DE1042346B - Method for producing interlocking connections for steel sheet piles - Google Patents
Method for producing interlocking connections for steel sheet pilesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Beim Herstellen von Halsverengungen an ausgewalzten Schloß- bzw. Nutkanälen für Stahlspundbohlen wurden bisher die zur Klauenbildung notwendigen Schloßleisten bzw. Verdickungen nach dem Auswalzen umgelegt, umgebogen bzw. umgeknickt.When producing neck constrictions on rolled lock or groove channels for steel sheet piles So far, the lock strips or thickenings required for claw formation after rolling out were folded over, bent or bent over.
Bei einem solcihen Verfahren wurde der verdickt und abgebogen ausgewalzte Lappen der Schloßleiste in einer vor dem Walzwerk angeordneten Drallvorrichtung um eine Leiste umgeknickt.In one such process, the flap of the lock bar, which had been rolled out and rolled out, was thickened bent around a bar in a twisting device arranged in front of the rolling mill.
Die Herstellung kann auch in der Weise erfolgen, daß die Schloßverbindungen aufgeklappt ausgewalzt und anschließend zusammengebogen werden. Beim Herstellen von Halsverengungen an Nutkanälen für Stahlschwellen wird in einer Schmiedepresse durch Querverschieben von Längsrippenteilstücken an einer schrittweise sich senkrecht hierzu bewegenden Stahlschwelle eine kurze, ständig unterbrochene Halsverengung der ausgewalzten Längsnut auf die Breite der Preßstempel um einen Kaliberdorn erzielt. Durch schrittweises Abquetschen bzw. Querstaudhen von stehengebliebenen Restrippenteilen senkrecht zum Walzendruck mit Hilfe von ringförmig angeordneten und querverschiebend wirkenden Preßstempeln wird eine Zwischenform gebildet, die in einer hinter dem Walzwerk gelagerten Umlegevorrichtung um einen Kaliberdorn zu einem Hakenstück umgebogen wird.The production can also take place in such a way that the lock connections are rolled out in the unfolded position and then bent together. When producing neck constrictions on groove channels for Steel sleepers are made in a forging press by moving longitudinal rib sections on a Gradually perpendicular to this, the steel sleeper creates a short, continuously interrupted narrowing of the neck achieved the rolled longitudinal groove to the width of the ram around a caliber mandrel. By Step-by-step squeezing off or transverse jamming of remaining parts of the ribs perpendicular to the Roller pressure with the help of annularly arranged and transversely acting press rams is an intermediate form is formed, which is mounted in a folding device behind the rolling mill by one Caliber mandrel is bent into a hook piece.
Bekanntlich hat das Walzgut senkrecht zur Walzfaser eine Festigkeitsverminderung von etwa 25 °/o gegenüber der Festigkeit parallel zur Walzfaser. Wenn also ein nachträgliches, scharfes Umbiegen, Umknicken oder Umlegen, z. B. der Schloßleiste, parallel zur Walzfaser erfolgt, dann wird die Dehnung in der Außenhaut der konvexen Begrenzungsfläche und senkrecht zur Walzfaser so groß, daß einmal wegen dieser übertrieben stark gestreckten Dehnung und zum anderen wegen der weitaus geringeren Festigkeit des Baustoffes senkrecht zur Walzfaser Längsrisse auftreten. Hierdurch werden die Sehloßverbindungen sehr wesentlich geschwächt und das Widerstandsmoment der Spundwand ganz erheblich -herabgesetzt. Auch die Wasserdichtigkeit einer aus solchen Bohlen hergestellten Spundwand ist nicht mehr gewährleistet, wenn eine Schloßverbindung versagt.It is known that the rolling stock has a strength reduction of about 25% perpendicular to the rolled fiber compared to the strength parallel to the rolled fiber. So if a subsequent, sharp bending, buckling or turning over, e.g. B. the lock bar, takes place parallel to the rolled fiber, then the elongation in the outer skin of the convex boundary surface and perpendicular to the rolled fiber so large that once because of this exaggerated stretch and on the other hand because of the much lower strength Longitudinal cracks occur in the building material perpendicular to the rolled fiber. This will make the lock connections very much weakened and the section modulus of the sheet pile wall very considerably reduced. The watertightness of a sheet pile wall made from such planks is no longer guaranteed either. when a lock connection fails.
Während ein nachträgliches, allmähliches und bogenförmiges Umbiegen auf lange Strecken, z. B. das bogenförmige Umbiegen von Flanschen bzw. Stegen bei Stahlspundbohlen, nach dem Auswalzen von Profilen keine ins Auge fallenden Nachteile mit sich bringt, ist das nachträgliche scharfe Umlegen, Umknicken oder Umbiegen auf kurze Strecken, z. B. für Schloßteile von Stahlspundbohle^ sehr gefährlich.While a subsequent, gradual and arcuate bending over long distances, e.g. B. the curved bending of flanges or webs in steel sheet piles after rolling out Profiles does not have any noticeable disadvantages, is the subsequent sharp turning over, kinking or bending over short distances, e.g. B. for lock parts of steel sheet pile ^ very dangerous.
Das aMmählche uod bogenförmige Umbiegen z. B. der Schloßseite ist aber für Schloß verbindungen, die aus statischen Gründen eine gedrungene Form habenThe aMählche uod arched bending z. B. the lock side is for lock connections that have a compact shape for static reasons
von Schloßverbindungenof lock connections
für Stahlspundbohlenfor steel sheet piles
Anmelder:Applicant:
Dr.-Ing. Kurt Schroeder, Saarbrücken,
Neffstr. 19Dr.-Ing. Kurt Schroeder, Saarbrücken,
Neffstr. 19th
Dr.-Ing. Kurt Schroeder, Saarbrücken,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Kurt Schroeder, Saarbrücken,
has been named as the inventor
müssen, nicht zweckmäßig, da das Schloß dann zu groß wird. Auch diie Wasserdichtigkeit eines Schlosses läßt eine starke Beweglichkeit im Schloß, die bei weitläufigen, also* großen SchloBvesrbindimgen immer auftritt, nicht zu.have to, not appropriate, as the castle will then be too big. Also the watertightness of a lock leaves a strong mobility in the lock, which always occurs with extensive, i.e. large locks, not to.
An Schloßverbindungen für Stahlspundbohlen sind folgende Bedingungen zu knüpfen:The following conditions must be attached to interlock connections for steel sheet piles:
1. große Zugfestigkeit (etwa 1,3 t/cm),1. great tensile strength (about 1.3 t / cm),
2. große Schubfestigkeit,2. great shear strength,
3. große Drehsteiingkeit,3. great torsional stiffness,
4. große Wasserdichtigkeit.4. Great water resistance.
Diese Bedingungen können erfüllt werden durch eine gedrungene Schloßverbindung, die ein geringes, inneres Biegungsmoment gewährleistet.These conditions can be met by a compact lock connection, which has a low, internal bending moment guaranteed.
Das Auswalzen der Schloßleiste geschieht, wie vorher erwähnt, oft in einem geschlossenen Kaliber. Zur Kalibrierung ist ein tiefer, schmaler Einschnitt in eine Walze notwendig. Dieser Einschnitt schwächt die Walze stark und hat oft Walzenbrüche zur Veranlassung. Da die Schloßleiste, wie bisher üblich, eine schlanke Ouerstihnittsgestaltung hat — um das nachträgliche Umknicken zu erleichtern ·—, ist es schwierig, das glühende Walzgut während des Walzvorganges in diese schmale Kalibrierung einzubringen. Auch erkaltet das Walzgut an dieser Stelle infolge des schlanken Querschnittes der Schloßleiste rasch ab. Die vorzeitige Erkaltung bringt es wieder mit sich, daß das nachträgliche scharfe Umknicken der Schloßleiste die Rissebildung in der Längsrichtung der Bohle fördert.As mentioned above, the locking bar is often rolled out in a closed caliber. To the Calibration requires a deep, narrow incision in a roller. This incision weakens them The roller is strong and often causes roller breakage. Since the lock bar, as usual, a has slim Ouerstihnittsgestaltung - about the subsequent To facilitate twisting · -, it is difficult to remove the glowing rolling stock during the rolling process to be brought into this narrow calibration. The rolling stock also cools at this point as a result of the slim cross-section of the lock bar quickly. The premature cooling brings it back with it, that the subsequent sharp buckling of the lock bar the formation of cracks in the longitudinal direction of the Bohle promotes.
Bei einer U-förmigen Spundbohle, die eine keilförmige Schloßleiste aufweist, wird zum nachträglichen, leichteren Umlegen zwecks Bildung der Schloßklaue der Wurzelquerschnitt der Schloßleiste besonders geschwächt. Das Umlegen der Schloßleiste wirkt sich konzentriert nur an dieser Stelle aus. Der BaustoffIn the case of a U-shaped sheet pile, which has a wedge-shaped interlocking strip, a subsequent, easier turning for the purpose of forming the lock pawl, the root cross-section of the lock strip is particularly weakened. Turning the lock bar has a concentrated effect only at this point. The building material
80S 661/17780S 661/177
wird an der konvexen Außenseite der Schloßleiste stark überbeansprucht, und es können infolge der ungewöhnlichen Dehnung die erwähnten Längsrisse entstehen. Das nachträgliche Umknicken der Schloßleiste gerade an dieser Stelle bringt noch einen anderen Nachteil mit sich. Die Fußaußenkante der Schloßleiste wird stark abgerundet. Beim Zusammenbau der Spundwand entsteht infolgedessen ein breiter Spalt, da die abgerundete Fußaußenkante nicht zum satten Anliegen an die Nachbarbohle kommt. Ein Zusammenschweißen zu Doppel- und Dreierbohlen ist wegen dieses Nachteiles sehr schwierig.is heavily overstressed on the convex outside of the lock bar, and it can be due to the unusual Elongation the mentioned longitudinal cracks arise. The subsequent buckling of the lock bar just at this point it has another disadvantage. The outer edge of the lock strip is strongly rounded off. As a result, when assembling the sheet pile wall, a wide gap is created, because the rounded outer edge of the foot does not come into full contact with the neighboring plank. A weld together double and triple piles is very difficult because of this disadvantage.
Eine gedrungene Sehloßverbindung läßt sich wirtschaftlich nur durch ein Stauchverfahren herstellen, das jede Rissebildung in der Längsrichtung der Sehloßverbindung ausschließt. Es ist bekannt, an Blechkanten Verdickungen für Schloßverbindungen durch Stauchung herzustellen. Unter Anwendung dieser Herstellungsart auf Schloßverbindungen an Spundwandbohlen werden die vorstehend erwähnten Nachteile beim Herstellen der bekannten Schloßverbindungsformen durch das Staucihverfahren nach der Erfindung vermieden.A compact lock connection can only be produced economically by means of an upsetting process, that excludes any crack formation in the longitudinal direction of the lock connection. It is known to Produce sheet metal edges thickening for lock connections by upsetting. Using this The above-mentioned disadvantages are produced on interlocking connections on sheet pile piles in the production of the known lock connection forms by the stowing method according to the invention avoided.
Die Kalibrierung der Schloßleisten bzw. der Flansche geschieht in zwei Walzen. Ein Einschneiden der Kalibrierung in nur eine Walze findet nicht statt. Es können also aus diesem Grunde keine Walzenbrüche erfolgen. Der Baustoff oder das Walzgut kann während des Walzens bequem an die erforderlichen Stellen hineingeknetet werden. Die ausgewalzten Schloßleisten sind jetzt beliebig stark bzw. dick und entsprechend verhältnismäßig kurz. Ein vorzeitiges Abkühlen kann deshalb nicht eintreten. Die bisherigen Schloßleisten sind im allgemeinen schmal und lang.The calibration of the lock bars or the flanges takes place in two rollers. Cutting into the Calibration in just one roller does not take place. For this reason there can be no roll breakage take place. The building material or the rolling stock can be conveniently moved to the required places during rolling be kneaded into it. The rolled-out lock strips are now as strong or as thick as you want and accordingly relatively short. Premature cooling cannot therefore occur. The previous Lock bars are generally narrow and long.
Nach dem Auswalzen der gesamten Spundbohle erfolgt lediglich das im Nachgang beschriebene Stauchen im allgemeinen durch örtlichen Walzendruck bei einem weiteren Durchgang der ausgewalzten Spundbohle.After the entire sheet pile has been rolled out, only the upsetting process described below takes place generally by local roller pressure in a further pass of the rolled Sheet pile.
Beim Stauchen zum Herstellen der Halsverengungen an U-förmig ausgewalzten Schloß- bzw. Nutkanälen mit etwa parallelen Schenkeln wird der Baustoff durch die angreifenden Stauchkräfte in Richtung der Wurzel der Schenkel oder der Schloßleiste gedrängt. Dabei werden die unterschneidenden Verdickungen an den freien Köpfen der Schloßleisten und der Schenkel infolge Verkürzen derselben gebildet, ohne daß Dehnungen entstehen. Aus dem Grunde können keine Längsrisse auftreten.When upsetting to produce the neck constrictions on U-shaped rolled lock or groove channels with roughly parallel legs, the building material is moved by the acting compressive forces in the direction of the Root of the legs or the lock bar pushed. Thereby the undercutting thickenings formed on the free heads of the lock strips and the legs as a result of shortening the same without Stretching occurs. For this reason, no longitudinal cracks can occur.
Der Baustoff selbst wird durch die Stauchung verdichtet und vergütet, und die Festigkeit der Sehloßverbindung wird wesentlich erhöht.The building material itself is compressed and tempered by the compression, and the strength of the lock connection is increased significantly.
Während des Anstauchens wird der freie L- oder T-förmige Querschnitt des Schloß- bzw. Nutkanals durch Innenabstützen gewährleistet.During the upsetting, the free L- or T-shaped cross-section of the lock or groove channel becomes guaranteed by internal supports.
Eine andere Möglichkeit der Herstellung besteht darin, daß das Anstauchen durch die Schenkelenden in Werkstückslängsrichtung überwanderndes Pressen oder Hämmern erfolgt.Another possibility of production is that the upsetting through the leg ends Pressing or hammering takes place in the longitudinal direction of the workpiece.
Auch ka.nn das Werkstück unter feststehenden Pressen oder Hämmern längsverfahren werden.The workpiece can also be moved lengthways using fixed presses or hammers.
Die Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens an U-, Z-, I- oder T-förmigen Stahlspundbohlen besteht darin, daß zum Innenabstützen eine im Schloß- oder Nutkanal gleitende, vor der Stauchstelle gelenkig gelagerte Zunge vorgesehen ist.The device for performing the method on U-, Z-, I- or T-shaped steel sheet piles consists in that for internal support a sliding in the lock or groove channel, articulated in front of the upsetting point Tongue is provided.
Um das Verfahren bei I-förmigen Stahlspundbohlen an den Flanschenenden anwenden zu können, werden zum Innenabstützen einseitig gelagerte Kragwalzen, die sich selbst gegenseitig abstützen, angeordnet.In order to be able to use the method with I-shaped steel sheet piles at the flange ends cantilever rollers mounted on one side for internal support, which support each other, are arranged.
Zweckmäßigerweise werden zum Überwandern des Werkstückes die erforderlichen Pressen oder Hammer bzw. die Zunge oder die Kragwalzen auf einem längs der Spundbohle beweglichen Fahrwerk gelagert.Appropriately, the required presses or hammers are used to hike over the workpiece or the tongue or the cantilever rollers are mounted on a chassis movable along the sheet pile.
Die durch Stauchung gebildeten Verdickungen erstrecken sich kontinuierlich über die ganze Länge der Spundbohle und erzielen bei einem Zusammenbau zu einer Spundwand den festen und sicheren Zusammenhalt von Bohle zu Bohle.The thickenings formed by upsetting extend continuously over the entire length of the Sheet pile and achieve a firm and secure cohesion when assembled into a sheet pile wall from plank to plank.
Aus Abb. 1 ist ersichtlich, wie bei einer I-förmigen Stahlspundbohle aus den Flanschen- bzw. Schenkelenden/ durch in Richtung der Schenkel angreifende Stauchkräfte die unterschnittenen, L-förmigen Verdickungen η gebildet werden. Die Innenabstützung der Flansche / und der Verdickungen η wird durch einseitig gelagerte Kragwalzen e ermöglicht (Abb. 3). Diese Kragwalzen e greifen hinter die unterschnittenen Teile der Flansche f oder der Verdickungen η, stellen die innere Formgebung derselben sicher und stützen sich gegenseitig ab.From Fig. 1 it can be seen how, in an I-shaped steel sheet pile, the undercut, L-shaped thickenings η are formed from the flange or leg ends / by compressive forces acting in the direction of the legs. The internal support of the flanges / and the thickenings η is made possible by cantilever rollers e mounted on one side (Fig. 3). These cantilever rollers e grip behind the undercut parts of the flanges f or the thickenings η, ensure the internal shape of the same and support one another.
Die Außenfläche w der aus diesen I-förmigen Spundbohlen gebildeten Spundwand ist vollkommen glatt. Anliegende Schiffe können also nicht hängenbleiben (Abb. 2). Bei den bisherigen I-förmigen Spundbohlen springen die Schloßverbindungen vor die Spundwandflucht und können hierdurch leicht Beschädigungen verursachen. Aus Abb. 2 sind auch die durch in Richtung der Schloßleiste s wirkende Stauchkräfte hergestellten, unterschnittenen Verdickungen η an einer T-förmigen Schloßkammer ersichtlich.The outer surface w of the sheet pile wall formed from these I-shaped sheet piles is completely smooth. Adjacent ships cannot get stuck (Fig. 2). In the previous I-shaped sheet piles, the interlocking connections jump in front of the sheet pile alignment and can easily cause damage as a result. FIG. 2 also shows the undercut thickenings η on a T-shaped lock chamber produced by upsetting forces acting in the direction of the lock bar s.
Abb. 5 zeigt die Herstellung der Sehloßverbindung für eine U-förmige Stahlspundbohle. Aus der Schloßleiste s werden durch in Richtung derselben wirkende Stauchkräfte z. B. durch örtlichen Walzendruck die unterschnittenen Verdickungen η gebildet. Die Schloßleiste s erhält hierdurch einen T-förmigen Querschnitt. Die zur Innenabstützung angeordnete Zungen verhindert das Eindringen des Baustoffes während der Stauchung in die Schloßklaue (Abb. 4).Fig. 5 shows the production of the lock connection for a U-shaped steel sheet pile. From the lock bar s are acting in the direction of the same upsetting forces z. B. the undercut thickenings η formed by local roller pressure. This gives the lock strip s a T-shaped cross section. The tongues, which are arranged for internal support, prevent the building material from penetrating the lock claw during compression (Fig. 4).
Abb. 6 stellt ebenfalls die Schloßklaue einer U-förmigen Stahlspundbohle dar. Aus der Schloßleiste s wird z. B. durch örtlichen Walzendruck, der in Richtung der Sohloßleiste s angreift, die unterschrittene, L-förmige Verdickung η hergestellt. Eine Zunge ζ garantiert die Innenabstützung des freien Querschnittes der Schloßklaue. Der Wurzelquerschnitt q der Schloßleiste s ist beliebig stark. Die Fußaußenkante a der Sdhloßleiste s wird bei Anwendung des Stauchverfahrens schiarf rechtwinklig ausgewalzt (Abb. 6). Sie liegt beim Rammen 'einer Spundwand satt an der Nachbarbohle an und gestattet außerdem ein sicheres Verschweißen.Fig. 6 also illustrates the lock claw of a U-shaped steel sheet pile. From the hinge bar is z s. B. by local roller pressure, which acts in the direction of the sole plate s , the undershot, L-shaped thickening η produced. A tongue ζ guarantees the inside support of the free cross-section of the lock claw. The root cross section q of the lock bar s is arbitrarily strong. The outer foot edge a of the lock strip s is rolled out at a sharp right angle when using the upsetting process (Fig. 6). When ramming a sheet pile wall, it lies snugly against the neighboring pile and also allows safe welding.
In ihrem freien Gleitende besteht die Zunge 2 aus schwerschmelzbarem Wolframstahl. Die Zungenspitze ist auswechselbar.In its free sliding end, the tongue 2 consists of refractory tungsten steel. The tip of the tongue is exchangeable.
Abb. 7 stellt eine gestauchte Sehloßverbindung für eine Z- bzw. U-förmige Spundbohle dar. An Stelle des senkrecht zum Walzgut wirkenden örtlichen Walzendrucks können auch Pressen oder schnellschlagende Hämmer verwandt werden, die die Stauchung in Richtung der Schloßleiste s bewerkstelligen. Abb. 8 veranschaulicht eine gestauchte Sehloßverbindung für eine I-förmige Spundbohle, Das Hauptmerkmal der Erfindung ist, daß nach dem fertigen Auswalzen der Stahlspundbohle das örtliche Stauchverfahren einsetzt. Die im allgemeinen mit parallelen, seitlichen Begrenzungsflächen ausgewalzten Flansche bzw. Schenkel f oder Schloß leisten s weisen nach der Durchführung der Stauchung Verdickungen η auf, die unterschnitten sind, ohne daß irgendwelche SchloßteileFig. 7 shows an upset key connection for a Z or U-shaped sheet pile. Instead of the local roller pressure acting perpendicular to the rolling stock, presses or quick-hitting hammers can also be used to compress in the direction of the lock bar. Fig. 8 illustrates an upset socket joint for an I-shaped sheet pile. The main feature of the invention is that after the steel sheet pile has been rolled out, the local compression process begins. The generally rolled out with parallel, lateral boundary surfaces of flanges or legs f or lock afford s point after performing the compression η thickenings which are undercut, without any cams
anschließend, wie bisher üblich, zu ihrem Nachteil umgeknickt, umgelegt oder umgebogen werden müssen. Die Flansche / oder Sdhloßleisten s werden also an den freien Kopfenden durcih die Stauöhung in ihrer Ouerschnittsgestaltung wesentlich geändert, sie werden in ihrer Länge verkürzt, in ihrer Breite stark verdickt und einwärts unterschnitten.then, as was customary up to now, have to be bent, folded or bent over to their disadvantage. The flanges / or lock strips s are thus significantly changed at the free head ends by the stowage opening in their cross-section design, they are shortened in length, greatly thickened in width and undercut inwards.
Bisher wurde die Querschnittsgestaltung der Schloßleiste bei der Bildung der Schloßklaue nicht geändert, d. h., die seitlichen Begrenzungsflächen der Schloßleiste blieben nach dem Umlegen, Umbiegen oder Umknicken derselben parallel bzw. die Schloßleiste hatte die gleiche Gestaltung wie vorher. Die Länge und die Breite der Schloßleiste waren bisher, im Querschnitt gesehen, nach dem Umlegen dieselben.So far, the cross-sectional design of the lock bar in the formation of the lock claw was not changed, d. That is, the lateral boundary surfaces of the lock bar remained after folding over, bending over or bending the same parallel or the lock bar had the same design as before. the The length and width of the lock bar, seen in cross section, were previously the same after being turned.
Zum besseren Eingreifen der Walzen ist es unter Umständen zweckmäßig, aber nicht zur Erfindung gehörig, die Schloßleiste J in bekannter Weise während des Walzens der Spundbohle abzubiegen. Vor der Stauchung wird die Schloßleiste s geradegerichtet. Bei dem Auswalzen kann eine bekannte Verbreiterung an dem freien Ende der Schloßleiste s mitangewalzt werden. Diese Verbreiterung bietet nach dem Geraderichten der Stihloßleiste eine bessere Ansatzmögliehkeit für die Durchführung der Stauchung (Abb. 6). Infolge der Verbreiterung wird die Wärme in dem Kopf der Schloßleiste noch langer gehalten. Die Schloßleiste bleibt auf diese Weise besonders weich und knetbar und läßt sich leicht stauchen.For better engagement of the rollers, it may be useful, but not part of the invention, to bend the interlocking strip J in a known manner during the rolling of the sheet pile. Before the upsetting, the lock bar s is straightened. When rolling, a known widening can also be rolled at the free end of the lock bar s. This widening offers after straightening the stem lock bar a better possibility of starting the compression (Fig. 6). As a result of the widening, the heat in the head of the lock bar is retained even longer. In this way, the lock bar remains particularly soft and kneadable and can be easily compressed.
Alle Schloßverbindungen haben senkrecht zur Hauptzugrichtung stehende Anschlagflächen. Infolge ihrer gedrungenen Gestaltung können sie wesentlich größere Zugkräfte aufnehmen. Daß sämtliche Kanten der Schloß verbindungen leicht abgerundet werden müssen, ist eine walztechnische Selbstverständlichkeit.All lock connections have stop surfaces perpendicular to the main pulling direction. As a result Their compact design allows them to absorb much greater tensile forces. That all edges the lock connections have to be rounded off slightly, is a matter of course in terms of rolling technology.
Claims (6)
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