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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Straßenbelags-Maschinen,
und bezieht sich insbesondere auf ein verbessertes Verfahren und
eine verbesserte Vorrichtung zum gleichmäßigen Aufheizen einer Abgleichbohlen-
bzw. Abstreichbohlenplatte (screed plate) einer Straßenbelags-Maschine, indem eine thermisch
leitfähige
bzw. wärmeleitfähige Platte
zwischen einem elektrischen Heizelement und der Abstreichbohle bereitgestellt
wird, und weiterhin, um einen Klemmmechanismus bereitzustellen,
welcher es ermöglicht,
dass das elektrische Heizelement leicht ausgetauscht werden kann,
ohne dass die Abstreichbohlenplatte entfernt werden muss.
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2. Diskussion
des Stands der Technik
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Straßenbelags-Maschinen
sind wohlbekannt, um Straßenbelagmaterialien
in ein Plattenfundament (mat) einzuarbeiten, um Straßen und
andere mit Straßenbelag
versehene Strukturen herzustellen. Genauer, die typische Straßenbelags-Maschine transportiert
Straßenbelagmaterial
von einem Schüttgutbehälter (hopper)
entlang eines Fördersystems und
schließlich
zu einer Verteilungsschraube (distribution auger), wo die Straßenbelagmaterialien
auf eine Straßenoberfläche oder
eine andere Oberfläche verteilt
werden, wo eine Abstreichbohlenplatte dann die Materialien in ein
bzw. zu einem Plattenfundament pflastert bzw. ebnet. Während das
Straßenbelagmaterial
irgendeines von verschiedenen bekannten Materialien sein kann, wird
gewöhnlich
heißer Mischasphalt
(HMA) verwendet, und aus Gründen der
Bequemlichkeit werden die Straßenbelagmaterialien
im Folgenden als HMA bezeichnet werden.
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Die
Abstreichbohlenplatten von HMA-Straßenbelags-Maschinen werden
typischerweise auf eine Temperatur von etwa 93,3°C bis 148,9°C vorgeheizt, bevor das Aufbringen
des Straßenbelags
beginnt und werden während
dem Aufbringen des Straßenbelags
auf dieser Temperatur gehalten, um zu verhindern, dass der heiße Asphalt,
der von der Abstreichbohlenplatte geebnet wird, auf der Fläche der Abstreichbohlenplatte
erstarrt. Abstreichbohlenplatten sind herkömmlich mittels Öl- oder
Gasbrennern beheizt worden, die oberhalb der Abstreichbohlenplatte
angebracht sind, so dass die Flammen von den Brennern auf Metallblechplatten
oben auf der Abstreichbohlenplatte auftreffen. Solche Brenner liefern intensive
Hitze an lokalisierte Abschnitte der Abstreichbohlen, was zu ungleichmäßigem Heizen
bzw. Erwärmen
und Erstarren des HMA auf der Abstreichbohle führt. Zusätzlich, wenn der Vorgang nicht
sorgfältig
gesteuert wird, kann sich die Abstreichbohlenplatte verformen und
unwirksam werden. Ferner werden, da die Flammen progressiv schmutziger
werden, Schadstoffdämpfe
abgegeben, mit denen der Bediener zu kämpfen hat.
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Systeme
sind vorgeschlagen worden, die ausgelegt sind, einige der Probleme,
die mit herkömmlichen
Abstreichbohlen-Heizvorrichtungen zu vermeiden oder zumindest zu
mindern. In einem solchen System erhitzt eine Heizvorrichtung die
Abstreichbohlenplatte einer Straßenbelags-Maschine über Wärmeaustausch
von Aufheiz-Öl,
das in einem Niederdruck-Reservoir gespeichert ist, das direkt auf der
Abstreichbohlenplatte angebracht ist. Öl in dem Reservoir wird aus
dem Reservoir abgezogen, durch eine Hochdruckpumpe druckbeaufschlagt,
und dann durch ein Druckminderungsventil oder anderen geeigneten
Flussbegrenzer zugeführt,
der einen Druckabfall in dem Bereich von 48,26 bis 55,16 Bar erzeugt,
wodurch das Öl
auf eine Temperatur von etwa 135°C
aufgeheizt wird. Das so aufgeheizte Öl wird dann für einen
Wärmeaustausch
mit der Abstreichbohlenplatte zu dem Reservoir zurückgeführt.
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Dieses ölbeheizte
System leidet unter einigen Mankos und Nachteilen. In besonderem
Maße erfordern
die großen
Druckabfälle,
die benötigt
werden, um das notwendige Aufheizen bereitzustellen, dass das Aufheiz-Öl durch
eine Pumpe auf einen vergleichsweise hohen Druck in dem Bereich
von 55,16 Bar bis 68,95 Bar beaufschlagt wird, bevor es dem Druckabfall
in dem Flussbegrenzer unterworfen wird. Dies erfordert die Verwendung
von Hochdruckschläuchen
und -Verbindungen in dem System, wodurch die Kosten und die Komplexität des Systems erhöht werden
und auch die Gefahr von Leckagen erhöht wird, die das System unwirksam
machen könnten.
Ferner, falls aus irgendeinem Grund die Pumpe und das Entspannventil
nicht in der Lage sind, einen genügend hohen Druckabfall bereitzustellen,
um das Öl
adäquat
aufzuheizen, wird das System unfähig, die Öltemperatur
auf das erforderliche Niveau anzuheben.
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Es
wurde daher wünschenswert,
ein Abstreichbohlenplatten-Heizsystem zu entwickeln, dass keine
beweglichen Teile beinhaltet, sauber läuft, keine Schadstoffdämpfe abgibt,
und in der Lage ist, die Abstreichbohle gleichmäßig aufzuheizen.
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Ein
bekanntes System, das danach strebt, zumindest einige dieser Vorgaben
zu erreichen, beinhaltet die Installation elektrischer Heizelemente,
die sich in direktem Kontakt mit der Abstreichbohlenplatte befinden,
um die Abstreichbohlenplatte aufzuheizen. Da das System elektrisch
von einem geeignet dimensionierten Generator angetrieben wird, weist dieses
System nicht die Nachteile auf, die mit einer Verbrennung verbunden
sind, und stellt auch sicher, dass genügend Energie an die elektrischen
Heizelemente geliefert wird, so dass die Abstreichbohle adäquat beheizt
wird. Weiterhin, da die Generatoren, die mit den elektrisch beheizten
Systemen verknüpft sind,
die Verwendung von Lichtern höherer
Wattzahl gestatten als die herkömmlichen
zwölf Volt
Lichter, die an herkömmlichen
Straßenbelags-Maschinen verwendet
werden, wird ein Nachtbetrieb erleichtert. Jedoch führt der
direkte Kontakt zwischen den Heizelementen und der Abstreichbohlenplatte
zu Wärmeverteilungsproblemen, ähnlich denen,
die bei ölgeheizten
Abstreichbohlen anzutreffen sind. Genauer, heiße Punkte bzw. Wärmestaus
entwickeln sich auf der Abstreichbohlenplatte an dem Punkt, wo die
Heizelemente mit der Abstreichbohle in Kontakt stehen, und die Abstreichbohlenplatte
kühlt progressiv
ab an Punkten, die von dem Kontakt weiter entfernt sind. Diese ungleichmäßige Wärmeverteilung
kann auch zu relativ hohen Temperaturgradienten führen, und einer
möglichen
Deformation der Abstreichbohle. Ein anderer Nachteil entsteht, wenn
die elektrischen Heizelemente entweder eine Reparatur oder eine
Ersetzung erfordern. Um ein Heizelement aus diesem System zu entfernen,
muss die Abstreichbohlenplatte zuerst entfernt werden, bevor ein
Bediener in der Lage ist, auf das Heizelement zuzugreifen. Diese
Anforderung an ein Entfernen ist sehr zeitaufwendig und arbeitsintensiv.
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Die
Patentschrift JP-A-10 252012 offenbart eine elektrisch beheizte
Abstreichbohlen-Anordnung für die Verwendung
mit einer Straßenbelags-Maschine,
bei der die Abstreichbohlenplatte durch induzierten Wirbelstrom
beheizt wird, wobei eine thermische Widerstands- bzw. thermisch
resistive Platte zwischen der Abstreichbohlenplatte und den elektrischen
Heizelementen angeordnet ist.
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Die
Patentschrift
EP 0 641 887 offenbart
ein Werkzeug für
eine Abstreichbohle, wobei dieses Werkzeug aus einem Verschleißteil mit
Arbeitsoberflächen
und einem Trägerteil
besteht, der das Verschleißteil
austauschbar hält.
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Aufgaben und
Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Lösung für eine elektrisch
beheizte Abstreichbohlenanordnung für eine Straßenbelags-Maschine bereitzustellen,
welche die Abstreichbohlenplatte gleichmäßig beheizt, wodurch sowohl
ein Erstarren von Straßenbelagsmaterial
als auch eine Verformung der Abstreichbohle verhindert werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt daher eine beheizte Abstreichbohlenanordnung
gemäß Anspruch
1 bereit.
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Ein
Hilfsrahmen ist an dem Rahmen der Abstreichbohlenanordnung angebracht.
Eine Abstreichbohlenplatte ist an der Unterseite des Hilfsrahmens angebracht
und eine thermisch leitfähige
Platte, so wie aus Aluminium, ist neben der Abstreichbohlenplatte
in einer Weise angeordnet, so dass sie die Länge der Abstreichbohlenplatte
bis zu einem Punkt nahe dem Mittelpunkt der Länge der Abstreichbohle überspannt.
Ein elektrisches Heizelement, das ein metallisches Material umfassen
kann, mit einer Widerstandsspule, die darin aufgewickelt ist, wird
auf der thermisch leitfähigen
Platte platziert. Das Heizelement ist mit einem Stromgenerator verdrahtet,
welcher der Spule Energie liefert, wodurch das Heizelement beheizt
wird. Die thermisch leitfähige
Platte wird dann gleichmäßig beheizt
und liefert diese Wärme
an die Abstreichbohle. Die thermisch leitfähige Platte wirkt daher wirksam
als ein Heizelement und, da sie sich in thermischem Kontakt mit
einem wesentlichen Bereich der Abstreichbohle befindet, arbeitet
sie, um die Abstreichbohle gleichmäßig zu beheizen. Eine Isolationsschicht
kann oberhalb des elektrischen Heizelements platziert werden, um
den Prozentsatz der erzeugten Wärme,
der nach unten in Richtung der leitfähigen Platte und der Abstreichbohle
gerichtet ist, zu maximieren. Mehrere elektrische Heizelemente können in
strategischen Positionen auf der Abstreichbohlenplatte platziert
werden. Um es der Abstreichbohle zu ermöglichen, während des Betriebs zu kämmen (crown), überspannen
die Heizelemente und die leitfähige
Platte bevorzugt nicht die gesamte Länge der Abstreichbohlenplatte.
Stattdessen überspannen
sie einen Punkt kurz vor dem Mittelpunkt der Länge der Abstreichbohlenplatte,
und eine komplementäre
Anordnung ist auf der anderen Seite der Abstreichbohle angeordnet,
um auch einen Punkt bis kurz vor dem Mittelpunkt der Abstreichbohlenplatte zu überspannen.
Mehrere Reihen von Heizelementen können installiert werden, so
dass die gesamte Abstreichbohlenplatte ausreichend beheizt wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein leichtes Entfernen der
Heizelemente der Anordnung für
eine Reparatur oder einen Austausch zu ermöglichen, ohne die Abstreichbohlenplatte
entfernen oder die Abstreichbohlenanordnung anderweitig auseinandernehmen
zu müssen.
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Ein
Klemmmechanismus ist auf dem Heizelement installiert, der, wenn
er festgezogen ist, das damit verbundene Heizelement gegen die Abstreichbohle
drückt.
Wenn der Klemmmechanismus gelöst wird,
wird die Druckkraft von dem Heizelement genommen, wodurch das Entfernen
eines elektrischen Heizelements durch einen Betreiber ermöglicht wird, einfach
durch Ziehen davon in einer longitudinalen Richtung weg von der
Abstreichbohlenanordnung, ohne zuerst die Abstreichbohlenplatte
entfernen zu müssen.
Ein neues oder repariertes Heizelement kann dann in das System eingefügt werden,
bevor der Klemmmechanismus erneut festgezogen wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Klemmmechanismus einen röhrenförmigen Balken bzw. Träger, der
oberhalb der Isolierung platziert wird, oder alternativ direkt oberhalb
des Heizelements. Eine Klammer wird auf der Oberseite des Trägers angebracht
und ein vertikales Loch wird in der oberen horizontalen Fläche des
Trägers
geschaffen. In ähnlicher
Weise wird ein vertikales Loch in der oberen horizontalen Fläche des
Hilfsrahmens gebildet. Das Hilfsrahmenloch ist mit dem Loch in der Klammer
ausgerichtet, so dass ein Bolzen oder anderer geeigneter mit Gewinde
versehener Befestiger in beide Löcher
eingesetzt werden kann.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist das Loch durch den Hilfsrahmen mit Gewinde versehen
(tapped) und greift per Gewinde (threaded) in das Bolzengewinde
ein.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird eine erste Mutter auf der oberen horizontalen Fläche des Hilfsrahmens
angebracht, und der Bolzen wird in beide Löcher eingesetzt. Eine zweite
Mutter wird auf dem Bolzen an einem Punkt angebracht, der zwischen
dem Loch in der Klammer und dem Träger gelegen ist. Daher wird,
wenn der Bolzen festgezogen wird, der Träger abgesenkt und stellt eine
Druckkraft auf die Abstreichbohlenanordnung bereit. Umgekehrt übt, wenn
der Bolzen gelöst
wird, die zweite Mutter eine Aufwärtskraft auf die Klammer aus,
wodurch der Träger
angehoben wird und die Druckkraft genommen wird. Das oben erwähnte und
bevorzugte mit Gewinde versehene Loch durch die Hilfsrahmenfläche erreicht
den gleichen Effekt.
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Zusätzlich kann
eine Reihe von Stößel- bzw. Andrückbolzen 96 dem
Klemmmechanismus hinzugefügt
werden, die sich durch die obere horizontale Fläche erstrecken und mit dem
Träger
in Kontakt stehen, um einen gleichmäßigen Druck über die
gesamte Abstreichbohlenanordnung bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch beheizte Abstreichbohlenordnung
zu entwickeln, die einen oder mehrere der vorstehend erwähnten Vorteile
aufweist und die erweiterbar ist, um die Abstreichbohlenanordnung
zu verbreitern, wodurch das Aufbringen von Straßenbelag auf einen breiteren
Bereich ermöglicht
wird.
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Eine
Erweiterung wird bereitgestellt, die an der vorhandenen Abstreichbohlenanordnung
angebracht werden kann. Genauer, die Erweiterung schließt einen
Hilfsrahmen mit einer vertikalen Wand ein, die an eine vertikale
Wand des Rahmens der Straßenbelags-Maschine
verbolzt ist. Die Erweiterung schließt auch ein elektrisches Heizelement
und eine thermisch leitfähige
Platte ein, ebenso wie den vorstehend erwähnten Klemmmechanismus. Dies
ist insbesondere nützlich,
wenn ein Betreiber eine breitere Fläche mit Straßenbelag
versehen muss als gewöhnlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Bevorzugte
beispielhafte Ausführungsformen
sind in der begleitenden Zeichnung dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen
durchgängig ähnliche bzw.
gleiche Teile darstellen, und in welcher:
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1 eine
Seitenaufsicht einer Straßenbelags-Maschine
ist, die eine elektrisch beheizte Abstreichbohlenanordnung beinhaltet,
die gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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2 eine
Schnittseitenaufsicht der Abstreichbohlenanordnung der Straßenbelags-Maschine von 1 ist,
in einem im Bezug dazu vergrößerten Maßstab;
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3 eine
Schnittrückansicht
der Abstreichbohlenanordnung ist, wobei der äußere Rahmen entfernt ist;
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4 eine
fragmentarische Seitenschnittaufsicht von einem der Klemmmechanismen
der Abstreichbohlenanordnung ist, mit einem aufgeschnittenen Abschnitt
des Rahmens, aufgenommen entlang der Ebene 4-4 in 2 und
in einem im Bezug dazu vergrößerten Maßstab;
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5 ist
eine perspektivische Explosionsaufbauansicht der Abstreichbohlenanordnung;
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6 eine
perspektivische Explosionsansicht von einem der Heizelemente und
dem zugehörigen
Klemmmechanismus der Abstreichbohlenanordnung ist;
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7 eine
Schnittseitenansicht eines Abschnitts der beheizten Abstreichbohlenanordnung
ist, in einem in Bezug auf 2 vergrößerten Maßstab;
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8 eine
Schnittendaufsicht eines Abschnitts der Abstreichbohlenanordnung
ist, aufgenommen entlang der Ebene 8-8 in 7 und in
einem dazu geringfügig
verringerten Maßstab;
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9 eine
Rückaufsicht
ist, welche die zwei Hälften
der Abstreichbohlenplatte der Abstreichbohlenanordnung zeigt, in
einem in Bezug auf 3 geringfügig verringerten Maßstab;
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10 eine
fragmentarisches Schnittseitenaufsicht ist, welche eine Erweiterung
zeigt, die an der Abstreichbohlenanordnung angebracht ist, auf einem in
Bezug auf 9 vergrößerten Maßstab; und
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11 eine
perspektivische Explosionsansicht der Erweiterung ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Der
Erfindung folgend wird eine Straßenbelags-Maschine bereitgestellt,
die eine elektrisch beheizte Abstreichbohlenanordnung einschließlich einer
Abstreichbohlenplatte und elektrischer Heizelemente verwendet, die
sich in Kontakt mit einer thermisch leitfähigen Platte befinden, die
sich in Kontakt mit der Abstreichbohlenplatte befindet. Auf diese Weise
wird die Abstreichbohlenplatte gleichmäßig beheizt. Klemmmechanismen
sind auch in der Abstreichbohlenanordnung installiert die, wenn
sie gelöst
werden, ein einfaches Entfernen und Ersetzen der elektrischen Heizelemente
erlauben, ohne die Abstreichbohlenplatte zu entfernen. Wenn sie
festgezogen sind, liefern die Klemmmechanismen eine Druckkraft an
die Heizelemente, wodurch ein Entfernen der Heizelemente in dem
festgezogenen Zustand verhindert wird.
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Bezug
nehmend auf die Zeichnung und anfänglich insbesondere auf 1 ist
eine Straßenbelags-Maschine
dargestellt, die ein selbstfahrendes bzw. selbstangetriebenes Chassis 22 einschließt, auf dem
eine Maschine bzw. ein Motor 24, ein Bunker (hopper) 26 und
eine Straßenbelagsvorrichtung
einschließlich
eines Verteilschneckenmechanismus (distributing auger mechanism) 28 und
einer Abstreichbohlenanordnung 30 angebracht ist. Das Chassis 22 ist
auf zwei vorderen Achsen 32 und hinterer Achse 34 angebracht,
die gelenkte Räder 36 bzw.
hintere Antriebsräder
aufnehmen. Die vorderen 32 und hintere 34 Achse(n)
werden durch den Motor 24 in einer bekannten Weise hydrostatisch
gesteuert und angetrieben.
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Der
Bunker 26 weist bevorzugt eine Gesamtkapazität von etwa
zwölf Tonnen
auf, um mit Industriestandards konform zu sein, und ist ausgelegt,
die Straßenbelagsmaterialien 40 aufzunehmen
und sie temporär
zu speichern, für
ihre Abgabe an die Straßenbelagsvorrichtung.
Während
die Straßenbelagsmaterialien 40 jedes
bekannte Material umfassen können,
wird typischerweise HMA verwendet, und aus Gründen der Bequemlichkeit werden
die Straßenbelagsmaterialien
hiernach als HMA bezeichnet. Eine Beförderungsanordnung 42 transportiert
den HMA von einer hinteren Auslassöffnung des Bunkers 26 zu
dem Schneckenmechanismus 28 der Straßenbelagsvorrichtung.
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Der
Verteilschneckenmechanismus 28 der Straßenbelagsvorrichtung kann jeder
bzw. irgendein herkömmlicher
Mechanismus sein und ist in der dargestellten Ausführungsform
von dem Typ, der von Straßenbelags-Maschinen
eingesetzt wird, die von Roadtec aus Chattanooga, Tenessee unter
der Modellnummer RP 180-10 hergestellt werden. Der Verteilschneckenmechanismus 28 schließt daher
eine hydrostatisch angetriebene Verteilschnecke vom Bolzen-Typ ein,
die sich quer über
das Chassis 22 erstreckt und auf einem Schieber bzw. Schlitten
(nicht gezeigt) angebracht ist, der in Bezug auf einen stationären Rahmen
angehoben und abgesenkt werden kann.
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Die
Abstreichbohlenanordnung 30 umfasst ein Paar transversal
beabstandeter Schlepparme 44 (von denen einer in 1 gezeigt
ist), und eine beheizte (und bevorzugt vibrierende) Abstreichbohlenplatte 46,
die schwenkbar an den hinteren Enden der Schlepparme 44 aufgehängt ist.
Jeder Schlepparm 44 ist in Bezug auf das Chassis 22 an
seinem vorderen Ende mittels eines hydraulischen Zylinders (nicht gezeigt),
und an seinem hinteren Ende mittels eines zweiten hydraulischen
Zylinders anheb- und absenkbar. Die Vorderseite jedes der Schlepparme 44 ist auch
schwenkbar mit dem Chassis 22 an einem Schlepppunkt verbunden,
der von einer Klammeranordnung gebildet wird, um eine vertikale
Einstellung der Abstreichbohlenanordnung 30 unter Verwendung der
erwähnten
hydraulischen Zylinder zu ermöglichen.
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Im
Betrieb wird die Straßenbelags-Maschine 20 auf
der mit Straßenbelag
zu versehenden Oberfläche 50 angeordnet,
und der Bunker 26 wird mit dem bevorzugten Straßenbelagsmaterial 40,
HMA, gefüllt. Ein
Betreiber bzw. Bediener (nicht gezeigt), wenn er an einer Station
oder Konsole 52 sitzt, steuert dann den Motor 24,
um die Straßenbelags-Maschine vorwärts zu treiben,
in der Richtung des Pfeils, der in 1 gezeigt
ist. Das Auftragen des Straßenbelags wird
begonnen, indem der HMA 40 aus dem Bunker 26 an
die Verteilschnecke 28 entladen wird, welche dann den HMA 40 neu
mischt und verteilt. Die Abstreichbohlenanordnung 30 arbeitet
dann den HMA in eine Matte bzw. einen Belag 54 auf der
Straßenbelagsoberfläche 50 ein.
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Nunmehr
auch Bezug nehmend auf 2 schließt die Abstreichbohlenanordnung 30 weiter
einen Hauptrahmen 56 und einen Hilfsrahmen 58 ein, der
auf der Unterseite des Hauptrahmens 56 angebracht ist.
Eine Abstreichbohlenplatte 46 wird dann auf der Unterseite
des Hilfsrahmens 58 angebracht, wodurch die Grundlage für die Installation
der Heizelemente 60 bereitgestellt wird. Die Abstreichbohlenplatte 46 wird
abgedeckt von, und befindet sich in thermischem Kontakt mit einer
thermisch leitfähigen Platte 62.
Die thermisch leitfähige
Platte 62 befindet sich in thermischer Kommunikation mit
der Abstreichbohlenplatte 46, bevorzugt durch direkten
Kontakt. In der derzeitigen Ausführungsform
ist die thermisch leitfähige
Platte 62 aus Aluminium gebildet, aber es soll angemerkt
werden, dass jedes geeignete thermisch leitfähige Material genügen würde.
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Wenn
man sich als nächstes
der 5 zuwendet wird bemerkt werden, wenn die thermisch leitfähige Platte 62 auf
der Abstreichbohlenplatte 46 platziert wird, dass Ansatzbolzen
(studs) 64 in der Abstreichbohlenplatte 46 in
der Lage sind, sich durch entsprechende Löcher 66 in der thermisch
leitfähigen Platte 62 zu
erstrecken, was es ermöglicht,
dass die Platten 62 und 46 an dem Hilfsrahmen 58 befestigt werden.
Diese Weise des Zusammenbaus befestigt nicht nur die thermisch leitfähige Platte 62 an
dem Hilfsrahmen 58, sondern verhindert auch relative Bewegung
in Bezug auf die Abstreichbohlenplatte 46. Eine Vielzahl
von Heizelementen 60 sind direkt oberhalb der thermisch
leitfähigen
Platte 62 angeordnet, und eine zusätzliche Isolierungsschicht 68 ist
zwischen dem Hilfsrahmen 58 und der leitfähigen Platte 62 angeordnet.
Jedes Heizelement 60 wird von einem dedizierten Klemmmechanismus 74 an
Ort und Stelle gehalten, wie in 8 gezeigt
ist.
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Wieder
Bezug nehmend auf 2 sind die mehreren dargestellten
elektrischen Heizelemente 60 so gezeigt, dass sie in vier
Reihen seitlich angeordneter Heizelement 60 angeordnet
sind, longitudinal so beabstandet in Bezug auf die Vorder- und die Rückseite
der Straßenbelags-Maschine 20 (1), um
wirksam die Breite und einen Hauptteil der Länge der Abstreichbohlenplatte 46 zu überspannen.
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Wie
in den 3 und 8 gezeigt, schließt jede
Reihe von Heizelementen zwei elektrische Heizelemente 60 ein,
die auf entgegengesetzten seitlichen Seiten der Abstreichbohlenplatte 46 in
einer bekannten Weise angeordnet sind, um einen Zwischenraum mittig
entlang der Länge
der Abstreichbohlenplatte 46 zu bilden, wodurch der Abstreichbohlenplatte 46 ermöglicht wird,
während
dem Betrieb zu kämmen.
Natürlich
können
die Anzahl und Position der Heizelemente 60 variieren,
zum Beispiel abhängig von
der Größe der Abstreichbohlenplatte 46.
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In
dieser Ausführungsform
umfasst jedes Heizelement 60 einen starren hohlen Stab
aus Stahl oder einem anderen metallischen Material, mit einer in
ihr gewickelten Widerstandsspule, welche sich aufheizt, wenn sie
mit Energie versorgt wird, wie in der Technik wohlbekannt ist. Das
Heizelement ist mittels Leitungsdrähten 70 (in 3 und 8 gezeigt)
mit einem elektrischen Generator (nicht gezeigt) verbunden, auf
eine bekannte herkömmliche
Weise, um Energie an die Spule zu liefern. Der Generator liefert auch
zusätzlichen
Strom für
Hochspannungsbeleuchtung, wodurch ein Nachtbetrieb erleichtert wird. Eine
Isolierungsschicht 72 (in 7 und 8 gezeigt)
ist direkt oberhalb der elektrischen Heizelemente 60 angeordnet,
um eine Wärmeübertragung auf
die zugehörigen
Klemmmechanismen 74 (im Folgenden detailliert ausgeführt) zu
hemmen, wodurch die Energieübertragung
nach unten in Richtung auf die thermisch leitfähige Platte 62 und
Abstreichbohlenplatte 46 maximiert wird, wodurch die Effizienz des
Systems erhöht
wird. Während
die Isolierungsschichten 68 und 72 für den Betrieb
der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich sind, wird ein Absehen von
einer Verwendung davon die Effizienz des Systems vermindern. Es
soll auch angemerkt werden, dass die thermisch leitfähige Platte 62 nicht
erforderlich ist, um allen Aspekten der Erfindung zu entsprechen,
aber sie ist in dieser Ausführungsform
implementiert, um Wärme
gleichmäßig an die
Abstreichbohlenplatte 46 zu liefern. Wenn die thermisch
leitfähige
Platte nicht verwendet wird, werden sich die elektrischen Heizelemente 60 in
direktem Kontakt mit der Abstreichbohlenplatte 46 befinden,
und wahrscheinlich würde
eine größere Anzahl
von geringer beabstandeten Heizelementen verwendet werden.
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Wenn
man sich als nächstes
den 7 und 8 zuwendet, kann ersehen werden,
dass jeder Klemmmechanismus 74 ein Paar von Klemmen 76 einschließt, die
an beiden Enden eines röhrenförmigen Trägers 78 angeordnet
sind, der oberhalb der Isolierungsschicht 72 angebracht
ist. Direkt an der Unterseitenfläche
des Trägers 78 ist
eine gebogene Platte 95 angebracht, die ausgelegt ist,
die Isolierungsschicht 72 und das elektrische Heizelement 60 in
Bezug auf die leitfähige
Platte 62 in einfangender Weise zurückzuhalten, wenn die Klemmen 76 festgezogen
werden.
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Wie
in 7 gezeigt wird, kann eine solche Klemme 76 verwendet
werden, um den Träger 78 aufwärts zu ziehen
(wie durch den Pfeil gezeigt), weg von den Heizelementen 60,
wenn sie gelöst
wird, wodurch es ermöglicht
wird, dass die Heizelemente 60 leicht von der Straßenbelags-Maschine
entfernt werden können,
wie gewünscht,
ohne zuerst die Abstreichbohlenplatte 46 zu entfernen.
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Wie
in den 2–4 und 7 gezeigt kann
ersehen werden, dass die Klemmen 76 eine nach unten gerichtete
Kraft auf den Träger 78 ausüben, wenn
sie festgezogen werden, wodurch eine Druckkraft auf das zugehörige Heizelement 60 bereitgestellt
wird. Jede Klemme 76 schließt bevorzugt eine Klammer 80 ein,
die an den Träger 78 geschweißt oder
anderweitig daran angebracht ist. Sowohl der Hilfsrahmen 58 als
auch die Klammer 80 (2 und 4)
umfassen jeweils horizontale Flächen 92, 94,
in 4 gezeigt, in denen jeweils ausgerichtete Löcher 82, 84 vorhanden
sind, wie in den 5 und 7 gezeigt
ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
von 4 ist eine Mutter 86 gezeigt, die an
die Unterseite des Lochs 82 in dem Hilfsrahmen 58 geschweißt oder
anderweitig daran angebracht ist. Um die gleiche Wirkung zu erzielen,
kann das dargestellte Loch 82 mit Gewinde versehen sein,
in einer bekannten Weise, um ein Gewindeloch durch die obere Fläche des
Hilfsrahmens 58 zu bilden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, wird ein Bolzen 88 durch
das Loch 82 in den Hilfsrahmen 58 und die begleitende
Mutter 86 eingesetzt, und wird weiter durch das Loch 84 in
die Klammer 80 eingesetzt. Wenn Löcher 82 auf dem Hilfsrahmen 58 mit
Gewinde versehen sind, wie vorstehend erwähnt, werden die Muttern 86 nicht
unbedingt notwendig sein falls das Gewinde von Loch 82 mit
dem Gewinde des Bolzens 88 in Eingriff stehen.
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Wenn
der Bolzen 88 einmal in die Klammer 80 eingesetzt
ist, wird eine Mutter 90 auf dem Bolzen 88 angebracht,
an einem Punkt zwischen der Klammer 80 und dem Träger 78.
Wie in den 4 und 7 gezeigt
kann der Bolzen 88 in Bezug auf den Hilfsrahmen 58 festgezogen
werden, bis ein solcher Bolzen 88 sich gegen den Träger 78 abstützt. Danach
kann eine Mutter 90, die mit Gewinde in den Bolzen 88 zwischen
der Fläche 94 und
dem röhrenförmigen Träger 78 eingreift
(wie in 4 gezeigt), entlang des Bolzens 88 angehoben
werden, bis sich eine solche Mutter 90 eng benachbart zu
der Unterseite der horizontalen Fläche 94 der Klammer 80 befindet,
wonach eine solche dann an dem Bolzen 88 befestigt werden
kann, unter Verwendung eines Federstifts (nicht gezeigt), oder jedes
anderen bekannten Befestigungsverfahren.
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Auf
diese Weise, wenn die Klemme 76 festgezogen wird, stellt
die nach unten gerichtete Bewegung von jedem Träger 78 den zugehörigen Heizelementen 60 eine
Druckkraft bereit. Umgekehrt, wenn die Klemme 76 gelöst wird, übt die Mutter 90 eine aufwärts gerichtete
Kraft auf die Klammer 80 aus, wodurch der Träger 78 von
dem zugehörigen
elektrischen Heizelement 60 weg angehoben wird. Wenn der
Träger 78 einmal
angehoben ist, kann das elektrische Heizelement 60 entfernt
werden, indem es in einer longitudinalen Richtung verschoben wird,
die allgemein parallel zu dem Träger 78 ist,
bis sie von dem System frei ist, wie in 8 gezeigt.
Ein zweites elektrisches Heizelement kann dann installiert werden,
indem es in das System geschoben wird, in einer Richtung, die allgemein
parallel zu dem Träger 78 ist.
Alternativ kann das elektrische Heizelement 60 repariert
und wieder in der Anordnung 30 installiert werden. Es wird
angemerkt, dass die Abstreichbohlenplatte 46 während diesem
Vorgang nicht entfernt wird. Bezug nehmend auf 7 ist
der Klemmmechanismus 74 auf der linken Seite in der offenen
Stellung gezeigt, während
die verbleibenden Klemmmechanismen 74 als festgezogen gezeigt
sind.
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Bezug
nehmend auf die 6 und 8 sind Andrückbolzen 96 an
beabstandeten Stellen longitudinal zwischen den Klemmen 76 installiert,
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung. Diese Andrückbolzen 96 wirken,
um dem Träger 78 eine
gleichmäßige Kompression
bereitzustellen, wenn der Träger 78 ausreichend
lang ist, so dass die Klemmen 76 alleine die Heizelemente 60 nicht adäquat andrücken könnten. Die
Anzahl der erforderlichen Andrückbolzen 96 gibt
die Länge
des zugehörigen
Trägers 78 an.
Wenn der Träger 78 ausreichend
kurz ist, werden daher keine Andrückbolzen 96 nötig sein.
Wenn erforderlich kann ein solcher Andrückbolzen 96 installiert
werden, indem ein vertikales Loch 97 in den Hilfsrahmen 58 gebohrt
wird. Bevorzugt ist das Loch 97 in einer bekannten Weise
mit Gewinde versehen, um Gewinde aufzuweisen, die mit dem Gewinde
des Andrückbolzens 96 in
Eingriff stehen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Mutter 86 an
die Unterseitenfläche
des Hilfsrahmens 58 geschweißt oder anderweitig daran angebracht
werden. In der dargestellten alternativen Ausführungsform ist der Andrückbolzen 96 gezeigt,
wie er in das Loch 97 eingesetzt, durch die Mutter 86 geschraubt
wird und, wenn er festgezogen ist, sich gegen den Träger 78 abstützt. Ein
weiteres Anziehen der Andrückbolzen 96 übt Druck
auf das zugehörige Heizelement 60 aus,
wodurch das Heizelement 60 gehalten wird. Es wird angemerkt,
dass, falls die Andrückbolzen 96 installiert
sind, sie zuerst gelöst
werden, bevor die Klemmen 76 angehoben werden.
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Seitliche
Klemmen 98, die am besten in den 2, 4 und 6–8 ersehen
werden können,
sind auch in jeden Klemmmechanismus 74 integriert (6 und 7),
um zu verhindern, dass der Klemmmechanismus 74 auseinander
fällt,
während die
Bolzen 88 und 96 gegen den Träger 78 festgemacht
werden. Anderenfalls könnte
die Druckkraft von den Klemme 76 und den Andrückbolzen 96 bewirken,
dass die Basis des Trägers 78 unterhalb
der Abstreichbohlenanordnung 30 herausrutscht. Jeder seitliche
Klemmmechanismus 98 schließt ersichtlich ein: 1) ein
Loch 104 (2 und 7) in einer
vertikalen Fläche 100 des
Hilfsrahmens 58; 2) vertikale Schlitze 102 (6)
in den Seitenwänden
des Trägers 78,
die seitlich mit den Löchern 104 in
dem Hilfsrahmen 58 ausgerichtet sind; und 3) einen Bolzen 114,
der in die Schlitze 102 eingesetzt ist, um sich in das
Loch 104 zu erstrecken. Muttern 105 und Unterlegscheiben
sind wie gezeigt installiert (6), um die
seitliche Stellung des Trägers
in Bezug auf den Hilfsrahmen 58 zu sichern, wie in den 7 und 8 gezeigt.
Die vertikalen Schlitze 102 in dem Träger 78 (4)
ermöglichen
es, dass der Träger 78 angehoben
und abgesenkt wird, wie gewünscht, während des
Betriebs des Klemmmechanismus 74, wie in den 7 und 8 gezeigt.
In dieser Weise ist eine seitliche Bewegung des Klemmmechanismus 74 in
Bezug auf den Hilfsrahmen 58 festgehalten bzw. gelöst.
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Es
soll weiter angemerkt werden, dass, während ein Klemmmechanismus 74 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
beschrieben worden ist, jede Klemmvorrichtung verwendet werden kann,
die gelöst
werden kann, um ein leichtes Entfernen des elektrischen Heizelements
zu ermöglichen,
ohne dass die Abstreichbohlenplatte 46 entfernt wird.
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Wendet
man sich nun den 9, 10 und 11 zu,
ist eine seitliche Erweiterungskomponente 106 mit einer
elektrisch beheizten Abstreichbohlenanordnung 130 (9 und 10)
gezeigt, die mit der vorstehend beschriebenen Abstreichbohlenanordnung 30 mittels
Bolzen 108 (9) verbunden ist, die sich durch
Löcher
in einer Seitenwand 110 (10) des
Hauptrahmens 56 und durch gepaarte bzw. entsprechende Löcher in
einer entsprechenden Seite 112 des Rahmenelements 156 der
Erweiterung 106 erstrecken. Die Erweiterung 106 ist insbesondere
nützlich,
wenn eine breitere Fläche
als normalerweise mit Straßenbelag
zu versehen ist. Die Erweiterung 106 umfasst eine Abstreichbohle 146 mit
Ansatzbolzen 164 (11), die
sich durch Löcher 166 in
einer leitfähigen
Platte 162 erstrecken, die an Löchern 192 in dem Rahmen 156 befestigt
sind. Elektrische Heizelemente 160 und Isolierungsschichten 172 sind
oberhalb der thermisch leitfähigen
Platte 162 angeordnet. Die Erweiterung 106 ist
weiter gezeigt als dass sie zwei Klemmmechanismen 174 (9)
einschließt,
von denen einer für
jedes Heizelement 160 bereitgestellt ist. Jeder Klemmmechanismus 174 (11)
schließt
einen Träger 178 und
zwei Klemmen 176 ein. Eine alternative Ausführungsform kann
weiter eine gebogene Platte (nicht gezeigt) einschließen, wie
vorstehend in Verbindung mit den 2, 4 und 6–8 beschrieben
worden ist. Jede dargestellte Klemme 176 (10 und 11)
kann ersehen werden, als dass sie Bolzen 188, Klammern 180 und
Muttern 190 einschließt.
Wie ebenso vorstehend erwähnt
können
Bolzen 188 per Gewinde in Gewindelöcher in dem Rahmen 156 eingreifen,
oder können
per Gewinde in Muttern 186 eingreifen. Wie in 10 gezeigt
ist der Klemmmechanismus 174 auf der linken Seite lose,
während
der Klemmmechanismus 174 auf der rechten Seite festgezogen
ist, wie vorstehend beschrieben. Jedoch erstrecken sich in der Erweiterung 106 der
Klemmmechanismus 174 und die Heizelemente 160 seitlich
der vorstehend beschriebenen Anordnung 30. Es wird auch
angemerkt, dass die Heizelement 160 und Klemmmechanismen 174 geeignet
kürzer
sind, so dass Andrückbolzen
(keine gezeigt) entsprechend nicht benötigt werden, um sicherzustellen,
dass die Heizelemente 160 ausreichend angedrückt werden, noch
sind seitliche Klemmen nötig.
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Ein
Verfahren, die Abstreichbohlenanordnung 30 zusammenzusetzen,
wird nun beschrieben werden. Zuerst wird der Klemmmechanismus wie folgt
zusammengesetzt. Ein solches Zusammensetzen schließt ein Positionieren
des Hilfsrahmens 58 und der Klammern 80 in einer
Weise ein, so dass deren jeweilige Löcher 82 und 84 miteinander
ausgerichtet sind, und ein Sichern der Klammern 80 an dem
Hilfsrahmen 58 unter Verwendung von Bolzen 88 und
Muttern 90, wie in 7 gezeigt.
Als nächstes wird
die leitfähige
Platte auf der Abstreichbohlenplatte 46 platziert wie in 3 gezeigt.
Dann, mit der leitfähigen
Platte 62 auf der Abstreichbohlenplatte 46 (wie
in 7 gezeigt), mit den Heizelementen 60 auf der
Oberseite der leitfähigen
Platte 62 in einer beabstandeten Weise platziert (siehe
z.B. 5 und 7), und mit Isolierungsschichten 72 longitudinal auf
entsprechenden zugehörigen
Heizelementen 60 platziert (siehe z.B. 6 und 7),
wird der Klemmstangenabschnitt des Klemmmechanismus 74 nebengeordnet
zusammengesetzt, indem zuerst Bolzen 114 mit entgegengesetzten
Schlitzen 102 durch den Träger 78 ausgerichtet
werden, dann die Bolzen 114 durch die Löcher 102 geführt werden,
und unter Verwendung von Muttern 105 und Unterlegscheiben
(wie in 6 gezeigt) in einer bekannten Weise,
um die Vielzahl von (oder mehreren) röhrenförmigen Träger 78 (in 5 gezeigt)
auf dem Hilfsrahmen 58 in Bezug auf die Isolierungsschichten 72 zu
positionieren, die auf den Heizelementen 60 angebracht
sind, die auf der Platte 62 platziert worden sind, wie
in 7 gezeigt. Als nächstes werden die Heizelemente 60 mit
den Isolierungsschichten 72 darauf zusammen seitlich nach
innen verschoben, wie unter Bezugnahme auf 8 eingesehen
werden wird. Schließlich
werden einige Bolzen 88 separat um deren longitudinale
Achsen gedreht, in einer bekannten Weise, in Bezug auf den Hilfsrahmen 58, um
zu bewirken, dass der röhrenförmige Träger 78 sich
in Richtung der Abstreichbohlenplatte 46 bewegt. Die mehreren
Heizelemente 60 und entsprechenden darüber angebrachten (supermounted)
Isolierungsschichten 72 werden separat longitudinal mit der
gebogenen Platte 95 jedes jeweiligen röhrenförmigen Trägers 78 ausgerichtet
(siehe z.B. 6), bevor jedes röhrenförmige Element 78 in
anliegenden Eingriff mit einer jeweiligen Isolierungsschicht 72 gebracht
wird, um die Isolierungsschicht fest gegen die leitfähige Platte 62 zu
drängen,
wie in 7 gezeigt. Während
die longitudinalen Achsen von Bolzen 88 bevorzugt senkrecht
zu der oberen horizontalen Fläche
des Hilfsrahmens 58 angeordnet sind, werden die Fachleute
einsehen, dass eine Bolzenausrichtung, die etwas von der senkrechten
versetzt ist, gelegentlich für
bestimmte Zwecke erwünscht
sein kann. Eine solche Bolzenausrichtung ist in dem Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Um
ein elektrisches Heizelement 60 zu entfernen, werden die
Andrückbolzen 96 zuerst
gelöst, und
die Bolzen 88 der zwei Klemmen 76 werden dann
auch gelöst,
um den Träger 78 anzuheben.
Das elektrische Heizelement 60, das ersetzt oder repariert
werden soll, wird dann entfernt, indem es longitudinal aus der Abstreichbohlenanordnung 30 geschoben
wird. Ein zweites Heizelement kann dann in die Abstreichbohlenanordnung 30 eingesetzt
werden, indem es longitudinal oberhalb der thermisch leitfähigen Platte 62 eingeschoben
wird. Falls nötig kann
die Isolierungsschicht 72 vor dem Einsetzen auf dem Ersatzheizelement
platziert werden. Wenn das neue Heizelement 60 sich einmal
in Position befindet, wird der Klemmmechanismus 74 festgezogen,
um den Träger 78 auf
das Heizelement abzusenken, wodurch das System betriebsbereit gemacht
wird. Es wird angemerkt, dass das Ersetzen des Heizelements 60 ohne
ein Entfernen der Abstreichbohlenplatte 46 stattfindet.