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Die Erfindung betrifft Vakuum-Bandfilter mit einem end-
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losen Filterband oder -tuch, das derart vorwärts bewegt wird, daß
sich sein oberer Zweig schrittweise über einen oder mehrere Vakuumkästen bewegt,
wodurch ein dem oberen Zweig zugeführter Brei entwässert wird und ein Filterkuchen
auf dem oberen Zweig abgeschieden wird.
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Bei dieser Art von Vakuum-Bandfiltern ist das Band oder Tuch stationär,
während der Brei durch das Band oder Tuch hindurch mittels der Vakuumkastenanordnung
einer Saugwirkung ausgesetzt wird; das Band oder Tuch wird schrittweise vorwärts
bewegt, während die Saugwirkung abgeschaltet ist.
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Die schrittweise Vorwärtsbewegung des Bandes oder Tuches kann durch
verschiedene Einrichtungen, wie einem Luftmotor, einem Elektromotor oder einer Drehantriebsanordnung
herbeigeführt werden. Es wurde bereits eine Anordnung vorgeschlagen, bei der ein
pneumatischer Druckkolben oder ein ähnlicher Mechanismus dazu dient, eine vordere
Führungsrolle für das vordere Ende des oberen Zweiges des Bandes derart auszulenken,
daß der obere Zweig dadurch verlängert wird, daß ein weiterer Teil des Bandes oder
Tuches in sein hinteres Ende hineingezogen wird, wobei dieser Vorgang dadurch ermöglicht
wird, daß ein Abschnitt des Bandes oder Tuches von einer beschwerten Rolle zu einer
Reserveschleife geformt ist. Bei dieser Anordnung wird eine Rücklaufbewegung des
Bandes oder Tuches durch einen nur in einer Richtung arbeitenden Mechanismus verhindert,
der auf das Band oder Tuch in seinem Rücklaufzweig einwirkt, bevor es die Reserveschleife
erreicht.
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Ein Vorteil dieses Vorschlages mit einem Druckkolben und einem nur
in einer Richtung arbeitenden Mechanismus (wie einer Freilaufrolle, die sich nur
in einer Richtung drehen kann) beruht auf der Tatsache, daß kein zusätzlicher Antrieb
für das Band oder Tuch über und oberhalb des pneumatischen
Druckkolbens
oder einer ähnlichen Anordnung vorgesehen werden muß, die das vordere Ende des oberen
Zweiges des Bandes oder Tuches verlängert bzw. ausfährt.
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Ein möglicher Nachteil beruht jedoch auf der Tatsache, daß die beschwerte
Rolle dem Band oder Tuch nicht nur eine Spannung verleiht und die Reserveschleife
aufrechterhält. Sie muß schwer genug sein, um bei einer Rückkehrbewegung der vorderen
Führungsrolle zu bewirken, daß der entsprechende vordere Endabschnitt des oberen
Zweiges des Bandes oder Tuches in den Rücklaufzweig hineingezogen wird und ein entsprechender
Teil des Rücklaufzweiges in die Reserveschleife hinein. Die beschwerte Rolle kann
dementsprechend sehr schwer sein müssen, so daß sie dem Tuch eine unnötig hohe Zugspannung
auferlegt. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn ein Abstreifer oder ein
ähnliches Element stromaufwärts des oberen Zweiges des Bandes oder Tuches zur Entfernung
des Filterkuchens von dem Tuch verwendet wird, da bei einem derartigen Abstreifer
eine erhebliche Reibung auftreten kann und diese Reibung bei der Bewegung des Bandes
oder Tuches überwunden werden muß. In einigen Fällen können die dabei auftretenden
Kräfte so groß sein, daß die Verwendung einer beschwerten Rolle undurchführbar ist.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, durch die
diese Schwierigkeiten überwunden werden, wobei die Einrichtungen zum schrittweisen
Vorwärtsziehen des Bandes in seinem oberen Zweig das Band entsprechend zwangsweise
entlang wenigstens eines Teils seines Rücklaufzweiges versetzen, so daß sie die
erforderliche Arbeit zur Überwindung der Reibung eines Abstreifers oder eines ähnlichen
Mechanismus (falls vorgesehen) zur Entfernung des Filterkuchens erledigen und in
großem Ausmaß die beschwerte Rolle von der Aufgabe, das Band auszulenken, entlasten,
so daß der beschwerten
Rolle prinzipiell die Aufgabe verbleibt,
dem Band oder Tuch eine Zugspannung zu verleihen und Unregelmäßigkeiten der Bewegung
des Bandes oder Tuches zu kompensieren.
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Angesichts dieses Zieles wird durch die Erfindung ein Vakuum-Bandfilter
geschaffen, der ein endloses Band oder Tuch aufweist, welches derart vorwärts bewegt
wird, daß sein oberer Zweig sich schrittweise über eine Vakuumkastenanordnung bewegt,
wodurch ein auf den oberen Zweig zugeführter Brei entwässert wird und ein Filterkuchen
auf dem oberen Zweig abgesetzt wird. Der erfindungsgemäße Bandfilter zeichnet sich
dadurch aus, daß die Einrichtungen zum Vorwärtsbewegen des Bandes oder Tuches erste
und zweite auslenkbare Schrittbewegungsrollen aufweisen, die auf das Band oder Tuch
stromabwärts des vorderen Endes des oberen Zweiges des Bandes oder Tuches einwirken,
und zwar eine auf jeder Seite eines ersten in einer Richtung wirkenden Mechanismus,
der dazu dient, eine Rücklaufbewegung des Bandes oder Tuches zu verhindern, daß
ferner ein zweiter nur in einer Richtung wirkender Mechanismus zwischen der zweiten
auslenkbaren Schrittbewegungsrolle und einer Reserveschleife angeordnet ist, die
durch eine beschwerte Rolle geformt ist, und daß die beiden auslenkbaren Schrittbewegungsrollen
derart gekoppelt sind, daß sie eine jeweilige Schleife des Bandes oder Tuches ausdehnen,
während die andere verkleinert wird, und umgekehrt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist den Vorteil auf, daß die ersten
und zweiten Rollen zum gleichzeitigen bzw.
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synchronen und zueinander komplementären Ausdehnen und Entspannen
der jeweiligen Schleifen dienen, so daß sie zwangsweise auseinanderfolgende Abschnitte
des oberen Zweiges des Gurtes in den Rücklaufzweig hineinziehen, und zwar mit dem
Ergebnis, daß die beschwerte Rolle weitgehend
von der Aufgabe entlastet
wird, die schrittweise Bewegung des Bandes oder Tuches herbeizuführen, und somit
primär dazu dient, das Band oder Tuch zu spannen.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher erläutert; es zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht
einer praktischen Ausführungsform eines horizontalen Vakuum-Bandfilters gemäß einem
früheren Vorschlag; Fig. 2A einen Teil-Querschnitt eines vorderen Endes einer praktischen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vakuum-Bandfilters; Fig. 2B eine Teil-Querschnittsansicht
des hinteren Endes der gleichen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 einen Schnitt
entlang der Linie III - III der Fig. 2A in der angegebenen Richtung; Fig. 4 eine
vergrößerte Teilansicht einer der nur in einer Richtung arbeitende Einrichtung aufweisenden
Rollen in dem gleichen praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 5
eine Teil-Seitenansicht einer Abwandlung, die der Fig. 2A entspricht, jedoch in
kleinerem Maßstab.
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In der Fig. 1 ist schematisch eine praktische Ausführungsform eines
horizontalen Vakuum-Bandfilters gemäß einem früheren Vorschlag dargestellt. Dieser
Filter umfaßt ein endloses Filterband oder -tuch, das allgemein mit dem Bezugszeichen
10 bezeichnet ist. Eine hintere Führungsrolle 11 und eine vordere Führungsrolle
12 führen einen Teil des Bandes oder Tuches 10 in einem oberen Zweig 13, der sich
über eine Breizufuhrstation 14 erstreckt, der ein Vakuumabschnitt 15 folgt, in welchem
sich das Band über einen oder mehrere Vakuumkästen 16 erstreckt, von denen nur einer
dargestellt ist. Die vordere Führungsrolle 12 ist auslenkbar von einer ausfahrbaren
Stange 17 eines pneumatischen Druckkolbens 18 getragen.
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Der restliche Teil des Bandes oder Tuches 10 ist ein Rücklaufzweig
19, der durch aufeinanderfolgende Rollen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 zurück zur hinteren
Führungsrolle 11 geführt ist. Eine Reserveschleife 26 ist im Rücklaufzweig 19 geformt,
so daß sie zwischen den Rollen 24 und 25 nach unten hängt; in dieser Schleife 26
ist eine beschwerte Rolle bzw.
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Gewichtsrolle 27 angeordnet, die, wie durch den Doppelpfeil 28 angezeigt,
eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung ausführen kann. Ein Breizufuhrrohr 30 dient zur
Zufuhr von Brei auf die obere Oberfläche des Bandes oder Tuches 10 im Bereich der
Zufuhrstation 14.
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Die eine oder andere der Führungsrollen 21 oder 22 weist einen Freilaufrad-
oder Ratschenmechanismus auf (nicht sichtbar), der die Bewegung des Rücklaufzweiges
des Bandes oder Tuches 10 auf die durch den Pfeil 31 gezeigte Richtung einschränkt.
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Nachstehend wird nun die Betriebsweise dieser herkömmlichen Filterkonstruktion
kurz erläutert. Ein zu entwässernder Brei
(nicht gezeigt) wird auf
die obere Oberfläche des Bandes oder Tuches 10 in der Zufuhrstation 14 mittels des
Zufuhrrohrs 30 zugeführt und wird in geeigneter Weise über das Band oder das Tuch
10 ausgebreitet.
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Der Druckkolben 18 ist im ausgefahrenen Zustand dargestellt. An den
Vakuumabschnitt 15 des Bandes oder Tuches 10 wird durch den Vakuumkasten 16 ein
Vakuum angelegt, um darauf befindlichen Brei zu entwässern. Beim Zurückziehen des
Druckkolbens 18 wird die Rolle 12 nach rechts bewegt (gesehen in der Zeichnung),
so daß das vordere Ende des oberen Zweiges 13 des Bandes oder Tuches 10 in den unteren
Zweig 19 hineingezogen wird. Dies wird durch die beschwerte Rolle 27 erzielt, wobei
das auf das Tuch oder das Band 10 im Vakuumabschnitt 15 einwirkende Vakuum dazu
dient, sicherzustellen, daß keine Rücklaufbewegung des oberen Zweiges 13 stattfindet.
Das Vakuum dient natürlich auch zur Entwässerung der auf der oberen Oberfläche des
oberen Zweiges 13 des Bandes oder Tuches 10 getragenen Breis.
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Zur schrittweisen Vorwärtsbewegung des Bandes oder Tuches 10 wird
das Vakuum gelöst und der Druckkolben 18 wird betätigt, um die Stange 17 auszufahren,
so daß die vordere Führungsrolle 12 in die dargestellte Position zurückgebracht
wird. Dies führt natürlich dazu, daß der obere Zweig 13 des Bandes oder Tuches nach
links verschoben wird (gesehen in der Zeichnung) und ein Teil des Rücklaufzweiges
des Bandes oder Tuches dadurch in sich selbst hineingezogen wird, daß die Ausdehnung
der Reserveschleife 26 vermindert wird. Das Band oder Tuch wird durch die nur in
einer Richtung arbeitende Anordnung der Rollen 21 oder 22 daran gehindert, sich
am Ende der vorderen Führungsrolle aus dem Rücklaufzweig zurückzuziehen.
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Bei dieser Anordnung muß die beschwerte Rolle 27 ausreichend schwer
sein, um das gesamte Gewicht des Bandes im unteren oder Rücklaufzweig zwischen der
vorderen Führungsrolle 12 und der Führungsrolle 24 auszulenken; wenn dabei zum Entfernen
des Filterkuchens ein Abstreifer (nicht gezeigt) im Eingriff mit dem Band oder Tuch
an oder nahe der vorderen Führungsrolle 12 vorgesehen ist, muß zusätzlich die Reibung
dieses Abstreifers überwunden werden.
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In den Fig. 2A, 2B, 3 und 4 ist eine erste praktische Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Filters dargestellt.
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Dabei sind viele Bauelemente vorgesehen, die den bereits mit Bezug
auf die Fig. 1 Beschriebenen entsprechen, sie sind jedoch mit mehr Einzelheiten
hinsichtlich eines Tragrahmenwerks dargestellt. Der Klarheit halber sind diese Bauteile
mit ähnlichen Bezugszeichen versehen und sind nicht sehr detailliert beschrieben.
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Zahlreiche Führungsrollen und ein endloses Filterband oder -tuch 10
sind an dem Tragrahmenwerk angebracht, das grundsätzlich vier parallele, im Abstand
zueinander angeordnete Paare von im Querschnitt U-förmigen Ständern 32, 33, 34,
35 aufweist. Die Ständer 33 und 34 sind im wesentlichen gleich hoch und es erstreckt
sich über sie hinweg eine das Band tragende und führende Plattform 36. Eine Anzahl
von gleich beabstandeten Öffnungen 37 ist in der Plattform 36 vorgesehen. Obere,
im Querschnitt U-förmige Elemente 38, 39 erstrecken sich jeweils horizontal und
quer zum Band 10 zwischen jeweiligen Ständern der Paare 33 und 34. Eine Anzahl von
längslaufenden Vakuumkästen 16 ist unterhalb der Plattform 36 angeordnet und erstreckt
sich zwischen den genannten Elementen 38, 39.
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Die Ständer 32 am vorderen Teil des Filters sind kürzer als die Ständer
33 und 34, und die oberen Enden dieser Ständer 32 sind mit den Ständern 33 über
ein Paar von
horizontalen Elementen 40 verbunden, die sich in Längsrichtung
des Bandes 10 erstrecken. Die oberen Enden der Ständer 32 sind überdies über ein
horizontales Querelement 41 verbunden.
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Die hinteren Ständer 35 sind jeweils über ihre entsprechenden Längen
geschlitzt, wie bei 42 angegeben.
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Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 weist dieser Filter
keine auslenkbare vordere Führungsrolle auf, sondern statt dessen einen stationären
gekurvten bzw.
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gekrümmten Führungsschuh 50, der zwischen dem Querelement 41 und dem
vorderen Ende der Plattform 36 getragen ist.
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Ein Teil des Bandes 10 ist daher in einem im wesentlichen horizontalen
oberen Zweig 13 über der Plattform 36 zwischen einer hinteren Führungsrolle 11 und
dem genannten Führungsschuh 50 geführt. Im Verlauf des oberen Zweiges 13 tritt das
Band 10 durch eine Zufuhrstation 14 hindurch, an welcher Brei aus einem Zufuhrrohr
30 auf das Band 10 zugeführt wird, sowie durch einen Vakuumabschnitt 15, in welchem
der Brei progressiv entwässert wird, so daß ein Filterkuchen auf dem Band 10 abgesetzt
wird.
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Auf den Schuh 50 folgend sind Führungsrollen 52, 53 und 54 vorgesehen,
die ähnlich wie die Rollen 20, 21 und 22 der Fig. 1 angeordnet sind. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung weisen jedoch sowohl die Rolle 53 als auch die Rolle
54 jeweils einseitig wirkende bzw. in einer Richtung arbeitende Anordnungen in Gestalt
von Klinkengesperre-bzw. Ratschenmechanismen auf, die die Bewegung des Bandes oder
Tuches 10 stets auf die durch den Pfeil 31 angegebene Richtung einschränken. Die
Fig. 4 dient zur Darstellung des Ratschenmechanismus der Rolle 54, wobei das Klinkenrad
61 auf ein Ende der Rolle 54 aufgepaßt ist und die Klaue 62 schwenkbar am Ständer
33 befestigt ist, um die
Bewegung der Rolle 54 nur im Uhrzeigersinn,
wie in der Zeichnung gezeigt ist, zu gestatten.
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Eine erste auslenkbare Schrittbewegungs-Rolle 55 ist zwischen dem
Schuh und der Führungsrolle 52 angeordnet. Eine zweite auslenkbare Schrittbewegungs-Rolle
56 ist zwischen den Führungsrollen 53 und 54 angeordnet. Diese Rollen 55, 56 sind
gleichzeitig bzw. synchron durch die Wirkung von jeweils auslenkbaren Stangen 57
eines Paars von Schrittbewegungs-Druckkolben 58 auslenkbar, die an den jeweiligen
Seiten des Bandes 10 horizontal angebracht sind, wie in der Fig. 3 gezeigt. Jeder
Druckkolben 58 ist auf einem horizontalen, sich in Längsrichtung erstreckenden Element
43 angebracht, das seinerseits auf unteren Querelementen 44, 45 getragen ist, die
sich jeweils zwischen den Ständern eines Ständerpaares 32 und 33 erstrecken. Die
Rollen 55 und 56 sind jeweils zwischen einem entsprechenden Paar von Schlittenblöcken
46 gehaltert, die entlang jeweiliger Führungsschienen 47 auf den horizontalen Elementen
43 gleitend verschiebbar sind. Parallel zu und in der Nähe der Schrittbewegungsrollen
55 bzw. 56 und auch zwischen jeweiligen Paaren von Schlittenblöcken 46 sind horizontale,
im Querschnitt U-förmige Elemente 48 und 49 vorgesehen, zwischen denen sich eine
zentrale Längsstrebe 63 befindet. Die Enden der auslenkbaren Stangen 57 sind mit
den Elementen 48 fest verbunden, so daß das gleichzeitige Ausfahren oder Zurückziehen
der Stangen 57 durch die vorstehend erläuterte Verbindung der Teile eine Bewegung
der Elemente 48 und 49, der Schlitten 46 entlang der Schienen 47 und der Rollen
55 und 56 jeweils um die gleiche Strecke bewirkt.
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Ein Paar von Führungsrollen 23, die einen Quer-Klemmspalt für das
Band 10 bilden, sind ein Stück aufwärts an den Ständern 34 angebracht. Weitere Führungsrollen
24 und 25 sind, wie in der Fig. 2B gezeigt ist, in der Nähe des hinteren Ständers
35 im Schlitz 42 angebracht, wobei eine beschwerte
Rolle 27 sich
in einer Reserveschleife 26 des Bandes 10 anheben und nach unten fallen kann, wie
durch den Pfeil 28 angegeben. Der übrige Teil des Bandes 10 ist in einem unteren
Rückkehrzweig 19 von dem Führungsschuh 50 über die Rollen 52, 53, 54, 23, 24, 27
und 25 zu der hinteren Führungsrolle 11 geführt.
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Die Betriebsweise dieses Filters, die mit demjenigen der Fig. 1 vergleichbar
ist, ist aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres verständlich. Nachdem die
Druckkolben 58 nach links ausgelenkt wurden, um die erste Schrittbewegungsrolle
55 in die gestrichelte Position zu bringen, wird die Schleife 59 in dem Band oder
Tuch 10 zwischen dem Schuh 50 und der Rolle 52 ausgefahren, um etwas von dem vorderen
Ende des oberen Zweiges 13 des Bandes oder Tuches 10 in diese Schleife 59 hineinzuziehen,
wobei eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung des Bandes durch die in einer
Richtung arbeitenden Ratschenmechanismen der Rollen 53 und 54 verhindert wird. Gleichzeitig
bewegt sich die zweite auslenkbare Schrittbewegungsrolle 56 in ihre in gestrichelten
Linien gezeigte Position, und zwar komplementär zu und synchron mit der Veränderung
der Schleife 59, um die Ausdehnung ihrer Schleife 60 zu vermindern, so daß ein Teil
des Rücklaufzweiges des Bandes oder Tuches 10 an der hinteren Führungsrolle 25 sich
zurück in den oberen Zweig bewegen kann, ohne daß die Position der beschwerten Rolle
27 nennenswert beeinträchtigt wird.
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Danach werden die Druckkolben 58 nach rechts ausgelenkt, um die Schrittbewegungsrollen
55 in ihre anfänglichen Positionen zurückzuführen, die Schleife 59 zu verkleinern
und entsprechend die Schleife 60 zu vergrößern bzw. auszudehnen. Dieser Zyklus wird
kontinuierlich wiederholt, solange der Filter in Gebrauch ist.
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Das Band oder Tuch 10 wird also schrittweise und wirksam durch die
Druckkolben 58 vorgeschoben, ohne völlig auf die beschwerte Rolle 27 angewiesen
zu sein, die primär dazu dient, die Spannung des Bandes oder Tuches aufrechtzuerhalten
und Abmessungsänderungen zu kompensieren, die beim Betrieb des Filters auftreten
können.
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Die Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Filters der Fig. 2A, 2B, 3 und
4, wobei eine Führungsrolle 70 großen Durchmessers anstelle des Führungsschuhs 50
verwendet wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vakuum-Bandfilters
kann ein Abstreifer, beispielsweise ein Klavierdraht-Abstreifer nahe des Führungsschuhs
oder der Führungsrolle großen Durchmessers angeordnet sein, der dazu dient, den
auf dem Band oder Tuch getragenen Filterkuchen vom Band abzustreifen. Der vorstehend
erläuterte Mechanismus zur schrittweisen Bewegung des Bandes reicht aus, um die
beträchtliche Reibungshemmung zu überwinden, die sich aus dem Auftreffen eines derartigen
Abstreifers auf dem Band ergeben kann.
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Als nur in einer Richtung wirkende Anordnung an den Führungsrollen,
die an den jeweiligen Seiten der zweiten auslenkbaren Schrittbewegungs-Rolle angeordnet
sind, kann ein Freilaufradmechanismus anstelle des Ratschenmechanismus verwendet
werden. Auch andere Abwandlungen sind natürlich möglich.