CH649232A5 - Pipe cleaning device through which a medium flowing in the pipeline flows and which is advanced by said medium - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rohrreinigungsgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a pipe cleaning device according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung geht von einem vorbekannten Rohrreinigungsgerät aus (DE-OS 2 746 668). Hierbei wird die Manschette mit dem Druck des durch die Rohrleitung strömenden Mediums gebläht und legt sich der Rohrleitung von innen an. Als Reinigungselemente dienen kranzförmig auf einem Meisselkopf angeordnete Meissel, die am vorderen Ende bogenförmig verlaufen und mit ihren gestreckten hinteren Enden auf Federn abgestützt sind. Der Meisselkopf wird von einem Kolben angetrieben, welcher bei grösseren Widerständen des Gerätes mit Hilfe des Mediums eine hin- The invention is based on a previously known pipe cleaning device (DE-OS 2 746 668). Here, the cuff is inflated with the pressure of the medium flowing through the pipeline and lies against the pipeline from the inside. Chisels arranged on a chisel head serve as cleaning elements, which run in an arc shape at the front end and are supported on springs with their elongated rear ends. The chisel head is driven by a piston which, with greater resistance of the device, uses the medium to
und hergehende Bewegung ausführt und dabei Schläge auf dem Meisselkopf überträgt. and executes a forward movement and thereby transfers blows to the chisel head.
Bei ansteigenden Rohrdurchmessern ergibt sich ein abnehmbarer Andruck der Meissel, deren mechanische Einwirkung damit ebenfalls nachlässt. Das Rohrreinigungsgerät hat daher unter sonst gleichen Verhältnissen bei wachsenden Rohrdurchmessern eine schlechtere Wirkung, kann also wechselnde Rohrdurchmesser auch schlechter überbrücken. Es ist daher für im wesentlichen konstante Rohrdurchmesser vorgesehen. Ausserdem kann das Gerät harte Ablagerungen schlechter als weiche Ablagerungen lösen, weil es nur axiale Schläge produziert. With increasing pipe diameters, there is a removable pressure on the chisel, which also reduces its mechanical action. The pipe cleaning device therefore has a worse effect under otherwise identical conditions with increasing pipe diameters, and is therefore also more difficult to bridge changing pipe diameters. It is therefore intended for a substantially constant pipe diameter. In addition, the device can solve hard deposits worse than soft deposits because it only produces axial impacts.
Es ist ferner ein Rohrreinigungsgerät bekannt (US-PS 2 972 156), welches eine vorlaufende und eine nachlaufende Manschette aufweist, die jeweils aus einer Grundmanschette und wenigstens einer über den Umfang mit Schlitzen versehenen Zusatzmanschette besteht, deren Durchmesser grösser als der der Grundmanschette ist. Das bekannte Gerät ist aufgrund der Doppelanordnung der Manschetten nur für Rohrleitungen brauchbar, die eine dünne Inkrustationsschicht aufweisen. Bei starken und widerstandsfähigen Inkrustationen kann sich das Reinigungsgerät leicht festsetzen, weil zunächst der inkrustierte, d.h. nicht abgereinigte Rohrleitungsabschnitt von der vorlaufenden Manschette überwunden werden muss. Die in diesem Gerät vorgesehenen Reinigungswerkzeuge werden mit gleichmässigem Druck an der Rohrinnenwand gehalten und können daher bestimmte Reinigungseffekte nicht bewirken. A pipe cleaning device is also known (US Pat. No. 2,972,156), which has a leading and a trailing collar, each consisting of a basic collar and at least one additional collar provided with slots over the circumference, the diameter of which is larger than that of the basic collar. Due to the double arrangement of the sleeves, the known device can only be used for pipes which have a thin incrustation layer. With strong and resistant incrustations, the cleaning device can easily get stuck because the incrusted, i.e. pipe section that has not been cleaned must be overcome by the leading sleeve. The cleaning tools provided in this device are held at even pressure on the inside of the pipe and therefore cannot have certain cleaning effects.
Es ist ferner ein Rohrreinigungsgerät bekannt (US-PS 2 636 202), dessen Reinigungselemente Klappen darstellen; diese sind zu mehreren kranzförmig angeordnet und geschaltet. Sie stützen sich auf dem Gerät federnd ab und bewegen sich zwischen im Prinzip einstellbaren Anschlägen. Dieses Reinigungsgerät besitzt eine abdichtend wirkende, nicht von dem Medium durchströmte Manschette. Daher kann das Gerät nur dünne Inkrustationen lösen. An den Klappen sitzen Messer, die eine schabende Wirkung auf die Inkrustationen ausüben. Sie sind deswegen zum Lösen harter Inkrustationen nicht verwendbar. A pipe cleaning device is also known (US Pat. No. 2,636,202), the cleaning elements of which represent flaps; these are arranged and switched to form a circle. They are resiliently supported on the device and move between adjustable stops. This cleaning device has a sealing sleeve that does not have the medium flowing through it. Therefore, the device can only remove thin incrustations. Knives sit on the flaps and have a scraping effect on the incrustations. Therefore, they cannot be used to loosen hard incrustations.
Bei einem weiter vorbekannten Rohrreinigungsgerät (US-PS 3 576 043) werden Manschetten verwendet, die nicht von dem Medium durchströmt sind. Die Reinigungswerkzeuge sind auf dem Gerätekörper axial verschieblich angeordnet und mit Rippen versehen, welche sowohl axial wie gegenüber der Längsachse des Gerätes geneigt angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine schabende und kratzende Bewegung herbeigeführt, wobei gleichzeitig eine Drehung des Reinigungsgerätes um seine Achse erzeugt wird. Harte Inkrustationen mit grösseren Schichtdicken lassen sich auch mit einem solchen Gerät nicht beseitigen. In a further known pipe cleaning device (US-PS 3 576 043) sleeves are used which are not traversed by the medium. The cleaning tools are arranged axially displaceably on the device body and are provided with ribs which are arranged both axially and inclined relative to the longitudinal axis of the device. In this way, a scraping and scratching movement is brought about, at the same time producing a rotation of the cleaning device about its axis. Hard incrustations with thicker layers cannot be removed with such a device.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Rohrreinigungsgerät der eingangs als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, dass bei geringem Bedarf an Medium aus der Rohrleitung selbst hart verkrustete Ablagerungen an der Rohrinnenwand vollständig beseitigt und dabei auch verschiedene Innendurchmesser der Rohrleitung überbrückt, wie sie beispielsweise in einer der Wasserhaltung in Bergwerken dienenden Steigleitung auftreten (DN 300, PN 10-160 -Innendurchmesser 270-310 mm). In contrast, the invention has for its object to design the pipe cleaning device of the type known at the outset such that even hard-encrusted deposits on the pipe inner wall are completely eliminated with a low requirement for medium from the pipe and thereby also bridges different inside diameters of the pipe, as for example in FIG a riser used for water retention in mines (DN 300, PN 10-160 - inner diameter 270-310 mm).
Beim Durchfluss des dieses Gerät vorantreibenden Wassers wird dieses Wasser über die Klappen geleitet und diese geraten in Schwingungen, die in der Grössenordnung von zwanzig Schwingungen in der Sekunde liegen. Dabei zerreis-sen die Reissborsten auf diesen Klappen die Hartverkrustun-gen in spülgerechte Teilchen von ca. 4 x 4 mm das gelöste Material wird durch das das Spülwasser bildende Druckwasser, dessen Strömungsgeschwindigkeit über den Klappen unmittelbar an der Rohrwandung in der Grössenordnung von When the water driving this device flows through, this water is passed over the flaps and these flaps start to vibrate in the order of twenty vibrations per second. The bristles on these flaps tear the hard incrustations into rinsing-ready particles of approx. 4 x 4 mm. The dissolved material is caused by the pressurized water forming the flushing water, the flow speed of which over the flaps directly on the pipe wall in the order of magnitude of
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20 m/sec liegt, erzeugt. Die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit bis in den engsten Bereich der gewölbten Klappen erhöht den dynamischen Druck und reduziert den statischen Druck. Unterhalb der Klappen ist der statische Druck um 1 bis 2 bar grösser und presst die Borsten in die Verkrustung. Die Strömung wird unterbrochen, die Klappe schlägt zurück usw. Diese Schwingbewegung wird zusätzlich durch Federn angeregt. Die gewölbte Form vermeidet weitgehend Strömungsverluste beim Beschleunigen bzw. Verzögern des Mediums über den Klappen. Das Material wird vor das Gerät gespült und abgefördert. Die Weichverkrustungen lösen sich lediglich durch den hohen Strömungsfluss und werden ebenfalls abgespült. Es hat sich gezeigt, dass für 1100 m Schachtsteigeleitung mit Anschlussleitungen nur eine Reinigungsdauer von 28 Minuten erforderlich ist. 20 m / sec is generated. The increase in flow velocity right into the narrowest area of the curved flaps increases the dynamic pressure and reduces the static pressure. Below the flaps, the static pressure is 1 to 2 bar higher and presses the bristles into the incrustation. The flow is interrupted, the valve flaps back, etc. This swinging movement is additionally stimulated by springs. The curved shape largely avoids flow losses when accelerating or decelerating the medium above the flaps. The material is rinsed in front of the device and removed. The soft incrustations only dissolve due to the high flow and are also rinsed off. It has been shown that a cleaning time of 28 minutes is required for a 1100 m shaft riser line with connecting lines.
Der vergleichsweise empfindliche Aufbau des RRR-Gerätes, wie es oben im Zusammenhang mit dem Reinhart-Reinigungsverfahren beschrieben worden ist, ist beim erfin-dungsgemässen Gerät vermieden. Das Gerät ist robust und ist allein schon aus diesem Grunde in der Lage, ohne die Gefahr des Abreissens von Gerätebestandteilen die vergleichsweise harten Verkrustungen zu lösen. The comparatively sensitive structure of the RRR device, as described above in connection with the Reinhart cleaning process, is avoided in the device according to the invention. The device is robust and for this reason alone is able to solve the comparatively hard incrustations without the risk of tearing off device components.
Es ist möglich, nur bei jeder zweiten Klappe eine Feder vorzusehen und dan den dazwischenliegenden Klappen seitliche Ansätze anzubringen, die sich über die unter Federwirkung stehenden Klappen legen. Sie erhalten damit im wesentlichen gleiche oder ähnliche Antriebsimpulse wie die unter Federkraft stehenden Klappen und es sind eine der wenigen etwas anfälligeren Elemente, nämlich die Federn in ihrer Anzahl bedeutend verringert. Anstelle der radialen Federanordnung ist auch die axiale Anordnung möglich. It is possible to provide a spring only for every second flap and then to attach side flaps to the flaps in between, which overlap the spring-loaded flaps. You get essentially the same or similar drive impulses as the spring-loaded flaps and they are one of the few somewhat more susceptible elements, namely the number of springs is significantly reduced. Instead of the radial spring arrangement, the axial arrangement is also possible.
Die Manschette kann in weiterer Ausbildung aus einer Grundmanschette von in etwa dem Durchmesser des zu reinigenden Rohres und wenigstens einer über den Umfang mit Schlitzen versehenen Zusatzmanschette bestehen, deren Durchmesser grösser als der der Grundmanschette ist. Auf diese Weise erfolgt eine bessere Abdichtung und eine stärkere Bündelung der Strömungen des Druckwassers, wodurch sich der Wirkungsgrad des erfmdungsgemässen Gerätes erheblich verbessern lässt. In a further embodiment, the cuff can consist of a basic cuff of approximately the diameter of the pipe to be cleaned and at least one additional cuff which is provided with slots over the circumference and whose diameter is larger than that of the basic cuff. In this way, there is a better sealing and a stronger concentration of the flows of the pressurized water, which can significantly improve the efficiency of the device according to the invention.
Auf dem Verbindungsteil können in axialem Abstand zwei Kränze von unter Federkraft stehenden und mit Reiss-dornen bestückten Klappen vorgesehen sein, was nicht nur den Wirkungsgrad des Gerätes erhöht, sondern auch seine Führung bei seiner Wanderung durch die zu reinigende Rohrleitung günstig beeinflusst. On the connecting part, two rings of flaps, which are under spring force and equipped with tearing pins, can be provided at an axial distance, which not only increases the efficiency of the device, but also has a favorable influence on its guidance during its migration through the pipeline to be cleaned.
Die Klappen lassen sich in weiterer Ausbildung der Erfindung mit einem sich auf dem Verbindungsteil legenden Begrenzungsanschlag versehen, der gegebenenfalls einstellbar ist. In a further embodiment of the invention, the flaps can be provided with a limit stop which lies on the connecting part and which can be adjusted if necessary.
Am vorderen Ende des Verlängerungsteils kann eine Zugöse vorgesehen sein. A towing eye can be provided at the front end of the extension part.
Das erfindungsgemässe Gerät reinigt auch Rohrleitungen, die mit härtesten Inkrustierungen belegt sind. Das Reinigungsgerät ist ohne Beeinträchtigung der Reinigungswirkung den verschiedensten Rohrdurchmessern anpassbar. Die Kosten für die Erstellung eines solchen Reinigungsgerätes lassen sich auf ein Minimum halten. Die Betriebskosten liegen ausserordentlich niedrig. Neben diesen wirtschaftlichen Vorteilen ergeben sich auch erhebliche technische Vorteile. Es ist gelungen, mit dem erfmdungsgemässen Gerät auch Hartverkrustungen in einer Steigeleitung zu lösen. Damit kann die als höchst problematisch anzusehende chemische Reinigung mit den mit ihr zwangsläufig verbundenen erheblichen Kosten vermieden werden. The device according to the invention also cleans pipelines which are covered with the toughest incrustations. The cleaning device can be adapted to a wide range of pipe diameters without affecting the cleaning effect. The costs for creating such a cleaning device can be kept to a minimum. The operating costs are extremely low. In addition to these economic advantages, there are also significant technical advantages. It has also been possible to use the device according to the invention to remove hard incrustations in a riser. This means that chemical cleaning, which is considered to be extremely problematic, with the inevitable associated costs, can be avoided.
Es ist mit dem erfmdungsgemässen Gerät eine häufige Reinigung der Steigeleitungen möglich, was zu einer Energieeinsparung an den Pumpen führt, weil ein geringerer Frequent cleaning of the risers is possible with the device according to the invention, which leads to energy savings on the pumps because less
Pumpendruck ausreichend ist und damit ein erhöhter Wirkungsgrad der Pumpen erzielt werden kann. Auch Untertage verlegte Leitungen lassen sich mit dem erfmdungsgemässen Gerät ausserordentlich billig säubern. Schliesslich kann durch häufig aufeinanderfolgend durchgeführte Reinigung mit dem erfmdungsgemässen Gerät der Aufwand an Impf-massnahmen gegebenenfalls eingeschränkt werden. Pump pressure is sufficient and an increased efficiency of the pumps can be achieved. Lines laid underground can also be cleaned extremely cheaply with the device according to the invention. Finally, the effort required for vaccination measures can be limited, if necessary, by cleaning the device according to the invention that is carried out frequently in succession.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Einsatzes des erfmdungsgemässen Gerätes; 1 shows a schematic diagram to explain the use of the device according to the invention;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfmdungsgemässen Reinigungsgerätes; 2 shows a perspective illustration of a preferred embodiment of the cleaning device according to the invention;
Fig. 3 eine Stirnansicht des erfmdungsgemässen Reinigungsgerätes im Einsatz in einem Rohr, das strichpunktiert schematisch angedeutet ist; 3 shows an end view of the cleaning device according to the invention in use in a tube, which is indicated schematically by dash-dotted lines;
Fig. 4 jeweils im Schnitt in der linken Hälfte eine Klappe mit Anlage der Reissborsten an der Innenwand des Rohres und auf der rechten Seite die beispielsweise durch ein Hindernis verschwenkte Klappe und Fig. 4 each in section in the left half of a flap with abutment of the bristles on the inner wall of the tube and on the right side the flap pivoted, for example, by an obstacle and
Fig. 5 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine andere Ausführungsform. Fig. 5 in the representation corresponding to Fig. 1 shows another embodiment.
In der zu reinigenden Rohrleitung 1 ist das erfindungsgemässe Gerät 2 eingesetzt, das aus einem dem Wasserdruck, wie er durch die Vielzahl von Pfeilen angedeutet ist, ausgesetzten Antriebsteil 3 und einem Reinigungsteil besteht, der sich beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus zwei Reinigungsteilen 4, 5 zusammensetzt. Beide sind, wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, im wesentlichen gleich aufgebaut und befinden sich auf einem Verbindungsteil 6, der an seinem hinteren Ende den Antriebsteil 3 enthält und am vorderen Ende mit einer Zugöse 7 versehen sein kann. Gegebenenfalls kann auch am hinteren Ende eine Öse 8 vorgesehen werden. In the pipeline 1 to be cleaned, the device 2 according to the invention is used, which consists of a drive part 3 exposed to the water pressure, as indicated by the large number of arrows, and a cleaning part which, in the exemplary embodiment shown, is composed of two cleaning parts 4, 5. Both are, as can be seen in FIGS. 1 and 2, constructed essentially the same and are located on a connecting part 6, which contains the drive part 3 at its rear end and can be provided with a towing eye 7 at the front end. If necessary, an eyelet 8 can also be provided at the rear end.
Der Druck des strömenden Mediums, bei dem es sich im allgemeinen um Wasser handeln wird, wirkt auf die beiden hintereinandergesetzten Manschetten 9, 10, die zwischen entsprechenden Befestigungsplatten 11,12 am hinteren Ende des Verbindungsteiles festgeklemmt sind. In Fig. 2 ist die Befestigungsplatte 11 zu erkennen, auf die sich die Manschette 9 legt. Man erkennt bei der Manschette 10, dass sie über den Umfang verteilt radiale Schlitze 13 aufweist, so dass sich die entsprechenden Manschettensektoren 14, wie aus Fig. 1 ersichtlich, nach hinten abdichtend an die Rohrwand anlegen können, zwischen diesen einzelnen Sektoren jedoch Durchflussräume für das strömende Medium verbleiben, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Die beiden Reinigungsteile 4, 5 sind in ihrem Aufbau identisch. The pressure of the flowing medium, which will generally be water, acts on the two cuffs 9, 10 placed one behind the other, which are clamped between corresponding fastening plates 11, 12 at the rear end of the connecting part. In Fig. 2 the mounting plate 11 can be seen, on which the cuff 9 lies. It can be seen in the sleeve 10 that it has radial slots 13 distributed over the circumference, so that the corresponding sleeve sectors 14, as can be seen in FIG. 1, can seal against the pipe wall in a rearward manner, but flow spaces for these between these individual sectors flowing medium remain, as indicated by the arrows. The structure of the two cleaning parts 4, 5 is identical.
Wie man aus Fig. 3 erkennt, sind auf dem rohrförmigen vorne geschlossenen Verbindungsteil 6 sowohl vorne im Bereich des vorderen Reinigungselementenkranzes als auch hinten im Bereich des hinteren Reinigungselementenkranzes, entsprechende Ohren 15,16 aufgeschweisst, die einen Ansatz 17 (Fig. 4) schwenkbar lagern, an dem die U-förmigen Querschnitt aufweisenden Klappen 18 (vgl. auch Fig. 4) tragen. Auf diesen Klappen sitzen Reissborsten in Form von Stiften 19 bzw. bügeiförmigen Elementen 20, wie sie besonders deutlich in Fig. 2 erkennbar sind. Die Klappen weisen im Inneren einen Zapfen 21 auf (vgl. Fig. 4), über den das eine Ende einer Druckfeder 22 gesetzt ist, deren anderes Ende über einen Zapfen 23 greift, der auf dem Verbindungsstück 6 angeschweisst ist. Die Klappen 18 werden somit, wie Fig. 4 deutlich erkennen lässt, gegen die Innenwand des Rohres 1 angedrückt, können aber gegen die Wirkung der Feder 22, wie der rechte Teil der Fig. 4 zeigt, entsprechend dem angetroffenen Widerstand ausgelenkt werden. As can be seen from FIG. 3, corresponding ears 15, 16 are welded onto the tubular connecting part 6 closed at the front both in the front in the area of the front cleaning element ring and in the rear in the area of the rear cleaning element ring, which pivotally support a shoulder 17 (FIG. 4) , on which the U-shaped cross-section flaps 18 (see also FIG. 4) carry. Rice bristles in the form of pins 19 or bow-shaped elements 20, as can be seen particularly clearly in FIG. 2, sit on these flaps. The flaps have a pin 21 on the inside (see FIG. 4) over which one end of a compression spring 22 is placed, the other end of which engages over a pin 23 which is welded onto the connecting piece 6. The flaps 18 are thus, as can be clearly seen in FIG. 4, pressed against the inner wall of the tube 1, but can be deflected against the action of the spring 22, as the right part of FIG. 4 shows, in accordance with the resistance encountered.
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Wie man aus Fig. 3, aber auch aus Fig. 2 erkennt, sind an den nicht unter der Wirkung einer Feder 22 stehenden Klappen Ansätze, 24,25 angeschweisst, die sich über die unter der Wirkung einer Feder stehenden Klappen legen, so dass das gesamte Klappensystem unter die Wirkung der Federn gestellt ist. As can be seen from FIG. 3, but also from FIG. 2, approaches 24, 25 are welded to the flaps that are not under the action of a spring 22, which overlap the flaps that are under the action of a spring, so that the entire flap system is placed under the action of the springs.
Aus Fig. 2 lässt sich bei dem hinteren Kranz 4 erkennen, dass die Klappen Anschläge 26 am Ende des Ansatzes 17 aufweisen, die die radiale Erstreckung der Klappen nach aussen begrenzen. From the rear rim 4 it can be seen from FIG. 2 that the flaps have stops 26 at the end of the shoulder 17, which limit the radial extension of the flaps outwards.
Ist das erfindungsgemässe Gerät in geeigneter Weise in die zu reinigende Rohrleitung eingesetzt, dann wird gegen seinen Antriebsteil von rückwärts, wie in Fig. 1 durch die Vielzahl paralleler Pfeile angedeutet, das unter Druck stehende Medium, vorzugsweise Druckwasser aufgegeben, das das Reinigungsgerät in Rohrachsrichtung vor sich hertreibt. If the device according to the invention is inserted in a suitable manner into the pipeline to be cleaned, then the pressurized medium, preferably pressurized water, which the cleaning device faces in the direction of the pipe axis, is applied to its drive part from the rear, as indicated in FIG. 1 by the large number of parallel arrows drifts.
Durch das zwischen den Zwischenräumen 13 nach vorne austretende Wasser werden die Klappen in Schwingungen versetzt, wie es in Fig. 1 durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Dabei schlagen die Reissborsten 19,20 gegen die Inkrustationen und lösen diese ab. Das Druckwasser spült diese Inkrustationen nach vorne weg, da die Hartverkrustungen durch die Reissborsten in spülgerechte Teilchen zerkleinert werden. The flaps are caused to vibrate by the water emerging to the front between the spaces 13, as is indicated in FIG. 1 by the double arrows. The rice bristles 19, 20 hit and detach the incrustations. The pressurized water rinses these incrustations away to the front, since the hard incrustations are broken down into particles suitable for washing by the bristles.
Die auf der Hartverkrustung aufsitzende Weichverkru-stung wird lediglich durch den hohen Strömungsfluss über und um die Klappen abgelöst und abgespült. The soft incrustation on the hard incrustation is only detached and rinsed off by the high flow flow over and around the flaps.
Das Gerät nach Fig. 5 ist vereinfacht. Seine Innenmanschette 28 stützt sich über die Federn 22 auf Anschlagscheiben 29 ab, welche auf Bolzen 30 mit Sperrmutter oder Splint sitzen. 5 is simplified. Its inner sleeve 28 is supported via the springs 22 on stop disks 29 which are seated on bolts 30 with a locking nut or split pin.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |