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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln einer Warenbahn, umfassend eine Behandlungskammer, Mittel zum Transportieren der Warenbahn durch das Gehäuse, wobei die Behandlungskammer einen Einlaufschlitz und einen Auslaufschlitz für die Warenbahn aufweist, und Mittel zum weitgehenden Abdichten des Einlaufschlitzes und/oder des Auslaufschlitzes.
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Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt und z.B. in der
DE 103 33 483 A1 beschrieben. Sie werden z.B. eingesetzt, um eine Warenbahn einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Die Warenbahn ist z.B. aus Textil oder aus Papier und kann vor Einlauf in die Vorrichtung veredelt und/oder beschichtet worden sein. Die Vorrichtungen weisen einen Einlauf- und einen Auslaufschlitz auf, die oftmals mit Mitteln zum Abdichten versehen sind, um ein Eintreten von Falschluft (Gefahr von Kondensation) und/oder ein Austreten von Trocknungsluft (Energieverluste und gegebenenfalls Austreten von Schadstoffen) zu vermindern. Die Mittel zum Abdichten umfassen z.B. Düsen, die im Betrieb einen Luftvorhang bilden (beschrieben in
DE 100 07 004 A1 ), oder elastische Dichtlippen (beschrieben in
DE 1785 636 A ).
Die Mittel zum Abdichten dürfen in vielen Fällen nicht so ausgebildet sein, dass sie die Warenbahn berühren oder auf andere Weise die Oberfläche(n) und/oder Beschichtung(en) beeinflussen.
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In vielen Vorrichtungen zum Behandeln einer Warenbahn ist diese nicht in einer Ebene glatt gespannt, sondern bildet eine konkave oder konvexe Wölbung. Diese Wölbung ist abhängig von der Qualität - insbesondere einem Gewicht - der Warenbahn und einer auf diese einwirkende Querspannung. Hierbei können die bekannten Mittel zum Abdichten nicht ausreichend an die jeweilige Form der Warenbahn angepasst werden, so dass ein offen bleibender Querschnitt des Schlitzes relativ groß und die Dichtwirkung entsprechend unbefriedigend ist.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Behandeln einer Warenbahn zu schaffen, die während des Betriebs im Bereich eines Einlaufschlitzes und/oder eines Auslaufschlitzes unabhängig von einer Form der Warenbahn weitgehend abgedichtet werden kann, ohne dass ein negativer Einfluss auf eine oder beide Oberflächen der Warenbahn erfolgt.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Mittel zum Abdichten umfassen eine Vielzahl von Segmenten, deren freie Enden jeweils unterschiedlich in der Höhe, das heißt senkrecht zu den idealisiert ebenen Hauptflächen der Warenbahn, einstellbar sind. Hierdurch kann eine Form eines offenen Teils - eines Spalts - des Einlaufschlitzes weitgehend an eine Wölbung der Warenbahn angepasst werden, so dass der Spalt insgesamt sehr schmal sein kann. Je größer die Anzahl der Segmente je Längeneinheit, desto genauer ist die Anpassung an die Form der Warenbahn. Insgesamt wird unter der Berücksichtigung, dass die Oberflächen der Warenbahn nicht von den Mitteln zum Abdichten berührt werden, die Vorrichtung bestmöglich abgedichtet, und es können nur geringe Mengen an Falschluft eintreten bzw. an Behandlungsluft austreten. Die Behandlung der Warenbahn und der Energiehaushalt der Vorrichtung werden insgesamt verbessert.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
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In einer Ausgestaltung erfolgt das Verstellen der freien Enden mittels einer inhärenten Bewegungsautomatik. Eine solche ist z.B. als Fin Ray bekannt. Die Bewegungsautomatik wird durch eine Vielzahl von in sich steifen Stegen bewirkt, die gelenkartig innen an Wandungen des Segments befestigt sind. Hierdurch ist eine relativ gute und einfache Anpassung an die Form der Warenbahn gegeben.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist zum Verstellen der Segmente ein Rundstab angeordnet. Dieser ist entsprechend der Wölbung der Warenbahn elastisch biegbar. Der runde Querschnitt gewährleistet eine definierte Berührungsfläche des Stabes an die Segmente und damit eine hohe Präzision der Verstellung.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist zum Verstellen ein Truss-Rod angeordnet (Zug-/Druckstab; bekannt z.B. als Halsspannstab für Saiteninstrumente, besonders für Gitarren). Der Truss-Rod besteht aus zwei Stäben, deren Enden aneinander befestigt sind. Hierbei ist z.B. an zugeordneten ersten der Enden eine feste Verbindung und an zugeordneten zweiten der Enden eine einstellbar verschiebbare Verbindung angeordnet, z.B. mittels Gewinden, die ein Spannelement bilden. Je nach einer eingestellten Spannung ist der Rundstab gerade oder in eine von zwei entgegengesetzten Richtungen gebogen. Hierdurch ist das Verstellen einfach durch Änderung einer Spannung eines Spannelementes durchführbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Mittel zum Verstellen zum automatischen Anpassen an eine Lage der Warenbahn ausgerüstet. Hierdurch weist der Spalt immer eine optimale Weite auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist mindestens ein Näherungssensor zum Bestimmen der Lage der Warenbahn angeordnet. Dies erleichtert entsprechende Kontrollen, so dass eine Gefahr reduziert wird, dass die Warenbahn obere und/oder untere Begrenzungen des Spaltes berührt. Anderseits kann mit dem Näherungssensor ein sicheres Signal erzeugt werden, das als Leitgröße für eine automatische Regelung der Weite des Spalts genutzt werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind Mittel zum Anpassen der Mittel zum Abdichten an eine Breite der Warenbahn angeordnet. Hierdurch kann die Breite des Spalts auf einen optimalen Wert minimiert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Wandung des Segments aus einem elastisch verformbaren Material gefertigt. Dies erleichtert die Einstellung der Mittel zum Abdichten, weil eine Rückstellung eines ausgelenkten Segments bei einer Entlastung selbsttätig erfolgt. Im Zusammenspiel mit den Stegen weist das Segment trotz der verformbaren Außenhaut eine gute Gesamtstabilität auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das Segment eine hohe Quersteifigkeit auf. Dies verhindert eine gegenseitige Störung bei der Verstellung der einzelnen Segmente.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Mittel zum Abdichten höhenverstellbar gelagert. Dies bietet eine von mehreren Möglichkeiten zum Anpassen an eine durchhängende oder an eine aufwölbende Warenbahn.
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Alternativ oder zusätzlich zur Höhenverstellbarkeit sind zum selben Zweck die Mittel zum Abdichten im Bereich der freien Enden überlappend angeordnet.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigen
- 1 einen Querschnitt einer Vorrichtung zum Behandeln einer Warenbahn,
- 2 eine Ansicht auf einen Einlaufschlitz der Vorrichtung mit Spannketten,
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Segments,
- 4 einen Längsschnitt sowie eine perspektivische Ansicht (4a) eines Verstellstabs,
- 5 einen Querschnitt durch den Verstellstab der 4 und
- 6 einen Querschnitt durch den Einlaufschlitz der 2 in a) passivem und b) aktiviertem Zustand.
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Wie aus der 1 ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zum Behandeln einer Warenbahn 1 eine im Wesentlichen geschlossene Behandlungskammer 2, die einen Einlaufschlitz 3 und einen Auslaufschlitz 4 als Durchlässe für die Warenbahn 1 aufweist. Die Warenbahn 1 wird längs in Richtung des Pfeils 5, hier in einer horizontalen Ebene, durch die Behandlungskammer 2 transportiert, die mindestens eine Zone aufweist. Hierbei ist die Warenbahn 1 an ihren Längskanten mittels in der 2 dargestellten Haltern 6 - z.B. Nadeln oder Kluppen, die an in Schienen 6.1 verfahrbar gelagerten Ketten befestigt sind - mit vorbestimmter Querspannung gehalten. Die Schienen 6.1, die Ketten und die Nadeln oder Kluppen sind Teile der Mittel zum Transportieren der Warenbahn 1. Der Einlaufschlitz 3 und der Auslaufschlitz 4 sind durch Mittel 7 zum Abdichten so weit wie möglich verschlossen, ohne dass eine Gefahr besteht, dass die Mittel 7 zum Abdichten die Warenbahn 1 berühren.
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Wie aus den 2 bis 4 ersichtlich ist, umfassen die Mittel 7 zum Abdichten eine Vielzahl von Segmenten 8, die in zwei lückenlosen Reihen über mindestens die gesamte Breite des Schlitzes 3, 4 überlappend oder oberhalb und unterhalb der Warenbahn 1 angeordnet sind und in passivem Zustand den Einlaufschlitz 3 bzw. den Auslaufschlitz 4 zumindest weitgehend verschließen. Idealerweise bleibt in aktivem Zustand lediglich ein schmaler Spalt mit einem vorbestimmten Spiel zu der Warenbahn 1 geöffnet.
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Jedes der Segmente
8 ist derart ausgestaltet, dass eine Krafteinwirkung an einer Stelle des Segments
8 eine inhärente Verformung an einer anderen Stelle des Segments
8 bewirkt. Solche inhärente Verformungen sind z.B. in der
DE 199 16 411 A1 , der
EP 0 860 355 A1 und der
EP 0 045 713 A1 beschrieben.
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Das Segment 8 hat eine Breite von 2 cm bis 10 cm, vorzugsweise von 3 cm bis 5 cm.
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Jedes der Segmente 8, das in der 3 deutlicher dargestellt ist, weist ohne Wirkung einer Punkt- oder Linienlast im Wesentlichen einen Querschnitt in Form eines gleichschenkligen spitzen Dreiecks auf; das bedeutet, Wandungen 8.1, 8.2 des Segments 8 bilden die Schenkel und eine Hypotenuse des Dreiecks. Dreieckförmige Hauptflächen des Segments 8, die rechtwinklig zu den Wandungen 8.1, 8.2 sind, sind im Wesentlichen - mit Ausnahme von Stegen 9 - offen. Ein zwischen den Schenkeln des Dreiecks gebildeter Winkel beträgt ca. 30°, und eine Höhe des Dreiecks beträgt ca. 20 cm. Eine Stärke der Wandungen 8.1, die die Schenkel bilden, nimmt von der Hypotenuse 8.2 zu einer Spitze 8.3 des Dreiecks ab. Alle Wandungen 8.1, 8.2 des Segments 8 sind aus einem elastischen Material gefertigt, das in einem weiten Bereich von 0°C bis 250°C temperaturstabil ist. Ein geeignetes Material ist z.B. Silikon, das gleichzeitig den Vorteil hat, schwer entflammbar und leicht zu reinigen zu sein.
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Die Konstruktion des Segments 8 als Hohlkörper gewährleistet eine gute Wärmeisolation.
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Vorzugsweise ist das Segment 8 in seiner Breite zu der Spitze 8.3 des Dreiecks, die ein freies Ende 8.3 des Segments 8 bildet, hin leicht verjüngt; die Breite jeder der Wandungen 8.1, die einen der Schenkel bildet, nimmt hier stetig und symmetrisch von, nach der 3, oben nach unten um ca. ½ mm ab; diese Abnahme kann auch sprunghaft in einer Stufe ausgebildet sein. Hierdurch wird ein gegenseitiges Verklemmen benachbarter Segmente 8 verhindert und die selbsttätige Rückverformung nach einer Auslenkung der Spitze 8.3, also des freien Endes 8.3, erleichtert.
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Zwischen den Schenkeln ist eine Vielzahl von hier fünf Stegen 9 angeordnet, die gleichmäßig beabstandet parallel zu der Hypotenuse verlaufen und an den Schenkeln gelenkartig befestigt sind. Jeder der Stege 9 ist aus einem steifen Material oder vorzugsweise durch entsprechend dickere Materialstärke bei Verwendung des Materials der Wandungen 8.1, 8.2 steifer gefertigt. Für die gelenkartige Befestigung ist ein Übergang zwischen der zugeordneten Wandung und dem Steg 9 aus dünnem elastischem Material gebildet, vorzugsweise aus demselben Material wie die Wandungen 8.1, 8.2.
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An der die Hypotenuse bildenden Wandung 8.2 des Segments 8 sind nach außen weisend zwei Füße 10 mit gegenseitigem Abstand in Längsrichtung der Hypotenuse zur Befestigung des Segments 8 an einer Trägerschiene angeordnet.
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In einer der die Schenkel bildenden Wandungen 8.1 sind an der Außenseite zwei Hinterschneidungen 11 angeordnet. Diese sind in einem Bereich dieser Wandung 8.1 angebracht, die für einen Angriff eines Verstellstabes 12 vorgesehen ist. Hierdurch ist ein Angriffspunkt des Verstellstabes 12 genauer definiert und somit eine Höhe des freien Endes 8.3 exakter und gleichmäßiger einstellbar.
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Der Verstellstab 12, der in den 4 und 5 dargestellt ist, umfasst eine rohrartige Hülle 13, in der zwei längliche Stäbe 14, 15 gelagert sind. In der Hülle 13 ist im Bereich jedes ihrer Enden ein Lagerbock 16 unverrückbar zu der Hülle 13 befestigt. Ein erster der Stäbe 14 ist an jedem seiner beiden Enden unverrückbar in einem zugehörigen der Lagerböcke 16 befestigt, während ein zweiter der Stäbe 15 in Gewindebohrungen der Lagerböcke 16 drehbar gelagert ist. Hierfür weist der zweite Stab 15 in seinen Endbereichen jeweils ein Außengewinde auf. Die Gewindebohrungen und die Außengewinde sind an einem Ende der Hülle 13 als Linksgewinde und an dem entgegengesetzten Ende als Rechtsgewinde ausgebildet, so dass eine Drehung des zweiten Stabes 15 um seine Längsachse seine Längenänderung zwischen den Lagerböcken 16 bewirkt. Der zweite Stab 15 ist von Hand oder motorisch antreibbar.
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Bei einem neutralen geradlinigen Verlauf des Verstellstabes 12 sind die Längen der Stäbe 14, 15 zwischen den Lagerböcken 16 gleich.
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Einer der Lagerböcke 16 ist fest und der andere axial (bezogen auf den Verstellstab 12) verschiebbar gelagert.
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In der 4b ist weiterhin ein Beispiel eines durch Drehung des zweiten Stabes 15 bogenförmig gekrümmten Verstellstabes 12 unmaßstäblich verkleinert und perspektivisch ohne weitere Details gezeigt.
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Jeder Reihe von Segmenten 8 ist einer der Verstellstäbe 12 zugeordnet; also sind z.B. dem Einlaufschlitz 3 zwei Verstellstäbe 12 zugeordnet. Diese sind beabstandet übereinander dicht oder berührend an den zugeordneten Segmenten 8 und horizontal in Längsrichtung der Warenbahn 1 hin und her verschiebbar in der Behandlungskammer 2 befestigt. Hierbei befinden sich Längsachsen beider Stäbe 14, 15 in einer horizontalen Ebene, und die Berührung ist in einem vorbestimmten Bereich der den Schenkel bildenden Wandung 8.1. Die Verschiebung erfolgt von Hand oder motorisch.
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Die Wirkung der Krafteinwirkung durch den Verstellstab 12 auf die Segmente 8 ist in der 6 beispielhaft veranschaulicht, wobei hier die Segmente 8 sich bei dem passiven, also unverformten Zustand in der Höhe überlappen (aus der Zeichnung nur indirekt ersichtlich). Die 6a zeigt den Einlaufschlitz 3 bei einer (idealisiert) ebenen Form oder in einem Randbereich der Warenbahn 1. Hierbei liegt der Verstellstab 12 mit Krafteinwirkung an den Segmenten 8 so an, dass der Einlaufschlitz 3 als schmaler Spalt zwischen den gekrümmten Segmenten 8 gebildet ist. Die Segmente 8 weisen hier die aktive, also gekrümmte Form auf. Ein Abstand der Segmente 8 zu der Warenbahn 1 ist sehr gering.
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Nach der 6b ist die Warenbahn 1 senkrecht zur Zeichnungsebene nach unten gewölbt. Auf das nach der 6b untere, beispielhaft mittlere Segment 8 wird durch den Verstellstab 12 infolge dessen Verschiebung zu dem Segment 8 hin (durch Drehung des zweiten Stabes 15 oder durch horizontale Verschiebung) eine Kraft auf dieses ausgeübt. Das Segment 8 verformt sich derart, dass das freie Ende 8.3 nach unten gebogen ist und so der Auslenkung der Warenbahn 1 aus einer horizontalen Spannebene folgt. Das obere hier ebenfalls mittlere Segment 8 ist ohne Krafteinwirkung und daher unverformt, also in einer Zeichnungsebene, dreieckförmig. Zu den Rändern der Warenbahn 1 hin nimmt die Verformung der einzelnen oberen Segmente 8 infolge geringerer Krafteinwirkung quasikontinuierlich zu, während die der einzelnen unteren Segmente 8 entsprechend abnimmt. Hierdurch ist die freie Fläche des Spalts optimal minimiert und an die Form der Warenbahn 1 angepasst.
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Für den Einlaufschlitz 3 und für den Auslaufschlitz 4 ist jeweils ein Gestell vorgesehen, in dem der Verstellstab 12 und die Trägerschiene mit den daran in Reihen befestigten Segmenten 8 jeweils oberhalb und unterhalb der Ebene der Warenbahn 1 gelagert sind. Das Gestell kann in der Behandlungskammer 2 höhenverstellbar befestigt sein.
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Der Vorrichtung ist mindestens ein Näherungssensor 17 zum Bestimmen der Lage der Warenbahn 1 zugeordnet, der vorzugsweise vor der Behandlungskammer 2 befestigt ist. Nach dem Ausführungsbeispiel sind zwei Näherungssensoren 17 angeordnet, einer vor und einer hinter der Behandlungskammer 2.
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Im Betrieb wird die Behandlungskammer 2 auf eine vorbestimmte Temperatur beheizt, z.B. mittels erwärmter Umluft. Die Warenbahn 1 wird in Bereichen ihre Längskanten vor der Behandlungskammer 2 z.B. durch Aufnadeln an den Mitteln zum Transportieren befestigt, quer zu der Transportrichtung 5 gespannt und durch den Einlaufschlitz 3 in die Behandlungskammer 2 gefördert. Hier wird die Warenbahn 1 entsprechend den Anforderungen behandelt. Nach der Behandlung wird die Warenbahn 1 durch den Auslaufschlitz 4 aus der Behandlungskammer 2 geführt und einer weiteren Verarbeitung zugeführt, z.B. einer Inspektion und einer Wickelvorrichtung.
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Die Spalte der Schlitze 3, 4 sind zunächst entsprechend einer erwarteten Lage und Form der Warenbahn 1, insbesondere deren Breite und Wölbung, voreingestellt. Hierfür sind die Verstellstäbe 12 bei geradlinigem Verlauf so an alle Segmente 8 gedrückt, dass deren freie Enden 8.3 einen Teil des Schlitzes 3, 4 zwischen den Reihen der Segmente 8 als den Spalt freigeben. Weiterhin werden die zweiten Stäbe 15 derart gedreht, dass eine Wölbung des freigegebenen Teils des Schlitzes 3, 4 der erwarteten Wölbung der Warenbahn 1 entspricht. Eine Fein- und Nacheinstellung des freien Teils des Schlitzes 3, 4 erfolgt während des Einfahrens und des Betriebs der Vorrichtung durch entsprechendes horizontales Verschieben des Verstellstabes 12 insgesamt und/oder Drehen des zweiten Stabes 15.
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Das Verschieben und Verdrehen erfolgt z.B. mittels der Motore, die vorzugsweise mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung anhand von Signalen des Näherungssensors 17 angesteuert werden.
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Es ist alternativ möglich, die Segmente 8 ohne die Überlappung anzuordnen. Das Gestell, in dem die Verstellstäbe 12 und die Trägerschiene gelagert sind, ist in diesem Fall höhenverstellbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Warenbahn
- 2
- Behandlungskammer
- 3
- Einlaufschlitz
- 4
- Auslaufschlitz
- 5
- Pfeil (Transportrichtung)
- 6
- Halter
- 6.1
- Schiene
- 7
- Mittel zum Abdichten
- 8
- Segment
- 8.1
- Wandung
- 8.2
- Wandung
- 8.3
- Ende
- 9
- Steg
- 10
- Fuß
- 11
- Hinterschneidung
- 12
- Verstellstab
- 13
- Hülle
- 14
- erster Stab
- 15
- zweiter Stab
- 16
- Lagerbock
- 17
- Näherungssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10333483 A1 [0002]
- DE 10007004 A1 [0002]
- DE 1785636 A [0002]
- DE 19916411 A1 [0020]
- EP 0860355 A1 [0020]
- EP 0045713 A1 [0020]
