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Die
Erfindung betrifft ein Förderband
mit einer wiederholten Anordnung miteinander verbundener Stangen
und Bindeglieder, wobei jedes dieser Bindeglieder aus einer seitlichen
Querstrebe und einem Paar Schenkel besteht, die sich senkrecht zu der
Querstrebe erstrecken, wobei die Schenkel einen ersten Satz lateral
ausgerichteter Öffnungen
zur Aufnahme einer Stange aufweisen und einen zweiten Satz lateral
ausgerichteter Öffnungen
zur Aufnahme einer Stange, wobei die Bindeglieder so angeordnet sind,
dass die ersten Öffnungen
eines ersten Bindegliedes sich mit den zweiten Öffnungen eines zweiten Bindegliedes
decken zur Aufnahme einer Stange,
wobei
jede Stange ein
an einem Ende angeordnetes Verschlusselement hat.
Ein solches
Förderband
ist bekannt aus EP-A-0 456 145.
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Die
Verwendung von Förderbandsystemen aus
Draht und Kunststoff ist in den unterschiedlichsten industriellen
Zweigen weit verbreitet. Zur Bildung einer Tragefläche für ein Förderband
kann ein Drahtgurt oder eine Kunststoffauflage mit den Stangen verbunden
werden. Die Draht- oder Kunststoffteile der Auflage werden durch
die schräg über die
Breite des Förderbands
verlaufenden Verbindungsstangen miteinander vermascht. Typischerweise
sind die vermaschten Auflageteile durch Verbindungsstangen miteinander
verbunden.
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Alternativ
kann die durch die Stangen gebildete Tragefläche ohne Auflage verwendet
werden. Die Enden der Stangen werden in Bindeglieder eingeführt und
die Stangen werden mit den Bindegliedern verschweißt. Die
Bindeglieder können
als Zugverbindungen ringsum ein Kettenzahnrad dienen.
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Bei
herkömmlichen
Förderbändern ist
die Schweißstelle
zur Verbindung des Bindegliedes mit der Stange typischerweise an
der Außenseite
eines Bindegliedes vorgesehen. Die Schweißstelle hat zwei Funktionen.
Erstens bewirkt sie eine starre Fixierung des Bindeglieds am äußersten
Teil der Stange. Dies ist wichtig, weil die Bindeglieder an den äußeren Kanten
eines Förderbandes
dazu dienen, sich in die Zähne
der Antriebs kette hineinzuschieben, während sie dort entlang Taufen,
so dass jede schräge
oder Seitwärts-Bewegung
der Bindeglieder entlang der Stange eine Dezentrierung der Zähne des Kettenrades
auslösen
würde.
Das würde
zu einer Beschädigung
des Kettenrades, des Förderbandes
und des gesamten Systems führen.
Zweitens verhindert die Schweißnaht
eine Drehbewegung der Bindeglieder, die zum "Hochknicken" des Bindegliedes auf der Stange führen würde. Dieses
Hochknicken bezieht sich auf die Drehbewegung des Bindegliedes relativ zur
Stange, die entsteht, wenn die Stangen sich zusammen bewegen, wodurch
ein Zwischenglied sich über
seine Stangenöffnungen
aufwärts
neigt. Dies ist in 29 schematisch dargestellt.
Normalerweise entsteht eine solche Bewegung auf der Innenkante des
Förderbandes
in zusammengeklapptem Zustand beim Betrieb in einem Spiralsystem,
und führt
zu einer Blockade des Förderbandes
während
des Betriebs und damit zur Schädigung
von Förderband
und System, sowie zu Ausfallzeiten.
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An
der Schweißstelle,
die das Bindeglied an der Stange hält werden die meisten Defekte
festgestellt, da diese Schweißnaht
während
des Betriebes einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt ist. Hauptursache
für Defekte
an Schweißstellen
ist generelle Materialermüdung,
die durch Spannungen des Förderbandes über das
zulässige
Limit hinaus ausgelöst wird
sowie auch durch seitliche Abweichung der Bindeglieder und Knicken
der Stangen. Diese Belastungen an den Bindegliedern führen zu
Rissen in den Schweißstellen.
Auch wenn eine Schweißnaht
reißt, wird
ihre Funktion zur Haltung der Bindeglieder in einer fixierten Position
aufrechterhalten, wodurch das Förderband
weiterlaufen kann. Es wurde beobachtet, dass die Schweißablagerungen
auf der Stange als Barrieren fungieren, die die Bindeglieder in
Position halten und eine korrekte Bewegung des Zahnkranzes und des
Antriebes ermöglichen.
Außerdem
verhindern an defekten Schweißstellen,
an denen ein Hochknicken beobachtet wurde, die zackigen Kanten der
gerissenen Schweißnähte im Allgemeinen
weiterhin eine Drehbewegung der Bindeglieder.
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Der
Betrieb eines Förderbandes
mit gerissenen Schweißnähten ist
so lange möglich
wie das System unter der zulässigen
Belastungsgrenze arbeitet, dennoch treten immer Fehlfunktionen auf, wenn
einige der Schweißnähte gerissen
sind. Auch wenn ein Förderband
mit gerissenen Schweißnähten unter
normalen Betriebsbedingungen immer noch effektiv funktioniert, haben
Anwender, die von Förderbandherstellern
wiederholt davor gewarnt wurden, dass gerissene Schweißnähte Vorboten
für echte Fehlfunktionen
sind, dann selbst die gerissenen Schweißnähte als Auslöser von
Fehlfunktionen beobachtet. Dies machte es notwendig, die Bindeglieder starr
zu positionieren und dadurch eine Drehbewegung derselben über den
Stangen zu verhindern, wodurch dieses nun bekannte Problem bei konventionellen
Förderbändern, das
zu Reklamationen und Garantieansprüchen führt, ausgeschaltet wird.
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Neben
den ersten Zeichen von Materialermüdung haben die konventionellen
Schweißstellen zwischen
den Bindegliedern und Stangen auch den Nachteil eines zeitaufwendigen
Schweißvorganges bei
der Herstellung. Wie aus den 26 bis 28 ersichtlich,
ist es bei den konventionellen Methoden erforderlich, dass die Bindeglieder
einzeln mit den Stangen verschweißt werden. Dieser Verfahrensschritt
ist uneffizient und kostenaufwendig.
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Bei
Förderbändern zur
Beförderung
von Material durch eine Verarbeitungsmaschinenanlage, wie zur Beschichtung,
zum Gefrieren, Kochen, etc. sind die Verarbeitungskreisläufe genau
festgelegt, wobei das Material so befördert wird, dass eine optimale Verweilzeit
für die
Verarbeitung gewährleistet
ist. Wenn eine größere Anzahl
fertiger Produkte benötigt wird,
ist es am effektivsten, die Förderbandfläche zu vergrößern, damit
mehr produziertes Material durch den Verarbeitungskreislauf befördert werden
kann.
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Bei
Spiralbahnsystemen wird das Förderband
durch Reibung auf der Innenkante der Spirale angetrieben und das
Band muss stark genug sein, den auf die Bindeglieder und Stangen
einwirkenden Kräften
standzuhalten. Die Spannkraft des Bandes ist immer eine Sache der
Abwägung
von Änderungen in
Design und Ausführung
des Bandes sowie der Größe und Stärke der
Bindeglieder und Stangen, da sich eine jede solche Veränderung
auf das Gewicht des Förderbandes
auswirkt. Je schwerer das Förderband,
umso höher
die beim Antrieb des Bandes entstehende Spannung.
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Wenn
bei Spiralsystemen zum Beispiel während der Drehung mit einer
Innenkante in eine zusammengeklappte Position, das Förderband
Spannungen ausgesetzt ist, die über
dem zulässigen
Limit liegen, dann bilden die auf die Bandkomponenten einwirkenden
Kräfte
eine Tangentialkraft, die auf das äußere Bindeglied einwirkt, und
eine radial gerichtete innere Kraft, die das Band gegen die zylindrische
Antriebsfläche
zieht. Wenn diese radial gerichtete Kraft stark genug wird, dann
knicken die Verbindungsstangen durch die auf sie einwirkende säulenartige
Last ein. Diese Fehlfunktion kann bei jeglicher Bandbreite auftreten,
wenn das Band Spannungen ausgesetzt ist, die über einem zulässigen Limit
liegen. Es wurde beobachtet, dass Stangen, deren Längenmaß über eine
bestimmte Größe hinausgeht
schon bei Spannungen unter dem zulässigen Limit knicken. Da demnach
die Breite des Bandes mit der Verwendung längerer Stangen zunimmt, knicken
die Stangen dann schon bei bedeutend geringerer Spannung ein.
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Bei
einem konventionellen Förderband
ist die Größe der Förderfläche durch
die zur Zeit übliche Breite
des Bandes begrenzt wegen der Knickfestigkeit der Stangen sowie
der potentiellen Knickgefahr. Ein Standard ist zum Beispiel die
Verwendung von Stangen mit einem Stichmaß der Größe 6 und einem uniformen Durchmesser über ihre
gesamte Länge, die
wiederum begrenzt ist auf ein Maximum von 38 Zoll. Man hat festgestellt,
dass bei einer Stangenlänge
von mehr als 38 Zoll die Knickfestigkeit zu einen Schwachpunkt bei
dieser Bauweise wird und Fehlfunktionen durch Knicken bereits bei
Spannungen unter dem zulässigen
Limit auftreten. Dies trifft teilweise auf Spiralsysteme zu, die
eine hohe radiale zur Antriebsfläche
hin gerichtete Kraftkomponente auf die Stangen ausüben, was
ein Knicken von Stangen mit ungenügender Knickfestigkeit verursachen
kann.
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Ein
weiteres Problem bei konventionellen Förderbändern ist, dass die Bindeglieder
brechen können
wenn das Band Spannungen ausgesetzt ist, die über dem zulässigen Limit liegen und die Schweißnähte vorher
gerissen sind. Anders als in dem Fall, wo das Band trotz gerissener
Schweißnähte unter
den zulässigen
Spannungsgrenzwerten weiterlaufen kann, verursacht ein Defekt der
Bindeglieder einen endgültigen
Ausfall des Bandes. Bei Betrieb des Bandes unter zu starker Spannung über der zulässigen Höchstgrenze,
nachdem die Schweißnähte gerissen
sind, werden die Bindeglieder versagen.
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Da
ein Förderband
durch Reibung angetrieben wird, unterliegen die Bindeglieder aufgrund
der auf sie einwirkenden Spannung einer Materialermüdung. Beim
Antrieb eines Förderbandes
neigt die auf das Band einwirkende Antriebsreibung dazu, die Komponenten
des Bandes seitlich zusammenzuziehen. Das jedem Arbeitsgang innewohnende
periodische Starten und Stoppen des Bandes führt dazu, dass die Schenkel
eines Bindegliedes sich seitlich von der Stange abbiegen sowie zu
einer Drehbewegung in Bezug auf die Stange. Zusätzlich können durch das System verursachte
wechselnde Bandspannungen dazu führen,
dass die Schenkel der Bindeglieder sich wiederholt seitlich abbiegen.
Das seitliche Abbiegen beruht auf der Tendenz der Bindegliedschenkel,
sich nach innen zu bewegen, aufeinander zu beim Antrieb des Bandes
und sich auseinander zu bewegen, wenn die Antriebsreibung am Band
stoppt. Die kontinuierliche Bewegung verursacht eine Materialermüdung der
Bindeglieder und kann letztlich zu katastrophalen Fehlfunktionen
der Bindeglieder führen.
In einem solchen Fall kann das Band physisch auseinanderbrechen
und Schaden im System und an großen Teilen des Bandes verursachen,
was zu Ausfallzeiten führt.
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Beides,
das seitliche Abbiegen und die Drehbewegung der Bindeglieder über der
Stange, das heißt
das Hochknicken, während
des Betriebs kann zu Materialermüdungsdefekten
der Bindeglieder führen.
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Aus
diesem Grunde gibt es einen Bedarf an Förderbändern mit strukturellen Merkmalen,
durch die der zeitaufwendigen Schweißvorgang und demzufolge auch beobachtete
und tatsächlich
festgestellte defekte Schweißstellen
wegfallen, die Gefahr des Hochknickens der Bindeglieder abnimmt
und eine Förderfläche mit
weniger Spalten für
bessere sanitäre
Arbeitsbedingungen geboten wird. Außerdem gibt es einen Bedarf
an Förderbändern mit
einer größeren Fläche zum
Befördern
einer größeren Anzahl
an Produkten oder Artikeln durch Verarbeitungskreisläufe mit
strukturellen Merkmalen, durch die Schweißdefekte reduziert und ein
Abbiegen und Hochknicken der Bindeglieder abnehmen, um Fehlfunktionen durch
Materialermüdung
zu vermeiden und die Knickfestigkeit der Stangen zur Vermeidung
des Knickens zu erhöhen.
Eine bevorzugte Maßnahme
zur Erhöhung
der Fertigungsvolumens ist die Vergrößerung der Förderfläche, da
so die vorher festgelegten Einstellungen für die Verarbeitungskreisläufe nicht abgeändert werden
müssen.
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Dem
gemäß sieht
die vorliegende Erfindung ein Förderband
entsprechend der Präambel
vor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Verbindungsglied
ein entsprechendes Stangenfixierungselement an einer der Öffnungen
aufweist zur eingegrenzten Bewegung des Bindegliedes relativ zu
der Stange, wobei das Stangenfixierungselement einen integralen
zwischen den Enden der entsprechenden Stange ausgebildeten Vorsprung
aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Förderband mit Stangen, die mechanisch
an den Bindegliedern fixiert sind ohne die Erfordernis eines konventionellen
Schweißvorganges.
Die Stangen sind durch einen Pressverband kombiniert mit einer Widerstandsschweißung an
den Öffnungen
der Bindeglieder fixiert.
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Während der
Montage werden Elektroden an den Stangen angebracht, um die Energie
zu erzeugen, die notwendig ist, um die Stangen einer kontrollierten
Deformation zu unterziehen zwecks Formung eines ringförmigen Vorsprungs
oder einer Ausbuchtung. Ein Vorsprung wird auf einer Seite eines
jeden Schenkels des Bindegliedes geformt zur Eingrenzung einer Seitwärtsbewegung
des Bindegliedes auf der Stange. An den Enden der Stangen wird ein ähnlicher
Prozess angewendet zur Formung einer Stauchung oder eines Halbrundkopfes.
So stellt ein Halbrundkopf eine Art Vorsprung dar. Somit werden
die Stangen mechanisch fixiert und durch Widerstandsschweißung in
den Öffnungen
der Bindeglieder befestigt. Durch Variieren der Position einer Elektrode auf
der Stange während
der Herstellung kann die gewünschte
Stelle für
den Vorsprung bestimmt werden. Die Bindeglieder erfassen die Stangen
kraftschlüssig und
der Formung einer Stauchung oder eines Knopfes am Ende der Stange
folgt schließlich
eine Widerstandsschweißung
zwischen der Stange und der Bindegliedöffnung. Die Widerstandsschweißung und
die Vorsprünge
halten das Bindeglied fest an der Stange, machen somit die zusätzlichen,
bei der konventionellen Förderbandherstellung
notwendigen Fixierungsschritte überflüssig und
vereinfachen die Produktion. Auf diese Weise werden alle Schwierigkeiten
durch die konventionellen Handschweißvorgänge und deren Bedienerprobleme
sowie Materialermüdungsbrüche gleichzeitig
ausgeschaltet.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hochleistungsförderband
mit Stangen von größerem Durchmesser
und höherer
Knickfestigkeit. Der größere Stangendurchmesser
ermöglicht die
Verwendung längerer
Stangen, wodurch das Band pro Fuß im Vergleich zu konventionellen
Förderbändern schwerere
Produkte tragen kann. Durch längere
Stangen können
auch Förderbänder hergestellt
werden, die breiter als 38 Zoll sind, was den zur Zeit üblichen
Grenzwert bildet, da darüber
hinaus die Knickfestigkeit der Stangen zum Problem wird. Die Enden
der Stangen verjüngen
sich zu einem kleineren Durchmesser hin und ermöglichen so die Verwendung von
Bindegliedern der herkömmlichen
Größe. Den Übergang
zwischen dem großen
und dem kleineren Durchmesser bildet ein abgeschrägtes Teilstück, wodurch
die bei einem gerade durchschnittenen, ringförmigen Übergangsteilstück entstehende hohe
Kerbwirkung entfällt.
Zusätzlich
fasst das abgeschrägte
Teilstück
das Bindeglied an der Außenseite des
Bandes mechanisch ein, wodurch eine potentielle Seitwärts- oder
Querbewegung des Bindegliedes entlang der Stange verhindert wird.
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Noch
einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet die Konfiguration
der Bindeglieder zur Vermeidung seitlichen Abbiegens und von Drehbewegungen über den
Stangen während
des Bandbetriebs. Die Vermeidung dieser Bewegungen führt zu einer
Reduzierung oder vollkommenem Ausbleiben der Materialermüdung durch
solche Belastungen und zu einer deutlichen Verminderung etwaiger
Fehlfunktionen der Bindeglieder.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass der Halbrundkopf
und die inwändige Schweißung die
Schnittstelle zwischen Stange und Bindeglied versiegeln. Dadurch
wird die Bildung von Spalten zwischen Stange und Bindegliedöffnung verhindert,
wodurch wiederum die Kante hygienischer wird und das Band nicht
so häufig
gereinigt werden muss.
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Ein
zusätzlicher
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Vorkehrung eines strukturellen
Merkmales auf den Bindegliedöffnungen
zur Verhinderung einer Drehbewegung des Bindegliedes relativ zur Stange,
wodurch das Problem des Hochknickens ausgeschaltet wird.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung
unter Einbeziehung der beigefügten
Zeichnungen noch eingehender erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss eines Teilabschnittes des Förderbandes
gemäß der bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung mit einer Metallauflage.
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2 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss eines Teilabschnittes des Förderbandes
gemäß 1,
ohne Auflage.
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3 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss einer Stange eines Förderbandabschnittes
gemäß 1 und 2.
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4 zeigt
eine schematische Schnittzeichnung eines Bindegliedes, das durch
die Formung eines Halbrundkopfes und inwändige Vorsprünge an der
Stange befestigt ist.
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5 zeigt
eine detaillierte Aufsicht auf den Grundriss eines mit einer Stange
zusammenmontierten Bindegliedes.
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6 zeigt
eine detaillierte Aufsicht auf den Grundriss eines Bindegliedes.
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7 zeigt
eine Seitenansicht einer Seite des Bindegliedes gemäß 6.
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8 zeigt
eine Seitenansicht einer alternativen Ausgestaltung des Bindegliedes
gemäß 6.
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9 zeigt
eine Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung des
Bindegliedes gemäß 6.
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10 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss einer einzelnen Stange eines Förderbandabschnittes gemäß 2,
zusammenmontiert mit und befestigt an den zugehörigen Bindegliedern.
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11 zeigt
eine schematische Darstellung von Stange und Bindeglied einschließlich der
Positionierung der Elektrode zur Formung der Vorsprünge an den
inneren Bindegliedschenkeln.
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12 zeigt
eine schematische Darstellung von Stange und Bindeglied einschließlich der
Positionierung der Elektrode zur Formung der Vorsprünge an den äußeren Bindegliedschenkeln
und des Halbrundkopfes.
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13 zeigt
eine Seitenansicht einer alternativen verlängerten Öffnung mit einem Teilabschnitt der
Stange.
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14 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss eines Teilabschnittes des Förderbandes
gemäß einer zweiten
Ausgestaltung mit einer Metallauflage.
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15 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss eines Teilabschnittes des Förderbandes
gemäß 14,
ohne Auflage.
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16 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss einer Stange eines Förderbandabschnittes
gemäß 14 und 15.
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17 zeigt
eine schematische Zeichnung eines Bindegliedes, das durch Formung
eines Halbrundkopfes am Stangenende an einer Stange befestigt ist.
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18 zeigt
eine detaillierte Aufsicht auf den Grundriss eines Bindegliedes,
einer Stange und eines Halbrundkopfes gemäß 17.
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19 zeigt
eine detaillierte Aufsicht auf den Grundriss eines Bindegliedes
gemäß der vorliegenden
Erfindung, speziell zum Einsatz an der rechten Seite eines Förderbandabschnittes
gemäß 14 und 15.
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20 zeigt
eine Seitenansicht der linken Seite des Bindegliedes gemäß 19.
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21 zeigt
eine Seitenansicht der rechten Seite des Bindegliedes gemäß 19.
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22 zeigt
eine Seitenansicht einer alternativen Ausgestaltung der rechten
Seite des Bindegliedes gemäß 19.
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23 zeigt
eine schematische Darstellung der Montage einer Stange an ein Bindeglied.
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24 zeigt
eine schematische Darstellung der Anbringung von Elektroden an der
Bindeglied – Stangenkombination
gemäß 23 zur
Befestigung des Bindegliedes an der Stange und zur Formung eines
Halbrundkopfes.
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25 zeigt
eine detaillierte Aufsicht auf den Grundriss einer einzelnen Stange
eines Förderbandabschnittes
gemäß 14 und 15,
montiert und befestigt an den zugehörigen Bindegliedern.
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26 zeigt
eine schematische Darstellung der konventionellen Anbringung von
Elektroden zur Befestigung eines Bindegliedes an einer Stange.
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27 zeigt
eine schematische Darstellung des konventionellen Schweißprozesses
zur Befestigung eines Bindegliedes an einer Stange.
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28 zeigt
eine Aufsicht auf den Grundriss der Bindeglieder und Stangen gemäß 27,
auf konventionelle Art zusammengeschweißt.
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29 zeigt
eine Seitenansicht einer Serie von Bindegliedern, wobei zwei davon
durch eine Drehbewegung relativ zu den Stangen hochgeknickt sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN
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Bezogen
auf die Zeichnungen bestehen die bevorzugten Ausgestaltungen des
Förderbandes 10 mit
verbesserter Stangen- und Bindegliedbefestigung in Stangen 12 und
Bindegliedern 22. Eine Auflage 14 erstreckt sich
zwischen den Enden der Stangen als Beförderungsfläche. Die Zeichnungen zeigen eine
Drahtgurtauflage, wobei jede passende Metall- oder Plastikauflage
verwendet werden kann. Das Förderband
kann auch ohne Auflage betrieben werden.
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Zusammenfassend
gesagt kann die verbesserte Stangen – Bindegliedbefestigung der
vorliegenden Erfindung durch mechanisches Einpressen zwischen Stange
und Bindegliedöffnung
realisiert werden und durch Widerstandsschweißung noch weiter verbessert
werden. Diese verbesserte Befestigung könnte bei Stangen von gleichbleibendem
Durchmesser, oder bei abgestuften Stangen durchgeführt werden,
deren Endstücke
einen kleineren Durchmesser haben.
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In
einer ersten bevorzugten Ausgestaltung hat jede Stange 12 einen
abgestuften Abschnitt 16 zwischen einem zentralen Teil 18 mit
großem
Durchmesser und einem Endteil 20 mit geringerem Durchmesser.
Der abgestufte Abschnitt 16 besitzt Vorrichtungen zur Steuerung
der Stangenausdehnung und des Ausmaßes einer solchen Ausdehnung,
wenn Elektroden angebracht werden zur Fixierung der Stange und der
Bindeglieder.
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Die
Stangen 12 sind durch Bindeglieder 22 miteinander
verbunden, die üblicherweise
eine U-Form haben und deren Schenkel voneinander beabstandet sind
zur Aufnahme der Querstrebe eines nächsten Bindegliedes. Die Bindeglieder 22 haben
je eine Öffnung 24 in
Schenkel 26 und eine Öffnung 28 in
Schenkel 30 zur Aufnahme einer Stange. Im Förderband 10 sind
die Bindeglieder so angeordnet, dass die Schenkel 26 zur
Innenseite des Bandes hin liegen, und die Schenkel 30 zur
Außenseite
des Bandes. Darum können
die Schenkel 26 hier auch als innere Schenkel, und die
Schenkel 30 als äußere Schenkel
der Bindeglieder bezeichnet werden. Jeder der beiden Schenkel 26 und 30 der
benachbarten Querstrebe ist mit einer verlängerten Öffnungen 36 versehen.
Die verlängerten Öffnungen 36 nehmen die
Stangen auf und ermöglichen
eine Bewegung der Stangen darin zwecks Zusammenklappen der Bindeglieder
relativ zueinander in einem zusammenmontierten Förderband. Die Bindeglieder
werden in einen gefalteten Zustand zusammengeklappt, sobald das Band
in eine seitliche Kurve läuft.
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Der
abgestufte Übergangsbereich 16 der Stange 12 ist
vorzugsweise nur zur Innenseite des äußeren Schenkels 30 positioniert,
so dass die Öffnung 28 das
Teilstück
der Stange mit kleinerem Durchmesser 20 aufnimmt. Der abgestufte
Abschnitt besitzt eine Vorrichtung zur Steuerung, an welcher Stelle
die Stange 12 anschwellen soll und eine Halterung zur Befestigung
der Elektroden an der Stange und dem Bindeglied. Der Vorsprung 17 gewährleistet,
dass die Stange und das Bindeglied an der Öffnung 28 befestigt
werden gemäß der bildlichen
Darstellung in 10.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung wird auf Stangen gleichbleibenden
Durchmessers ein Vorsprung herausgeformt durch eine variable Steuerung
der Elektrodenanordnung an den Stangen. Unter Berücksichtigung
solcher Parameter wie Stangendurchmesser und Bindegliedgröße können die
Elektroden so positioniert werden, dass an der gewünschten
Stelle der Stange ein Vorsprung geformt wird.
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Die
Herausformung eines Vorsprunges auf jeglichem Stangentyp geschieht
dadurch, dass das Bindeglied während
des Herstellungsprozesses als Wärmesenke
fungiert. Unter Anwendung der Elektroden dehnt die Stange sich aus
bis hin zur Wand der Öffnung.
An diesem Punkt der Stangenausdehnung absorbiert das Bindeglied
Hitze, wodurch sich die Deformation der Stange verlangsamt und die
Stange mit der Bindegliedöff nung
verschmolzen wird. Auf diese Weise wird der Vorsprung oder die Ausbuchtung
geformt. Der Vorsprung ist also eine gesteuerte Deformation der
Stange an der gewünschten
Stelle.
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Die
Befestigung der Stange am Bindeglied ist in den 11 und 12 dargestellt.
Dort ist eine Elektrode am Ende der Stange und eine weitere angrenzend
am inneren Schenkel 26 positioniert. Unter Zuführung von
genügend
Energie werden Stange und Bindeglied in der Öffnung 24 miteinander
verschmolzen und durch die Deformierung der Stange entsteht ein
Vorsprung 17, der den inneren Schenkel 26 an einer
Seitwärtsbewegung
auf der Stange hindert. Dann werden Elektroden 40 an der
Innenseite des äußeren Schenkels 30 positioniert
und am Stangenende an der Außenseite
des Schenkels 30. Unter Zuführung von genügend Energie
formt sich eine Stauchung oder ein Halbrundkopf am Stangenende und
gleichzeitig wird die Stange mit der Öffnung 28 verschmolzen.
Durch die Verschmelzung der Stange in den Öffnungen verbunden mit der
formschlüssigen Positionierung
des Bindegliedes auf der Stange mittels des Vorsprunges 17 erübrigt sich
die Notwendigkeit irgendwelcher zusätzlicher Verarbeitungsschritte durch
Handschweißung
zur festen Verbindung von Bindeglied und Stange miteinander.
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Zum
Beispiel werden zwei Bindeglieder 22 in der dargestellten
verschachtelten Weise mit einer einzelnen Stange zusammenmontiert
und diese Konfiguration entlang dem Band fortgeführt. Die Stange wird von der
verlängerten Öffnung neben
der Querstrebe eines Bindegliedes aufgenommen sowie auch von den
in Linie gebrachten Öffnungen
auf den Schenkeln eines benachbarten Bindegliedes. Auf diese Weise
kann sich die Stange relativ zum ersten Bindeglied (dargestellt
als das untere Bindeglied) bewegen und wird dabei in Bezug auf das
zweite Bindeglied (dargestellt als oberes Bindeglied) in Position gehalten.
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Durch
die Eingrenzung von Seitwärts-
und Drehbewegungen des Bindegliedes relativ zur Stange werden solche
Bewegungen verhindert, die zu Materialermüdung und Fehlfunktionen gemäß dem Stand
der Technik führen,
und das Bindeglied wird daran gehindert, sich auf der Stange quer
nach innen zu drehen. Dies macht jeden zusätzlichen Herstellungsschritt überflüssig.
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8 stellt
eine alternative Ausgestaltung des Bindegliedes 22 das
mit einem modifizierten äußeren Schenkel.
Dieser Schenkel ist zur Vermeidung von Missverständnissen mit der Ziffer 30' gekennzeichnet.
Der Schenkel 30' hat
statt einer runden eine ovale Öffnung 38,
was eine der Methoden bietet, um die Verschmelzung des Bindegliedes
mit der Stange weiter zu verstärken.
Wie oben beschrieben, füllt
die Metallstange die Öffnung
bei der Formung des Vorsprunges oder des Halbrundkopfes fast aus.
Mit einer Formveränderung
der Öffnung ändert sich
auch die Verbindung zwischen Stange und Bindeglied. Bei Einführung der
Metallstange in eine ovale Öfnung und
Anwendung der Elektroden füllt
die Metallstange die ovale Öffnung
aus, wodurch Stange und Bindeglied aneinander befestigt und Drehbewegungen
der Stange in der Öffnung
eingeschränkt
werden. Während
in den Zeichnungen eine ovale Öffnung
dargestellt ist, wird innerhalb des Spielraumes der Erfindung jegliche
nicht-runde Form einer Öffnung
in Erwägung
gezogen. Auf diese Weise wird durch Verwendung eines Bindegliedes
mit einer nicht-runden Öffnung
auf dem äußeren Schenkel
eine Drehbewegung des Bindegliedes relativ zur Stange strukturell eingeschränkt ohne
die Notwendigkeit zusätzlicher Herstellungs-
oder Befestigungsschritte.
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9 zeigt
ein weiteres alternatives Bindegliedprofil, gekennzeichnet mit der
Ziffer 30'', mit einer
verlängerten Öffnung 36'', die eine abgestufte Struktur
aufweist. Die Befestigung des Bindegliedes 30'' an einer Stange ist detailliert
dargestellt in 13, wo der Vorsprung 17'' im schmalen Teil der Öffnung 36'' gezeigt wird. Dieses Bindegliedprofil verhindert
in zusammengeklapptem Zustand von Bindeglied und Stange eine Drehbewegung
des Bindegliedes relativ zur Stange, ermöglicht aber eine Drehung der
Stange innerhalb des Einschubes, wenn die Stange sich in den weiteren
Teil der Öffnung 36'' erstreckt. Dies ist ein zusätzliches
strukturelles Merkmal, welches Drehbewegungen der Stange relativ
zum Bindeglied, die beim Durchlaufen von Kurven oder durch anderweitiges
Zusammenklappen ausgelöst
werden, verhindert.
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In
den 14 bis 25, worin
die gleichen Elemente mit den gleichen Referenznummern gekennzeichnet
sind, betrifft eine Ausgestaltung ein Förderband von größerer Breite 10,
mit Stangen 12 verbesserter Bauweise, die das Problem der
Knickfestigkeit lösen.
Eine Auflage 14, die sich zwischen den Enden der Stangen
erstreckt, bietet eine Förderfläche. In
den Figuren ist zwar eine Drahtgurtauflage dargestellt, es kann
jedoch jede passende Metall- oder Plastikauflage verwendet werden.
Das Band kann auch ohne Auflage betrieben werden.
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Jede
Stange 12 hat einen abgeschrägten Übergangsbereich 16' zwischen einem
Mittelteil 18 von großem
Durchmesser und Abschnitten geringeren Durchmessers 20 an
den Enden. Der größere Durchmesser
des Mittelteils 18 sorgt für eine höhere Knickfestigkeit, was die
Verwendung längerer
Stangen und somit ein breiteres Förderband ermöglicht. Durch
die Endabschnitte 20 mit geringerem Durchmesser können für die Montage
des Bandes Bindeglieder der herkömmlichen
Größe verwendet
werden.
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Gemäß 17 und 18 wird
der abgeschrägte Übergangsbereich 16' der Stange 12 in
einer konisch zulaufenden Öffnung 24' erfasst und
das Teilstück
geringeren Durchmessers 20 wird von einer runden Öffnung 26 aufgenommen.
Der abgeschrägte Übergangsbereich
bietet eine stärkere
Konstruktion als ein einfaches gerade durchschnittenes Übergangsteilstück, wodurch
die hohen Belastungskonzentrationen eines gerade durchschnittenen
oder abgestuften Übergangsteilstückes entfallen.
Die Stange wird vorzugsweise durch die Verwendung von Stangenmaterial
hergestellt, das den Durchmesser des größeren Mittelteils hat, wobei
der abgeschrägte Übergangsbereich
und der Abschnitt mit geringerem Durchmesser ausgeschnitten werden.
Der abgeschrägte
Bereich sowie der von geringerem Durchmesser könnten auch durch Einfalzen
oder andere Produktionstechniken zur Reduzierung des Durchmessers
geformt werden.
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Wie
auch die erste Ausgestaltung der Erfindung, so zeigen die 19 bis 21 ein
Bindeglied 22 in detaillierter Form mit Schenkeln 26, 30 und Querstrebe 34.
Zwischen der Querstrebe 34 auf jedem Schenkel 26 und 30 und
dem mittleren Abschnitt des Bindegliedes sind verlängerte Öffnungen 36 vorgesehen.
Die verlängerten Öffnungen 36 nehmen
die Stangen auf und ermöglichen
darin eine Bewegung der Stangen zwecks Zusammenklappen der Bindeglieder
relativ zueinander in einem zusammengebauten Förderband beim Eintritt des
Bandes in eine Seitenkurve. Wie in 20 und 21 dargestellt,
sind die Schenkel 26 und 30 jeweils mit Öffnungen 24' und 28 zur
Aufnahme der Stangen versehen. 23 zeigt
ein an eine Stange montiertes Bindeglied 22. Sobald Bindeglied
und Stange zusammenmontiert sind, wird durch Anwendung von Elektroden 40 an der
Innenseite des Schenkels 30 und am Stangenende außen am Schenkel 30,
wie in 24 dargestellt, ein Halbrundkopf 32 am
Ende der Stange geformt. Eine Stauchung oder ein Halbrundkopf wird
am Ende der Stange geformt, während
die Stange gleichzeitig in der Öffnung 28 verschmolzen
wird. Durch die Anwendung der Elektroden schwillt die Metallstange
an und füllt
die Öffnung
aus, wodurch Bindeglied und Stange miteinander verschmolzen werden.
Durch diesen Verschmelzungsvorgang verbunden mit der starren Positionierung
des Bindegliedes auf der Stange ermöglicht durch das konisch zulaufende Teilstück entfällt die
Notwendigkeit irgendwelcher zusätzlicher
Schritte zur Befestigung von Bindeglied und Stange miteinander.
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Ein
weiteres Merkmal der Bindeglieder 22 der vorliegenden Erfindung
ist, dass die Schenkel der Bindeglieder leicht nach außen abstehen,
dargestellt als Winkel θ in 19,
in Ruhestellung. Winkel θ ist vorzugsweise
kleiner als 10°.
Wenn die Bindeglieder auf der Stange zusammenmontiert werden und
der Halbrundkopf geformt wird, wie dargestellt in 23–25,
werden die Schenkel der Bindeglieder zusammengepresst, wobei der
innere Schenkel starr mit dem konisch zulaufenden Teilstück 16 verbunden
und der äußere Schenkel
durch den Halbrundkopf 32 eingegrenzt wird. Die Schenkel
werden durch den Winkel θ auf
jeder Seite zusammengepresst, so dass sie im Großen und Gan zen parallel verlaufen.
Dadurch wird beim Zusammensetzen und Eingrenzen des Bindegliedes
eine Seitwärtsbewegung
des Bindegliedes relativ zur Stange verhindert und das Zusammenpressen
der Schenkel zueinander hin spannt das Bindeglied vor, das dadurch
zusätzliche
Festigkeit erhält
für die
Einwirkungen der Antriebskräfte
auf das Förderband.
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Genauso
wie die Ausgestaltung in 8, zeigt 22 eine
alternative Ausgestaltung des Bindegliedes 22 mit einem
modifizierten äußeren Schenkel.
Schenkel 30' hat
eine ovale Öffnung 38 statt
einer runden zur verbesserten Verschmelzung des Bindegliedes mit
der Stange und zur strukturellen Eingrenzung einer Drehbewegung
des Bindegliedes relativ zur Stange.
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Die
Befestigung von Stange und Bindeglied in dieser Ausgestaltung ist
in 24 dargestellt, wobei das erste (oder untere)
Bindeglied nach innen bewegt wird und eine Elektrode 40 nur
an der Innenseite des Schenkels 30 positioniert wird. Eine
weitere Elektrode wird an der Außenseite des Schenkels 30 angebracht
und unter Zuführung
von genügend
Energie werden Stange und Bindeglied in der runden Öffnung 28 miteinander
verschmolzen. Auf diese Weise wird das Bindeglied 22 auf
das abgeschrägte Teilstück 16 der
Stange aufgepresst, oder anders ausgedrückt, das abgeschrägte Teilstück der Stange wird
in der Öffnung
eingefangen, und dann wird das Bindeglied in der runden Öffnung 28 mit
der Stange verschmolzen, ohne dass ein Schweißvorgang notwendig ist. Die
leicht ausgestellten Schenkel des Bindegliedes bieten auch den nötigen Abstand
für die Pressschweißung der
Stange an das Bindeglied auf die beschriebene Weise.
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Im
Stand der Technik, dargestellt in 26 bis 28,
wurden Stangen von gleichbleibendem Durchmesser ohne irgendwelche
seitlichen Begrenzungen verwendet, wodurch eine Seitwärtsbewegung
der Bindeglieder während
der Herstellung möglich
war. Eine konventionelle Methode zur Sicherung der Stange auf dem
Bindeglied, dargestellt in 26, war
die Positionierung von Elektroden E an den äußeren Schenkeln des Bindegliedes
und die Zuführung
der notwendigen Energie. So wurde der Halbrundkopf geformt, durch
den zwar ein Abrutschen der Bindeglieder am Stangenende verhindert
wurde, nicht aber die Stange am Bindeglied befestigt werden konnte.
Die Befestigung der Stange am Bindeglied erforderte einen zweiten
Befestigungsschritt, dargestellt in 27 bis 28,
bei dem die Schenkel jedes einzelnen Bindegliedes an die Stange
geschweißt
wurden sowie ein Halbrundkopf zur Befestigung des Bindegliedes daran.
Dieser Schweißschritt
ist arbeits- und zeitaufwendig.
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Durch
das Ausschalten des Schweißvorganges
zwischen den Bindegliedern und Stangen gemäß Stand der Technik werden
auch Fehlfunktionen des Bandes vermieden, die von Bedienern beobachtet
werden, die extra darauf eingestellt sind, nach gebrochenen oder
gerissenen Schweißstellen
als Anzeichen für
Defekte zu suchen. Somit werden voreilige Reparaturen oder der Ersatz
von Förderbändern sowie
davon begleitete Garantieansprüche
vermieden.
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Die
Parameter können
variiert werden, um andere Aufgaben zu erfüllen, als diejenigen, die in den
bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben sind. Die
Hauptparameter der Förderbandkonstruktion
sind (i) die Bindegliedgröße, (ii)
der Durchmesser der Stangenenden, (iii) der Durchmesser des Stangenmittelteils,
(iv) Form und Größe des Übergangsbereiches,
und (v) die Art und Weise der Ausformung des Übergangsbereiches.
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Obwohl
die bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung mit Bindegliedern
dargestellt wurden, die an den Stangenenden angebracht waren, so
wird dennoch beobachtet, dass die verbesserte Stangen – Bindeglied – Befestigung
mittels Pressschweißung auch
für Bindeglieder
verwendet wird, die entlang des Mittelteils der Stange angebracht
werden. Bei richtiger Platzierung der Elektroden können die
vergrößerten Stangenteile
oder Vorsprünge
an jeder gewünschten
Stelle entlang der Stange geformt werden. Des Weiteren, während die
bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung als Förderbänder mit U-förmigen Bindegliedern
dargestellt und beschrieben werden, ist es auch möglich, die
verbesserte Stangen – Bindeglied – Befestigung
für Förderbänder mit
geraden Bindegliedern zur Eingrenzung eines geraden Bindegliedes
auf einer Stange und zur Verhinde rung von Seitwärtsbewegungen zu verwenden.
Das konzeptionelle Prinzip der Verhinderung von Seitwärtsbewegungen
der Bindeglieder, der Vermeidung von Drehbewegungen der Bindeglieder
und der Ermöglichung
punktueller Drehbewegungen der Bindeglieder relativ zur Stange kann
in einer Vielzahl verschiedener Kombinationen realisiert werden.
Möglich
ist auch, dass ein einzelnes Förderband
bestimmte Abschnitte oder Bereiche mit einer dieser Strukturen aufweist,
während
andere Abschnitte desselben Förderbandes
eine andere Struktur oder eine Kombination dieser Strukturen haben.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Form bevorzugter Ausgestaltungen dargestellt
wurde, gibt es offensichtlich eine Vielzahl möglicher Änderungen, Anpassungen und
Modifizierungen, die nicht außerhalb
des Spielraums der Erfindung liegen, der nur durch die angehängten Ansprüche begrenzt
wird.