zu verfügbaren Verschleißmatten, die ähnlichen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind, was wiederum zu einem Umweltvorteil führt, da der Kohlenstoff-Fußabdruck bei der Herstellung von Verschleißmatten reduziert wird. Schließlich ist die Entladematte der vorliegenden Erfindung aufgrund ihrer Einfachheit ideal für die Einbindung bekannter Verschleißsensoren, die im Rahmen der digitalen Transformation des Bergbaus in Verbindung mit Industrie 4.0-Standards verwendet werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In ihren allgemeinen Aspekten bezieht sich die Erfindung auf eine Erzentladematte, die die Bewegung von Erz auf einer schiefen Ebene in Richtung eines Auslassendes der Entladematte begünstigt. Zu diesem Zweck weist die vorgeschlagene Erzentladematte eine Dickenänderung in ihrer Längsrichtung auf, die einen Dickengradienten erzeugt, der die Bewegung des Erzes über die Matte erleichtert.
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Folglich besteht eines der Hauptziele der Erfindung darin, eine Entladungsmatte bereitzustellen, die in einer geneigten Weise angeordnet ist und die Zirkulation eines Erzes auf ihr begünstigt, wobei die Stagnation des Erzes in einem oder mehreren Bereichen der Entladungsmatte vermieden wird und dadurch eine Ansammlung von Erz, wie in 1 gezeigt, vermieden wird.
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Ein spezifisches Ziel der Erfindung ist es, eine Entladematte bereitzustellen, die zusammen mit der Verhinderung der Erzstagnation den Widerstand gegen Stöße und/oder Abnutzung der Matte erhöht, insbesondere an ihrem Auslassende, um die Bildung von Spannungskonzentrationen zu vermeiden, die zu einem lokalen Versagen der Matte führen, wie in den 2a und 2b gezeigt.
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Ein weiteres spezifisches Ziel der Erfindung ist es, mindestens eine Entladematte für eine Übergabeschurre oder einen Übergabetrichter bereitzustellen, die eine Stagnation des Erzes in der Schurre verhindert und die Schlag- und/oder Verschleißfestigkeit der Schurre verbessert. In diesem Fall kann die Entladematte als eine Beschichtung dargestellt werden, die auf einer oder mehreren Strukturwänden der Schurre angeordnet ist.
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Ein weiteres spezifisches Ziel der Erfindung ist es, mindestens eine Entladematte für einen Kippwagenbunker bereitzustellen, die eine Stagnation des Erzes im Inneren des Bunkers verhindert und die Widerstandsfähigkeit des Bodens des Bunkers gegen Stöße und/oder Abnutzung verbessert. In diesem Fall kann die Entladematte als eine Beschichtung dargestellt werden, die auf dem Boden des Trichters angeordnet ist oder denselben Boden des Trichters bildet, z.B. mittels einer hängenden oder aufgehängten Erzentladematte.
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Um die genannten Ziele zu erreichen, schlägt die Erfindung eine Erzentladematte vor, die durch einen Gummikörper mit einer Länge und einer Breite gebildet wird, wobei der Gummikörper eine Oberseite oder Arbeitsfläche und ein Auslassende aufweist. Die Arbeitsfläche entspricht dem Bereich des Gummikörpers, der zumindest während der Bewegung des Erzes über den Gummikörper mit dem Erz in Kontakt ist. Das Auslassende entspricht einer Kante des Gummikörpers, an der das umlaufende Erz nicht mehr mit der Arbeitsfläche in Berührung kommt und aus der Entladematte austritt. Der Gummikörper weist einen Dickengradienten auf, der zum Auslassende hin zunimmt, wobei der Dickengradient durch drei oder mehr Dicken gebildet wird, die in der Erzflussrichtung verteilt sind, die normalerweise der Länge des Gummikörpers entspricht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Gummikörper der Erzentladematte in Form einer Auskleidung vorgesehen, wobei der Gummikörper an einer die Entladematte tragenden Strukturfläche befestigt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Gummikörper der ErzEntladematte so angeordnet, dass er den Boden eines Kippwagen-Trichters bildet, der hängend oder aufgehängt an einem strukturellen Rahmen angeordnet ist, der den Trichter bildet.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann der Gummikörper an dem strukturellen Rahmen befestigt werden, indem zwei oder mehr Kanten des Gummikörpers mit dem strukturellen Rahmen verbunden werden, wobei die Kante, die dem Ausgangsende des Körpers entspricht, frei bleibt. Darüber hinaus kann der Gummikörper eine untere Fläche oder Stützfläche gegenüber der Arbeitsfläche aufweisen, wobei die Stützfläche mit dem strukturellen Rahmen mittels einer Reihe von Seilen oder Stützbändern verbunden sein kann, die zwei Enden aufweisen, die lösbar an dem strukturellen Rahmen befestigt sind, der den Trichter bildet.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung können die Seile oder Stützbänder aus einem mit Neopren umwickelten Kern bestehen, einem Material, das die Stützfläche der Matte berührt, um sie in einer hängenden Weise zu halten. Zusätzlich können die Enden der Seile oder Bänder aus einer Materiallegierung gebildet werden, um die Festigkeit des Seils oder Bandes zu verbessern, wobei die Materiallegierung Kevlar, ein anderes hochfestes faserverstärktes Verbundmaterial oder ein anderes Material mit ähnlichem mechanischen Verhalten umfassen kann. In diesem Fall können die Enden jedes Seils oder Bandes eine Öffnung bilden, die mittels einer Befestigungs- und Spannvorrichtung mit dem strukturellen Rahmen verbunden ist.
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Die Erfindung zielt auch darauf ab, spezifische Anwendungen der Entladematte zu definieren, wie z. B. ihre Verwendung in einer Übergaberutsche oder im Trichter eines Kipplasters.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die folgenden repräsentativen Figuren dargestellt, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen und daher nicht als Einschränkung der Definition des beanspruchten Gegenstands angesehen werden sollten.
- : Sie veranschaulicht das Problem des Materialstaus auf einer Entladematte, der zur Ansammlung von Material auf dieser Matte führt.
- : Sie veranschaulichen das Problem des lokalisierten Versagens der Entladematte an ihrem Ausgangsende.
- : Zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gummikörpers.
- : Zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gummikörpers.
- : Zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gummikörpers.
- : Zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Entladematte, die Teil einer Übergaberutsche ist.
- : Zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Entladematte, die Teil eines Kippertrichters ist.
- : Zeigt ein Beispiel für einen Kippwagenbunker ohne Entladematte.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 3 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Gummikörpers (1) der erfindungsgemäßen Entladematte dargestellt. In dieser Ausführungsform ist es möglich zu erkennen, dass der Gummikörper mindestens zwei Abschnitte aufweist, einen ersten Abschnitt (A), der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist, und einen zweiten Abschnitt (B), der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine variable Dicke aufweist. Im zweiten Abschnitt (B) des Gummikörpers (1) ist die Dickenvariation derart, dass sie vom ersten Abschnitt (A) zum Auslassende (2) hin zunimmt. Diese Dickenvariation ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Dickengradienten erzeugt, der mindestens drei verschiedene Dicken aufweist, vorzugsweise einen, der eine kontinuierliche Variation in der Dicke des Gummikörpers (1) darstellt, wie in 5 zu sehen ist.
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In 4 ist eine zweite Ausführungsform des Gummikörpers (1) dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, zu erkennen, dass der Gummikörper ebenfalls mindestens zwei Abschnitte aufweist, einen ersten Abschnitt (A'), der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist, und einen zweiten Abschnitt (B'), der dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine variable Dicke aufweist. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform von 3 lehrt die in 4 gezeigte Ausführungsform, dass der zweite Abschnitt (B') an seinen Seiten von dem ersten Abschnitt (A') umgeben sein kann, wodurch ein seitlicher Rand (L) gebildet wird, der eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke mit der Dicke des ersten Abschnitts (A') beibehält.
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Wie bereits erwähnt, zeigt 5 eine Seitenansicht des Gummikörpers (1), in der man die Bildung des Dickengradienten erkennen kann, der mit einer Dicke beginnt, die der des ersten Abschnitts (A, A') mit gleichmäßiger Dicke entspricht, und mit einer größeren Dicke endet, die der des Ausgangsendes (2) entspricht. In 5 ist eine imaginäre Linie (P) dargestellt, die den Übergang zwischen dem Abschnitt mit im Wesentlichen gleichmäßiger Dicke und dem Abschnitt mit dem Dickengradienten kennzeichnet. Es ist zu beachten, dass unter einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke eine Dicke zu verstehen ist, deren Mittelwert in den verschiedenen Abschnitten nicht in gleichem Maße variiert wie der Dickengradient des zweiten Teils des Gummikörpers. Der Abschnitt mit im Wesentlichen gleichmäßiger Dicke kann Dickenschwankungen aufweisen, die durch die Fehlermarge jedes Herstellungsverfahrens gegeben sind.
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6 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei der der Gummikörper (1) der Entladematte als Abdeckung der Strukturwände einer Übergabeschurre angeordnet ist. In dieser Anwendung ist der Gummikörper (1) mit seinem Austrittsende zum Auslauf der Schurre hin angeordnet, d.h. dort, wo das in die Schurre eintretende Material oder Erz austritt. Dies bedeutet, dass der Dickengradient zum Auslauf der Schurre hin zunimmt, wodurch das Auftreten von Staus, die am Auslauf der Schurre auftreten können, vermieden und die Verschleißfestigkeit der Gummimatte am Auslauf der Schurre verbessert wird. Es ist wichtig anzumerken, dass der Auslass der Schurre einem der Bereiche der Schurre entspricht, in dem das umlaufende Material einen höheren Prozentsatz an Kontakt mit den Schurrenwänden hat, und daher dem Bereich mit dem größten Abrieb entspricht.
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7 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der der Gummikörper (1) des Entladekörpers so angeordnet ist, dass er den Boden eines Muldenkippers abdeckt oder bildet. In dieser Anwendung ist der Gummikörper (1) mit seinem Auslassende in Richtung der Rückseite des Trichters angeordnet, d.h. dort, wo das Material oder Erz austritt, wenn der Trichter in eine Erzentladeposition gekippt wird. Dies bedeutet, dass der Dickengradient zum hinteren Teil des Trichters hin zunimmt, wodurch eine Stagnation des Erzes, die beim Entladen des Trichters auftreten kann, vermieden wird (siehe ) und die Verschleißfestigkeit der Gummimatte in diesem hinteren Teil des Trichters verbessert wird. Es ist wichtig zu wissen, dass der hintere Teil des Trichters eines Kipplasters dem Bereich des Trichterbodens entspricht, durch den die größte Menge an Erz während des Entladens zirkuliert, da das gesamte Material, das mit dem Boden im Trichter in Berührung kommt, während des Entladens des Erzes durch diesen Bereich läuft. Darüber hinaus ist der hintere Teil des Trichterbodens während des Entladens in Bodennähe angeordnet und damit anfällig für Stoßschäden. Daher entspricht der hintere Teil des Trichterbodens dem Bereich mit den größten Abnutzungs- und Abriebschäden infolge der Erzzirkulation und den Aufprallschäden infolge der Nähe zum Boden während des Entladens.
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Bei der Anwendung des Kippertrichters aus ist die Verwendung einer Matte mit zunehmendem Dickengefälle zum Auslassende hin offensichtlich kontraproduktiv. Lkw-Trichter haben in der Regel einen nach oben geneigten hinteren Teil, der einen trichterförmigen Behälter bildet, der das Material oder Erz im Trichter hält, wenn der Lkw beladen wird oder Erz transportiert, und verhindert, dass es versehentlich aus dem Trichter fällt. Wenn der Trichter zum Entladen des Erzes gekippt wird, widersetzt sich der nach oben geneigte Teil dem Fluss des Erzes in Richtung des Auslassendes, was bedeutet, dass es einen Mindestneigungswinkel gibt, der überwunden werden muss, damit sich das Material in Richtung seiner Entladung bewegt. Infolgedessen ist der Dickengradient, der die erfindungsgemäße Gummimatte umfasst, so gestaltet, dass er die Zirkulation des Erzes während des Entladens begünstigt, indem er einen Übergang zwischen einem Abschnitt mit gleichmäßiger Dicke und einem Abschnitt mit einem Dickengradienten, der nicht abrupt ist, erzeugt.
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Wenn die Gummimatte (1), die in dem in
7 gezeigten Trichter eines Kipplasters verwendet wird, so angeordnet ist, dass sie den Boden des Trichters bildet, kann die Gummimatte (1) als aufgehängte Matte erscheinen, die an einem strukturellen Rahmen des Trichters befestigt ist, indem die seitlichen Ränder (L) der Gummimatte, wie in
5 gezeigt, mit dem strukturellen Rahmen verbunden werden. In dieser Ausführung, die der im Dokument
AU2012327208B2 vorgeschlagenen Lösung entspricht, kann die Gummimatte auch am Trichter befestigt werden, indem die Vorderkante der Gummimatte (1) mit einer oder mehreren an der Vorderseite des Trichters angeordneten Stützen verbunden wird. Außerdem kann die Unterseite oder die Auflagefläche der Gummimatte an Seilen oder Tragbändern aufgehängt sein, die quer im Trichter angeordnet sind und die Seitenflächen des Trichters mit Hilfe der Seile oder Bänder verbinden. Die Seile oder Bänder halten die Gummimatte hängend und geben ihr Halt und Polsterung.
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Schließlich kann die Befestigung der seitlichen Ränder (L) der Gummimatte (1) an dem Konstruktionsrahmen des Trichters mit Hilfe von Stützstiften (S) erfolgen, die in dem Konstruktionsrahmen des Trichters angeordnet sind, wie in 8 zu sehen ist. Die Stützstifte (S) werden in Löcher in der Seitenkante (L) der Gummimatte eingesetzt. Dieser oder ein ähnlicher Befestigungsmechanismus gilt auch für die ein oder mehreren Stützen, die an der Vorderseite des Trichters angeordnet sind. Alternativ können sowohl der strukturelle Rahmen als auch die eine oder mehreren Stützen als perforierbare Platten zur Befestigung der Entladematte mittels Schrauben oder Bolzen ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8021738 B2 [0005]
- WO 2020200400 A1 [0006]
- AU 2012327208 B2 [0007, 0008, 0028]
