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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen von Sandsäcken.
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Sandsäcke finden im zivilen Leben vor allem Verwendung im Hochwasserschutz, indem aus aufgeschichteten Sandsäcken Sperren und Deiche errichtet werden. Ferner werden durch Sandsäcke auch Deiche gesichert.
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Sandsäcke aus Naturfasern haben gegenüber solchen aus Kunststofffasern den Vorteil, dass sie quellen und dadurch die Dichtheit eines Walls aus Sandsäcken vergrößern.
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Sandsäcke werden i. R. zu 2/3 mit Sand gefüllt, damit sie eine gute Lagestabilität aufweisen.
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Die Verwendung der Sandsäcke bringt es mit sich, dass das Abfüllen der Sandsäcke oft vor Ort vorgenommen werden muss. Das Abfüllen per Hand ist mühsam und zeitaufwendig. Deshalb wurden bereits Sackabfüllmaschinen entwickelt. Eine solche Sandsackabfüllmaschine ist aus der
DE 10 2004 023 333 A1 bekannt.
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Diese Sandsackfüllmaschine besitzt einen Trichter, einen Füllschacht, eine Sperreinrichtung und einen Sackhalter, wobei die Sperreinrichtung mit zwei quer zur Strömungsrichtung des Sandes verfahrbar geführten Schiebern versehen ist, von denen der eine den Weg zwischen dem Trichter und dem Füllschacht freigibt, wenn der andere den Weg zwischen dem Füllschacht und dem Sackhalter sperrt und umgekehrt.
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Nachteilig bei dieser Sandsackabfüllmaschine ist, dass jeder Sandsack auf den Füllschacht per Hand aufgezogen, abgenommen und dann abtransportiert werden muss. Das verlangt eine größere Zahl von Helfern und ist für diese körperlich ausgesprochen anstrengend, denn ein gefüllter Sandsack mit den Abmaßen von 25 cm × 40 cm × 8 cm hat je nach Sandfeuchte, ein Gewicht von 20–30 kg.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sandsackabfüllvorrichtung vorzuschlagen, die mit wenig Arbeitskräften bedienbar ist und die auch ohne externe Antriebsmittel betreibbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Sandsackabfüllvorrichtung besteht aus einem Gerüst, das im oberen Bereich einen Vorratsbehälter in Form eines Trichters für den abzufüllenden Sand aufweist, einem im Gerüst angeordneten, um eine waagerechte Achse drehbaren Transportrad für Transportbehältnisse mit je einem gefüllten oder einem leeren Sandsack, einer am Gerüst angeordneten Dosier- und Abfülleinrichtung für Sand aus dem Vorratsbehälter in jeweils einen leeren Sandsack der mit dem Transportrad umlaufenden Transportbehältnisse, sowie einer Zuführeinrichtung für die Transportbehältnisse mit einem leeren Sandsack zu dem und mit einer Abführeinrichtung für die Transportbehältnisse mit einem gefüllten Sandsack weg von dem Transportrad.
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Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ist das Abfüllen von Sandsäcken hochgradig automatisiert. Durch Arbeitskräfte muss lediglich für den Abtransport der gefüllten Sandsäcke und das Befüllen der Transportbehältnisse mit leeren Sandsäcken gesorgt werden.
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Wie noch zu zeigen sein wird, sind die einzelnen Arbeitschritte innerhalb der Sandsackabfüllvorrichtung auch ohne zusätzliche Antriebe realisierbar. Das schließt aber nicht aus, dass solche eingesetzt werden, oder entsprechende Anschlüsse dafür vorgesehen sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Sandsackabfüllvorrichtung weist das Transportrad im äußeren Umfangbereich mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Fixiereinrichtungen für jeweils ein Transportbehältnis auf, wobei die Transportbehältnisse lösbar und um einen in einer parallelen Ebene zur Achse des Transportrades verschwenkbar angeordneten Befestigungsbolzen der Fixiereinrichtung angeordnet sind.
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Die Transportbehältnisse verfügen auf der der Fixiereinrichtung zugewandten Seite über eine Aufnahmelasche zum Aufhängen auf den Kopf des Befestigungsbolzens, wobei die Aufnahmelasche den Kopf hinterfasst und oberhalb des Schwerpunktes des Transportbehältnisses angeordnet ist.
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Der Befestigungsbolzen ist bevorzugt in der Fixierungseinrichtung verschwenkbar angeordnet aus einer Position des Haltens des Transportbehältnisses in eine Position der Freigabe des Transportbehältnisses und umgekehrt. Dabei wird der Befestigungsbolzen in der Position des Haltens des Transportbehältnisses durch einen Entriegelungshebel in der Fixiereinrichtung fixiert, der den Befestigungsbolzen in einem Abschnitt klauenartig übergreift.
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In einer vorteilhaften Ausführung weist der Befestigungsbolzen einen Kopfkonus, sich zum Bolzenschaft verjüngend, auf. Er kann so eine Position des Haltens und des Abgleitens des Transportbehältnisses vom Befestigungsbolzen einnehmen.
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Zum Lösen des Transportmittelbehältnisses vom Transportrad verfügt das Gerüst über einen Anschlag für den Entriegelungshebel des Transportbehältnisses mit der Fixiereinrichtung, derart, dass bei der Kontaktierung des Entriegelungshebels mit dem Anschlag der Entriegelungshebel den Befestigungsbolzen freigibt, dieser infolge der Last des Transportbehältnisse verschwenkt und damit das Transportbehältnis vom Befestigungsbolzen abgleitet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fixiereinrichtung oder ein Abschnitt der Fixiereinrichtung, nämlich der mit dem Befestigungsbolzen, gegenüber dem Transportrad mittels einer Feder in Richtung Achse des Transportrades um einen Weg verschiebbar ist, der mindestens der Höhe des Anschlages entspricht. Auf diese Weise kann sich die Drehbewegung des Transportrades weiter fortsetzen.
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Die Dosier- und Abfülleinrichtung am Gerüst ist so angeordnet, dass nach dem Befüllen des im Transportbehältnis befindlichen Sandsackes infolge der Gravitationskraft eine Drehbewegung in Drehrichtung des Transportrades generierbar ist.
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Bevorzugt ist die Dosier- und Abfülleinrichtung, als selbsttätige Wippe ausgeführt, schwenkbar angeordnet, aus einer Position der Aufnahme von Sand aus dem Vorratsbehälter in ein Behältnis der Wippe in eine Position der Abgabe des Sandes aus dem Behältnis in einen leeren Sandsack eines Transportbehältnisses.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Zuführeinrichtung für Transportbehältnisse mit einem leeren Sandsack auf einem höheren Höhenniveau im Gerüst angeordnet ist als die Abführeinrichtung.
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Desweiteren sollte die Zuführeinrichtung eine Neigung hin und die Abführeinrichtung eine Neigung weg vom Gerüst aufweisen. Vorteilhafterweise besteht die Zu- und Abführeinrichtung aus Rollenwegen. So lassen sich Bewegungen ohne Antriebe realisieren.
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Die Zuführeinrichtung und die Abführeinrichtung können auch antriebstechnisch miteinander gekoppelt sein, insbesondere um die Bewegung der Abführeinrichtung mit für die Bewegung der Zuführeinrichtung zu nutzen.
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Ferner erleichtert es ein sicheres Andocken der Transportbehältnisse an die Fixiereinrichtung des Transportrades, wenn die Zuführeinrichtung mindestens im Andockbereich an das Transportrad seitliche Führungen aufweist, um eine Einzelzuführung zu sichern.
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Als Transportbehältnisse sind bevorzugt solche mit einer quaderförmigen oder mehreckigen Form eingesetzt. Durch die Führungen im Andockbereich und die quaderförmige oder mehreckige Form ist eine exakte Positionierung der Aufnahmelaschen gewährleistet.
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Bei zylinderförmigen Transportbehältnissen sollte die Aufnahmelasche aus einem umlaufender Aufnahmering bestehen, um in jeder Position die Fixierung am Befestigungsbolzen zu gewährleisten. Vorteilhafterweise sollte der Rand des Aufnahmeringes wellenförmig oder gezackt ausgeführt sein, um ein Verrutschen des Transportbehältnisses auf dem Befestigungsbolzen entlang des Aufnahmeringumfanges zu verhindern.
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Für Transportzwecke ist es von Vorteil, wenn das Gerüst im Bodenbereich Aufnahmen für die Gabel eines Gabelstaplers aufweist. Ebenso sollte der Vorratsbehälter in Form eines Trichters für den abzufüllenden Sand kippbar um eine Achse des Gerüstes angeordnet sein, um für Transportzwecke die Höhe der Vorrichtung zu reduzieren.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Gerüst verstellbare Füße zum Bodenniveauausgleich aufweist.
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Im Trichter sind bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ein oder zwei Siebe angeordnet sind, vorzugsweise geneigt, um grobe Verunreinigungen des Sandes zurückzuhalten. Ein Leitblech oder ein Leitkörper oberhalb des Auslasses kann darüber hinaus die Sandzuführung fördern.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels, dargestellt in den Zeichnungen, näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 die Sandsackabfüllvorrichtung,
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2 die Transportbehältnisaufhängung,
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3 das Umlaufprinzip der Transportbehältnisse und
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4 das Zu- und Abführen der Transportbehältnisse.
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1 zeigt die Sandsackabfüllmaschine mit ihren Hauptbestandteilen, die im oder an einem Gerüst 1 angeordnet sind:
- – Ein Vorratsbehälter 5 im oberen Bereich des Gerüstes 1 mit einem nach unten weisenden Auslass 8 mit einem Verschluss zum vollständigen Abschluss des Vorratsbehälters 5 und/oder zur Einstellung der Abfüllmenge pro Zeiteinheit.
Der Vorratsbehälter 5 ist trichterförmig ausgebildet und dabei so konzipiert, dass ständig abzufüllender Sand nachrutscht. Eine Nachrüstung mit einem Rüttler oder einem Auflockerungswerk für den Sand ist möglich. Ferner ist es zweckmäßig, wenn im Trichter ein oder zwei Siebe 6, 7 angeordnet sind, vorzugsweise geneigt, um grobe Verunreinigungen des Sandes zurückzuhalten. Ein Leitblech oder ein Leitkörper 26 oberhalb des Auslasses 8 kann die Sandzuführung fördern. Das Befüllen des Vorratsbehälters 5 erfolgt mittels eines Laders oder eines Kranes.
- – Ein Transportrad 9, das um eine waagerechte Achse 10 drehbar angeordnet ist.
Das Transportrad 9 weist im äußeren Umfangbereich mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Fixiereinrichtungen 14 für jeweils ein Transportbehältnis 12 auf, wobei die Transportbehältnisse 12 lösbar und um einen parallel zur Achse 10 des Transportrades 9 verschwenkbar angeordneten Befestigungsbolzen 15 der Fixiereinrichtung 14 angeordnet sind. Jedes Transportbehältnis 12 ist für einen Sandsack ausgelegt. Das Befüllen der Sandsäcke der Transportbehältnisse 12 erfolgt jeweils im oberen Bereich des Transportrades 9, hier im II. Quadranten (vgl. 2), so dass unter der Last der gefüllten Transportbehältnisse 12.1 das Transportrad 9 in eine Drehbewegung 11 versetzt wird. Im IV. und I. Quadranten sind am Transportrad 9 Transportbehältnisse 12.2 mit leeren Sandsäcken fixiert, so dass die Drehbewegung 11 ohne zusätzlichen Antrieb erfolgt.
Durch die schwenkbare Aufhängung der Transportbehältnisse 12 oberhalb ihres Schwerpunktes an den jeweiligen Befestigungsbolzen 15 nehmen die Transportbehältnisse 12 stets eine senkrechte Lage bei der Drehbewegung 11 ein, d. h. die Öffnung der Transportbehältnisse 12 ist immer oben.
Zur Aufhängung der Transportbehältnisse 12 dient bei quaderförmigen und mehreckigen Transportbehältnissen 12 jeweils eine Aufnahmelasche 13. Bei zylinderförmigen Transportbehältnissen 12 ist ein umlaufender Ring geeigneter, da es dann keiner Transportbehältnispositionierung gegenüber dem Befestigungsbolzen 15 bedarf.
Die mit gefüllten Sandsäcken versehenen Transportbehältnisse 12.1 bewegen sich infolge der vom Gewicht der Transportbehältnisse 12.1 initiierten Drehbewegung 11 des Transportrades 9 jeweils bis in den End- oder Übergangsbereich zwischen dem III. und dem IV. Quadranten und werden hier durch einen Anschlag 4 des Gerüstes 1 gestoppt. Durch die Kraft des Anschlagens wird ein Entriegelungshebel 16 für den Befestigungsbolzen 15 betätigt und der Befestigungsbolzen 15 schwenkt in eine Position, in der das Transportbehältnis 12.1 vom Befestigungsbolzen 15 lösbar ist und einer Abführeinrichtung 23 übergeben wird.
Der Befestigungsbolzen 15 begibt sich unter seiner eigenen Schwerkraft wieder in die Halteposition für ein neues Transportbehältnis 12.2, während sich das Transportrad 9 um den Winkel zwischen zwei Fixiereinrichtungen 14 weiterdreht. Dabei erfolgt die Aufnahme eines Transportbehältnisses 12.2 mit einem leeren Sandsack, der taktweise bei der Drehung des Transportrades 9 den restlichen IV und den I. Quadranten durchquert bis er die Befüllposition erreicht.
Die Transportbehältnisse 12.2 mit leeren Sandsäcken werden von außen mittels einer Zuführeinrichtung 22 zum Transportrad 9 transportiert. Da die Aufnahme der Transportbehältnisse 12.2 durch das Transportrad 9 in einer höheren Position erfolgt als die Abgabe der Transportbehältnisse 12.1, was eine Folge der Transportradbewegung ist, ist die Zuführeinrichtung 22 auch höher angeordnet als die Abführeinrichtung 23.
Bevorzugt weist die Zuführeinrichtung 22 eine Neigung hin und die Abführeinrichtung 23 eine Neigung weg vom Gerüst 1 auf. Handelt es sich bei der Zu- und Abführeinrichtung 22, 23 um Rollenwege 24 erfolgt der Weitertransport durch die Gravitationskräfte (schiefe Ebene). Die Rollenwege 24 der Zuführeinrichtung 22 und der Abführeinrichtung 23 können auch eine antriebstechnische Kopplung 27 aufweisen.
- – Eine Dosier- und Abfülleinrichtung 19, mit der Sand aus dem Vorratsbehälter 5 kommend in die Sandsäcke der Transportbehältnisse 12 gefüllt wird.
Wie bereits oben erläutert, findet dies im II. Quadranten, vorzugsweise kurz nach dem Eintritt der Transportbehältnisse 12.2 in diesen statt. Da durch den Anschlag 4 das Transportrad 9 taktweise kurzzeitig angehalten wird, befinden sich die Transportbehältnisse 12 in Ruhe, und während dieser Zeit kann das Befüllen der Sandsäcke erfolgen.
Die Dosier- und Abfülleinrichtung 19 kann deshalb starr im Gerüst 1 angeordnet sein. Bei der dargestellten Dosier- und Abfülleinrichtung 19 handelt es sich um eine selbsttätig arbeitende Wippe, die schwenkbar angeordnet ist aus einer Position der Aufnahme von Sand aus dem Vorratsbehälter 5 in ein Behältnis 21 der Wippe in eine Position der Abgabe des Sandes aus dem Behältnis 21 der Wippe in einen leeren Sandsack eines Transportbehältnisses 12.
Das Gerüst 1 selbst weist im Bodenbereich Aufnahmen 3 für die Gabel eines Gabelstaplers auf. So lässt sich die Sandsackabfüllvorrichtung leicht transportieren. Ferner weist das Gerüst 1 verstellbare Füße 2 auf zum Bodenniveauausgleich am Arbeitsort.
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2 zeigt eine bevorzugte Ausführung für die Fixiereinrichtung 14 der Transportbehältnisse 12 am Transportrad 9. Wesentlich daran ist, dass zur Aufnahme der Transportbehältnisse 12 ein schwenkbarer Befestigungsbolzen 15 dient, verschwenkbar angeordnet aus einer Position des Haltens des Transportbehältnisses 12 in eine Position der Freigabe des Transportbehältnisses 12 und umgekehrt.
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Der Befestigungsbolzen 15 ist in der Position des Haltens des Transportbehältnisses 12 durch einen Entriegelungshebel 16 in der Fixiereinrichtung 14 fixiert, der den Befestigungsbolzen 15 in einem Abschnitt klauenartig übergreift.
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Bevorzugt verfügt der Befestigungsbolzen 15 über einen Kopfkonus, der sich zum Bolzenschaft verjüngt. In der verriegelten Position verhindert der Konus das Abgleiten der Aufnahmelasche 13 des Transportbehältnisses 12 und in der entriegelten Position lässt er das Abgleiten zu.
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Betätigt wird der Entriegelungshebel 16 durch das Anschlagen der Fixiereinrichtung 14 an den Anschlag 4 des Gerüstes 1.
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Nach dem Abgleiten des Transportbehältnisses 12.1 vom Befestigungsbolzen 15 bewegt sich der Befestigungsbolzen 15 infolge der Schwerkraft seines Schaftes, wieder in die Transportposition für Transportbehältnisse 12.2 zurück. Geleichzeitig wird der Abschnitt der Fixiereinrichtung 14, in dem sich der Befestigungsbolzen 15 befindet, durch eine infolge des Gewichtes des Transportbehältnisses 12.1 mit einem gefüllten Sandsack gespannten Feder 18 teleskopartig in Richtung der Drehachse 10 des Transportrades 9 bewegt, so dass der Anschlag 4 seine Funktion verliert und die Fixiereinrichtung 14 den Anschlag 4 überstreichen kann. Die Drehbewegung des Transportrades 9 setzt sich fort. Der Entriegelungshebel 16 bewegt sich ebenfalls schwerkraftbedingt in seine Verriegelungsposition für den Befestigungsbolzen 15 zurück.
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3 zeigt das Umlaufprinzip des Transportrades 1 mit den Transportbehältnissen 12.
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Beim Eintritt des vom Transportbehältnis 12.1 befreiten Befestigungsbolzens 15 in den IV. Quadranten befindet sich kein Transportbehältnis 12 an der Fixiereinrichtung 14. Dies erfolgt erst, wenn die Fixiereinrichtung 14 die Zuführeinrichtung 22 erreicht und der Befestigungsbolzen 15 die Aufnahmelasche 13 des aufzunehmenden Transportbehältnisses 12.2 hinterfasst.
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In dieser Phase befindet sich der Abschnitt der Fixiereinrichtung mit den Befestigungsbolzen 15 aufgrund der Federwirkung der Feder 18 in einer Position, in der der Anschlag 4 überwindbar ist. In dieser Position verbleibt der Abschnitt bis er die Dosier- und Abfülleinrichtung 19 am Anfang des II. Quadranten erreicht. Die Bewegung des Befestigungsbolzens 15 verläuft somit auf einer Kreisbahn.
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Durch das Befüllen des Sandsackes in dem Transportbehältnis 12 bei der Dosier- und Abfülleinrichtung 19 erhöht sich das Gewicht des Transportbehältnisses mit der Folge, dass
- – die Drehbewegung 11 des Transportrades 9 initiiert wird und
- – sich die Feder 18 zu spannen beginnt.
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Letzteres hat zur Folge, dass der Abschnitt der Fixiereinrichtung 14 mit dem Befestigungsbolzen 15 sich nach außen bewegt und damit in eine Position, die ein Anschlagen des Entriegelungshebels 16 am Anschlag 4 möglich macht.
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Die Bewegung des Befestigungsbolzens 15 im II. und III. Quadranten erfolgt somit auf einer Bahn mit sich vergrößerndem Durchmesser.
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Die Darstellung des Umlaufprinzips zeigt auch, dass durch die Aufhängung der Transportbehältnisse 12 kopfseitig, d. h. außerhalb ihres Schwerpunktes, die Transportbehältnisse 12 analog wie die Gondeln eines Riesenrades immer eine senkrechte Position einnehmen, hier mit der Öffnung nach oben.
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Die vorgeschlagene Sandsackabfüllvorrichtung kann ohne zusätzliche Antriebe arbeiten, was ein wesentlicher Vorteil bei Arbeiten in entlegenen Gebieten oder bei fehlendem Strom ist.
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Natürlich ist es auch möglich, wenn man sich nicht allein auf die beschriebenen mechanischen Möglichkeiten verlassen will, z. B. die Dosier- und Abfülleinrichtung 19, das Transportrad 9, das Entriegeln des Befestigungsbolzens 15 und/oder die Zu- und Abführeinrichtung 22, 23 zusätzlich elektromotorisch zu betreiben. Die erfindungsgemäßen Vorteile bleiben deshalb trotzdem erhalten, denn die Vorrichtung arbeitet auch bei Ausfall entsprechender elektrischer Antriebe. Diese müssen ggf. nur abgekoppelt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerüst
- 2
- Gerüstfüße
- 3
- Gabelaufnahmen
- 4
- Anschlag
- 5
- Vorratsbehälter
- 6
- Sieb
- 7
- Sieb
- 8
- Auslass mit Verschluss
- 9
- Transportrad
- 10
- Drehachse Transportrad
- 11
- Drehrichtung
- 12
- Transportbehältnis
- 12.1
- mit gefülltem Sandsack
- 12.2
- mit leerem Sandsack
- 13
- Aufnahmelasche
- 14
- Fixiereinrichtung
- 15
- Befestigungsbolzen
- 16
- Entriegelungshebel
- 17
- Klaue
- 18
- Feder
- 19
- Dosier- und Abfülleinrichtung
- 20
- Schwenkachse
- 21
- Behältnis der Dosier- und Abfülleinrichtung
- 22
- Zuführeinrichtung
- 23
- Abführeinrichtung
- 24
- Rollenweg
- 25
- seitliche Führung
- 26
- Leitblech oder Leitkörper
- 27
- antriebstechnische Kopplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004023333 A1 [0005]
