DE1226224B - Device for automatically holding a nuclear reactor control rod of a pair of control rods moving in opposite directions and vertically in the reactor core in a predetermined end position - Google Patents

Device for automatically holding a nuclear reactor control rod of a pair of control rods moving in opposite directions and vertically in the reactor core in a predetermined end position

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DE1226224B
DE1226224B DEB82236A DEB0082236A DE1226224B DE 1226224 B DE1226224 B DE 1226224B DE B82236 A DEB82236 A DE B82236A DE B0082236 A DEB0082236 A DE B0082236A DE 1226224 B DE1226224 B DE 1226224B
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rod
control
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racks
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Hubert Handel
Helmut Braun
Heinz Landwehr
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Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
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Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
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Publication date
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

G21dG21d

Deutsehe Kl.: 21 g - 21/31 German class: 21 g - 21/31

Nummer: 1226 224Number: 1226 224

Aktenzeichen: B 82236 VIII c/21 gFile number: B 82236 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 28. Mai 1965 Filing date: May 28, 1965

Auslegetag: 6. Oktober 1966Opening day: October 6, 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht, einen Stab eines durch einen gemeinsamen Antriebsmechanismus gegenläufig bewegbaren Stabpaares in einer vorbestimmten Endlage festzuhalten, während der andere Stab in einer Richtung frei bewegbar bleibt.The present invention relates to a device that makes it possible to a rod one by one common drive mechanism movable rod pair in opposite directions in a predetermined end position to hold while the other rod remains freely movable in one direction.

Die besondere Anordnung von zwei gegenläufig bewegbaren Stabteilen, die durch einen gemeinsamen Antriebsmechanismus verbunden sind, läßt sich vorteilhaft zur Lösung vieler Probleme der Technik ausnutzen, insbesondere zur Lösung von Aufgaben auf dem Gebiet der Kernreaktortechnik. Als Beispiel sei hier die Regelung der Reaktorleistung mit Hilfe von Abschaltstäben genannt, die in den Reaktorkern eingefahren und wieder aus ihm herausgezogen werden müssen. Vorteilhaft ist dabei jeder Abschaltstab mit einem Gegenstab gekuppelt. Weist dieser Gegenstab gegenüber dem Abschaltstab ein Übergewicht auf, so kann der Abschaltstab von unten nach oben in den Kern eingefahren werden, da sich der Gegenstab bei Lösung der Bremsmechanik infolge seines größeren Gewichts nach unten bewegt.The special arrangement of two rod parts that can move in opposite directions, which are connected by a common Drive mechanism are connected, can advantageously be used to solve many problems in technology, especially for solving tasks in the field of nuclear reactor technology. As an example here called the regulation of the reactor power with the help of shutdown rods, which are retracted into the reactor core and have to be pulled out of it again. Each shut-off rod is advantageous here coupled to a counter bar. If this counter-bar is overweight compared to the shut-off bar, then the shutdown rod can be retracted into the core from the bottom up, as the counter rod is at Solution of the brake mechanism moved downwards due to its greater weight.

Tritt an derartig angeordneten -Stabpaaren eine Störung auf, so kann es notwendig werden, den einen der beiden Stäbe oder auch den Antriebsmechanismus auszubauen. Händelt es sich bei der Anordnung um einen mit einem Gegenstab gekoppelten Abschaltstab, so ist es ratsam, den Abschaltstab aus Gründen der Sicherheit im Kern zu belassen und nur den Gegenstab auszubauen. Dabei muß besonders darauf geachtet werden, daß nach dem Wiedereinbau des Gegenstabes die beiden Stäbe zueinander die gleiche Position einnehmen.If a fault occurs on pairs of rods arranged in this way, it may be necessary to use one of the rod pairs the two rods or the drive mechanism. Is it a matter of the arrangement around a shutdown rod coupled with a counter rod, it is advisable to use the shutdown rod for reasons to leave the security in the core and only to expand the counter bar. Special attention must be paid to this care must be taken that after the re-installation of the counter bar, the two bars are the same to one another To take position.

Die vorliegende Erfindimg hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung anzugeben, die einmal den einen Stabteil, z. B. einen Abschaltstab, selbsttätig in seiner Endlage festhält, während der zweite Stabteil zum Zweck seines Ausbaues in einer Richtung frei bewegbar bleibt, und die zum anderen gewährleistet, daß sich die Position der beiden Stabteile zueinander durch den Aus- und Einbauvorgang nicht ändert.The present invention has the task of specifying a device that once the a rod part, e.g. B. a shutdown rod, automatically holds in its end position, while the second rod part for the purpose of its expansion remains freely movable in one direction, and which ensures, on the other hand, that the position of the two rod parts to one another does not change due to the removal and installation process changes.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei übereinander angeordnete, quer zu den Stäben verschiebbare Steuerplatten vorgesehen sind, deren Bewegungen durch mechanische Bauelemente zwangläufig im Sinne einer gegenläufigen Bewegung miteinander gekoppelt sind, daß der zu verriegelnde Stab einen Haltebolzen und der andere Stab zwei Steuerbolzen aufweist, welche derart angeordnet sind, daß sie bei Bewegung des letztgenannten Stabes in eine bestimmte Stellung eine Verschiebung der Vorrichtung zum selbsttätigen Festhalten eines
Kernreaktorregelstabes eines gegenläufig und
vertikal im Reaktorkern bewegten Regelstabpaares in einer vorbestimmten EndlageThis object is achieved according to the invention in that two control plates are provided, which are arranged one above the other and can be displaced transversely to the rods, the movements of which are inevitably coupled with one another in the sense of a counter-rotating movement by mechanical components, that the rod to be locked has one retaining bolt and the other rod two Has control bolts which are arranged in such a way that, when the latter rod is moved into a certain position, a displacement of the device for automatically holding a
Nuclear reactor control rod of a counter-rotating and
vertically moving control rod pair in a predetermined end position

Anmelder:Applicant:

Brown, Boveri/Krupp Reaktorbau G. m. b. H.3 Brown, Boveri / Krupp Reaktorbau G. mb H. 3

Düsseldorf, Königsallee 70Düsseldorf, Königsallee 70

Als Erfinder benannt:
Hubert Handel, Bürstadt;
Helmut Braun, Rülzheim;
Heinz Landwehr, EdingenNamed as inventor:
Hubert Handel, Bürstadt;
Helmut Braun, Rülzheim;
Heinz Landwehr, Edingen

ao Steuerplatte verursachen, und daß der zu verriegelnde Stab mittels der unteren Steuerplatte und des Haltebolzens aus dem Antriebsmechanismus auskuppelbar ist.cause ao control plate, and that the rod to be locked by means of the lower control plate and the retaining bolt can be disengaged from the drive mechanism.

Diese Vorrichtung arbeitet völlig wartungsfrei, so daß sie auch an unzugänglichen Stellen eingesetzt werden kann. Die Bewegungen der Steuerplatte erfolgen zwangläufig und ohne Aufwendung einer zusätzlichen Kraft. Während des normalen Betriebszustan-. des der beiden Stäbe nehmen die beiden Steuerplatten eine solche Stellung ein, daß sie die gegenläufige Bewegung der Stäbe nicht behindern. Soll der eine der beiden Stäbe ausgebaut werden, so wird er über seine Endlage hinaus abwärts bewegt, wobei einer der Steuerbolzen auf die untere Steuerplatte drückt und diese so weit verschiebt, bis sie unter den Haltebolzen des anderen Stabes greift. Dabei sind der Haltebolzen und die Steuerplatte so aufeinander abgestimmt, daß bei dieser Bewegung der Steuerplatte der zu verriegelnde Stab aus dem gemeinsamen Antriebsmechanismus ausgekuppelt und in dieser Stellung festgehalten wird. Der andere Stab kann nun mühelos weiter nach unten bewegt und ausgebaut werden. Beim Einbau des Stabes drückt der zweite Steuerbolzen auf die obere Steuerplatte, die infolge ihrer Kopplung mit der unteren Steuerplatte entgegengesetzt zu dieser verschoben worden war, und schiebt sie in ihre ursprüngliche Lage zurück. Dadurch wird auch die untere Steuerplatte in ihre frühere Lage zurückgebracht; sie löst sich von dem Haltebolzen, und der verriegelte Stab wird wieder bewegbar und kommt mit dem Antriebsmechanismus in Eingriff. Dabei ist gewährleistet, daß er wieder die gleiche Position zuThis device works completely maintenance-free, so that it can also be used in inaccessible places can be. The movements of the control plate take place inevitably and without the need for an additional one Force. During normal operating conditions. of the two rods take the two control plates such a position that they do not hinder the counter-rotating movement of the rods. Should one of the two rods are removed, it is moved downwards beyond its end position, with one of the Press the control bolt onto the lower control plate and move it until it is under the retaining bolt the other rod engages. The retaining bolt and the control plate are matched to one another in such a way that that with this movement of the control plate the rod to be locked from the common drive mechanism is disengaged and held in this position. The other staff can now easily be moved further down and expanded. When installing the rod, the second control pin pushes on the upper control plate, which is opposed as a result of its coupling with the lower control plate was moved to this, and pushes it back to its original position. This will also returned the lower control plate to its previous position; it is released from the retaining bolt, and the locked rod becomes movable again and comes into engagement with the drive mechanism. It is ensured that he was back in the same position too

609 669/33Ί609 669 / 33Ί

Claims (1)

3 43 4 dem anderen Stab einnimmt wie vor dem Ausbau Steuerplatte 11 zeigt außerdem auf der anderen Seitethe other rod occupies as before the expansion control plate 11 also shows on the other side dieses Stabes. eine Abschrägung von 45° und an der oberen Eckethis staff. a bevel of 45 ° and at the top corner Vorteilhaft sind die gegenläufig bewegbaren Stäbe eine Abschrägung 18 von 10°.Advantageously, the bars that can move in opposite directions have a bevel 18 of 10 °. als Zahnstangen ausgebildet, die durch ein Ritzel ver- Die in der F i g. 1 dargestellte Zahnstange 5 kanndesigned as racks which are driven by a pinion. 1 illustrated rack 5 can bunden sind, das mit beiden Zahnstangen im Ein- 5 z. B. als Abschaltstab zur Regelung eines Kernreak-are bound that with both racks in one 5 z. B. as a shutdown rod to regulate a nuclear reactor griff steht. Ob der Antrieb der Zahnstangen über das tors ausgebildet sein, während die Zahnstange 4 denhandle stands. Whether the drive of the racks be formed on the gate, while the rack 4 den Ritzel oder über eine der beiden Zahnstangen erfolgt, Gegenstab bildet. Dieser hat ein größeres GewichtPinion or one of the two racks takes place, forms the counter bar. This one has a greater weight hat auf die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen als der Abschaltstab, so daß nach Lösung einerhas on the operation of the invention as the shutdown rod, so that after a solution Vorrichtung keinen Einfluß. Wird die Vorrichtung Bremsmechanik der Abschaltstab von unten in dasDevice no influence. If the brake mechanism device is inserted into the shut-off rod from below bei einem mit einem Gegenstab gekuppelten Ab- io Reaktorcore bewegt werden kann. In der Zeichnungcan be moved with an Abio Reaktorcore coupled to a counter rod. In the drawing schaltstab verwendet, so kann durch eine in der Ver- ist der Abschaltstab in seiner oberen Endlage gezeigt,switching rod is used, the switch-off rod is shown in its upper end position by means of a riegelungsmechanik auftretende Störung die Funktion d. h., er ist in das Reaktorcore eingefahren. Der Ge-locking mechanism occurring malfunction d. that is, it entered the reactor core. The business des Abschaltstabes nicht beeinträchtigt werden, was genstand 4 befindet sich dementsprechend in seinerof the shutdown rod are not affected, which object 4 is accordingly in his für die Sicherheit eines Reaktorbetriebes von großer unteren Endlage. Unter normalen Umständen kannfor the safety of reactor operation from a large lower end position. Under normal circumstances it can Bedeutung ist. 15 also der Gegenstab nur nach oben bewegt werden,Meaning is. 15 so the counter bar can only be moved upwards, In vorteilhafter Weiterentwicklung der Erfindung d. h., er wird durch die Steuerbolzen 7 und 8 nicht sind die beiden Steuerplatten je mit einer Nut ver- behindert. Ebensowenig wird die Bewegung des Absehen, in denen je ein Stift entlangläuft. Die beiden schaltstabes 5 durch den Haltebolzen 9 gestört.
Stifte sitzen auf einer Mitnehmerscheibe, die unter Soll nun der Gegenstab 4 aus der Anordnung ausden beiden Steuerplatten angeordnet ist und deren 20 gebaut werden, so ist es aus Sicherheitsgründen sehr Bewegungen zwangläufig miteinander koppelt. So vorteilhaft, den Abschaltstab 5 im Reaktorcore zu beführt bei Verschiebung der einen Steuerplatte die lassen. Er muß also in seiner oberen Endlage festandere Steuerplatte eine gleich große, aber entgegen- gehalten werden. Zu diesem Zweck wird der Gegengesetzt gerichtete Bewegung aus. stab 4 über seine untere Endlage in der in der F i g. 1In an advantageous further development of the invention, that is, it is not obstructed by the control bolts 7 and 8, the two control plates are each obstructed with a groove. Neither does the movement of the reticle in each of which a pin runs along. The two switching rods 5 are disturbed by the retaining bolt 9.
Pins sit on a drive plate, which is now arranged under the target of the counter bar 4 from the arrangement of the two control plates and whose 20 are built, so it is very movements inevitably coupled with each other for safety reasons. So advantageous to move the shut-off rod 5 in the reactor core when one of the control plates is displaced. In its upper end position, it must therefore be held against another control plate of the same size but against it. For this purpose the oppositely directed movement is made. rod 4 over its lower end position in the in the F i g. 1 Vorteilhaft weist die untere Steuerplatte eine Ab- as angegebenen Richtung hinaus. bewegt, wobei der schrägung von 10° auf, die es ihr bei Betätigung der Steuerbolzen 8 die Steuerplatte 11 nach links drückt. Verriegelungsmechanik ermöglicht, unter den Halte- Diese Verschiebung hat eine gleichzeitige Bewegung bolzen zu greifen und diesen zusammen mit dem zu der Steuerplatte 10 nach rechts zur Folge. Die Steuerverriegelnden Stab etwas anzuheben. Auf diese Weise platte 11 setzt sich unter den Haltebolzen 9 und wird der Stab aus dem Antriebsmechanismus ausge- 30 drückt ihn über die 10°-Abschrägung 18 etwas nach koppelt. oben. Dadurch wird auch der Abschaltstab 5 ange-The lower control plate advantageously has a direction indicated as Ab. moves, the incline of 10 °, which it presses you when you actuate the control pin 8, the control plate 11 to the left. Locking mechanism allows under the holding This shift has a simultaneous movement to grab bolt and this together with the to the control plate 10 to the right result. The tax lockers To lift the rod a little. In this way plate 11 is set under the retaining bolt 9 and If the rod is pushed out of the drive mechanism, it pushes it down a little over the 10 ° bevel 18 couples. above. This also disconnects the shut-off rod 5. Zweckmäßig sind die beiden Steuerplatten zwischen hoben, und seine Zähne können nicht mehr in dasThe two control plates are expediently lifted between, and his teeth can no longer enter it einer Führungsplatte und einer Deckplatte angeord- Ritzel 6 eingreifen; der Abschaltstab ist somit aus-engage a guide plate and a cover plate angeord- pinion 6; the shutdown rod is thus off net, so daß sie sich nur in einer Richtung — nämlich gekuppelt. Gleichzeitig wird er durch die Steuerplattenet, so that they can only move in one direction - namely, coupled. At the same time he is through the control plate quer zu den Stäben — bewegen können. Die Füh- 35 11 und den Haltebolzen 9 in dieser Lage festgehalten,across the bars - can move. The guide 35 11 and the retaining bolt 9 held in this position, rungsplatte weist ferner zwei Leisten auf, die die während der Gegenstab 4 weiter nach unten bewegtapproximately plate also has two strips, which moves the during the counter bar 4 further down Führung der beiden Stäbe übernehmen. und ausgebaut werden kann. Diese Stellung des Ab-Take over the leadership of the two rods. and can be expanded. This position of the In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach schaltstabes 5 und der Steuerplatte 10 und 11 ist inIn the drawing, an embodiment according to the switching rod 5 and the control plate 10 and 11 is in der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt der F i g. 3 dargestellt.of the invention shown schematically, namely the FIG. 3 shown. Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung mit unver- 40 Beim Einbau des Gegenstabes 4 schiebt der Steuer-Fig. 1 is a view of the device with 40 When installing the counter rod 4 pushes the control riegeltem Stab, bolzen 7 die Steuerplatte 10 nach links, wodurch überLatched rod, bolt 7 the control plate 10 to the left, making over Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der die Mitnehmerscheibe 13 die Steuerplatte 11 nachFig. 2 is a section along the line 11-11 of the drive plate 13, the control plate 11 after Fig. 1 und rechts bewegt wird und den Haltebolzen9 freigibt.Fig. 1 and right is moved and the retaining bolt 9 is released. Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung, bei der der Dabei kommt der Abschaltstab 5 wieder in Eingriff3 shows a view of the device in which the shut-off rod 5 comes into engagement again eine Stab verriegelt ist. 45 mit dem Ritzel 6, und der normale Betrieb kann wie-a rod is locked. 45 with the pinion 6, and normal operation can be resumed. In den F i g. 1 und 2 ist eine Führungsplatte 1 zu deraufgenommen werden. Durch die Lage der Steuererkennen, die seitlich zwei Leisten 2 und 3 aufweist, bolzen 7 und 8 und des Haltebolzens 9 ist gewährmit deren Hilfe zwei Zahnstangen 4 und 5 geführt leistet, daß der Abschaltstab 5 und der Gegenstab 4 werden. Die beiden Zahnstangen sind durch ein Rit- die gleiche Position zueinander einnehmen wie vor zel 6 verbunden, durch das sie gegenläufig bewegt 50 dem Ausbau des Gegenstabes,
werden können. Auf der Zahnstange 4 sitzen zwei ...
Steuerbolzen 7 und 8, und an der Zahnstange 5 ist Patentansprüche:
ein Haltebolzen 9 angebracht. 1. Vorrichtung zum selbsttätigen FesthaltenIn the F i g. 1 and 2 is a guide plate 1 to be picked up. The position of the control recognizes, which has two bars 2 and 3 on the side, bolts 7 and 8 and the retaining bolt 9, with the help of which two racks 4 and 5 are performed, that the shut-off rod 5 and the counter rod 4 become. The two racks are connected by a rit- take the same position to each other as before zel 6, through which they move in opposite directions 50 the expansion of the counter bar,
can be. On the rack 4 there are two ...
Control bolts 7 and 8, and on the rack 5 is patent claims:
a retaining bolt 9 is attached. 1. Device for automatic holding Auf der Führungsplatte 1 sind untereinander zwei eines Kernreaktorregelstabes eines durch einenOn the guide plate 1 are two of a nuclear reactor control rod one by one Steuerplatten 10 und 11 angeordnet, die quer zu den 55 gemeinsamen Antriebsmechanismus gegenläufigControl plates 10 and 11 arranged transversely to the 55 common drive mechanism in opposite directions Zahnstangen 4 und 5 verschiebbar sind. Sie werden und vertikal im Reaktorkern bewegten Regelstab-Racks 4 and 5 are displaceable. They are and vertically moved control rod in the reactor core durch eine Deckplatte 12 in dieser Lage gehalten. paares in einer vorbestimmten Endlage, da-held in this position by a cover plate 12. pair in a predetermined end position, so that Zwischen der Führungsplatte 1 und den beiden durch gekennzeichnet, daß zweiüberein-Characterized between the guide plate 1 and the two in that two Steuerplatten befindet sich eine Mitnehmerscheibe ander angeordnete, quer zu den Stäben ver-Control plates there is a drive plate on the other arranged, transversely to the rods 13, auf der zwei Stifte 14 und 15 angebracht sind. 60 schiebbare Steuerplatten (10,11) vorgesehen sind,13, on which two pins 14 and 15 are attached. 60 sliding control plates (10, 11) are provided, In jeder der beiden Steuerplatten 10 und 11 ist eine deren Bewegungen durch mechanische Bauele-In each of the two control plates 10 and 11, one of their movements is controlled by mechanical components Nutl6 bzw. 17 eingearbeitet, in denen die beiden mente zwangläufig im Sinne einer gegenläufigenNutl6 and 17 incorporated, in which the two elements inevitably in the sense of a counter-rotating Stifte 14 und 15 entlanglaufen. Durch die Mitnehmer- Bewegung miteinander gekoppelt sind, daß derRun along pins 14 and 15. Are coupled to each other by the driver movement that the scheibe, die Nuten und die Stifte wird eine Bewegung zu verriegelnde Stab (5) einen Haltebolzen (9)washer, the grooves and the pins a movement to be locked rod (5) a retaining bolt (9) der einen Steuerplatte zwangläufig auf die andere 65 und der andere Stab (4) zwei Steuerbolzen (7, 8)one control plate necessarily on the other 65 and the other rod (4) two control bolts (7, 8) Steuerplatte übertragen, und zwar mit entgegengesetz- aufweist, welche derart angeordnet sind, daß sieTransfer control plate, with opposite law, which are arranged such that they tem Vorzeichen. Beide Steuerplatten 10 und 11 wei- bei Bewegung des letztgenannten Stabes in einetem sign. Both control plates 10 and 11 continue to move the last-mentioned rod into one sen auf der einen Seite abgeschrägte Ecken auf; die bestimmte Stellung eine Verschiebung der Steuer-sen on one side beveled corners; the particular position a shift in the tax platten (10,11) verursachen, und daß der zu verriegelnde Stab mittels der unteren Steuerplatte (11) und des Haltebolzens (9) aus dem Antriebsmechanismus auskuppelbar ist.plates (10,11) cause, and that the to be locked Rod by means of the lower control plate (11) and the retaining bolt (9) from the drive mechanism is disengageable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe als Zahnstangen ausgebildet sind und der Antrieb der Stäbe durch ein Ritzel erfolgt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rods are designed as racks and the rods are driven by a pinion. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerplatten je eine Nut aufweisen und durch eine zwei Stifte tragende Mitnehmerscheibe gekoppelt sind, wobei je ein Stift in einer der beiden Nuten entlangläuft.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two control plates each have a groove and are coupled by a driver plate carrying two pins, one pin running along in one of the two grooves. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Steuerplatte eine Abschrägung von 10° aufweist. 4. Device according to claims 1 and 3, characterized in that the lower control plate has a bevel of 10 °. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerplatten zwischen einer Führungsplatte und einer Deckplatte angeordnet sind und daß die Führungsplatte zwei Leisten zur Führung der beiden Stäbe aufweist.5. Device according to claims 1 and 3, characterized in that the two control plates between a guide plate and a Cover plate are arranged and that the guide plate has two strips for guiding the two Has rods. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 369/331 9.66 © Bundesdruckerei Berlin609 369/331 9.66 © Bundesdruckerei Berlin
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