DE1963520A1

DE1963520A1 - Elastischer Anfahrstrang fuer Stranggiessvorrichtungen

Info

Publication number: DE1963520A1
Application number: DE19691963520
Authority: DE
Inventors: William Lauterbach
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1968-12-31
Filing date: 1969-12-18
Publication date: 1970-07-16
Also published as: US3603375A; GB1298360A; FR2027432A1; AT301072B; NL6918944A; BR6915251D0; ES374843A1; BE743451A; FR2027432B1

Description

"Elastisoher Anfahrstrang für Stranggießvorriehtungen."

Die Erfindung bezieht sich auf Stranggießvorrichtungen und betrifft insbesondere einen elastischen Anfahrstrang, der sich für eine Stranggießkokille verwenden lässt.

Die typischen Gießmaschinen, die für das Stranggießen von Brammen eingesetzt werden, weisen gewöhnlich eine mit offenen Enden versehene Gießform, eine sogenannte Kokille, auf, durch die das vergossene Material unter seinem Eigengewicht hindurchströmt und die entweder senkrecht oder zur Senkrechten geneigt angeordnet werden kann. Außerdem sind derartige Maschinen bzw. Vorrichtungen mit Klemniwalzen, ßiegewalzen und Ausrichtwalzen versehen. Die Walzen sind in bezug auf die Ebene der Kokille um einen Winkel verschoben angeordnet, so daß der aus der Kokille austretende, säulenförmige Gußstrang in eine gekrümmte Bahn abgebogen wird, so daß er eventuell in waagerechter Richtung ausgefahren werden kann, damit er sich in Abschnitte gewünschter Länge schneiden lässt. Beispiele für derartige Gießmaschinen sind in den USA-Patentschriften 2 920 559 und 2 904 860 beschrieben.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dtyl^^r^dfr-Iftg. AJefflctnsmann, Dipl.-Phys. Ssbastian Harrmann

Beim Stranggießen von Brammen wird für das Herausführen des Gusses aus der Kokille und das anfängliche Hindurchführen des Gußstranges durch die Klemmwalzen, Biegewalzen und Ausrichtwalzen his zum Erreichen einer waagerechten Lage ein Anfahrstrang verwendet. In den Fällen, in denen hierfür ein steifer Anfahrstrang aus Stahl benutzt wird, muß dieser von dem Gußkörper atagetrennt werden, bevor er die Biege— und Ausrichtwalzen erreicht. Ein derartiges Abtrennen des Anfahrstranges und Gußkörpers ist deshalb erforderlich, weil die zum Biegen und Ausrichten des heißen Gußkörpers benutzten Elemente nicht stabil genug sind, um einen festen, kalten, stählernen Anfahrstrang zu biegen und auszurichten. Wenn der feste, stählerne Anfahrstrang an dieser Stelle nicht entfernt würde, würden die Biege- und Ausrichtelemente der Stranggießvorrichtung entweder selbst beschädigt werden oder den Anfahrstrang dauerhaft verformen, und zwar in einem solchen Maße, daß seine Wiederverwendung für weitere Gießvorgänge nicht mehr in Frage käme. Diese notwendige Entfernung des festen, starren Arifahrstranges wirft eine Anzahl schwieriger Probleme auf, da der Strang schwer und dick ist, und erfordert zusätzliche Arbeitskraft und zusätzlichen Arbeitsraum, damit der Anfahrstrang von dem Gußkörper entfernt werden kann.

In der Absicht die bei der Verwendung von festen Anfahrsträngen aus Stahl auftretenden Probleme zu vermeiden, wurde bereits versucht, feste Anfahrstränge aus verhältnismässig weichen Metallen, beispielsweise Aluminium, Bronze oder dergleichen, zu verwenden. Derartige Versuche waren jedoch nicht erfolgreich, da sich herausgestellt hat, daß nach jedem Gebrauch eines derartigen Arifahrstranges für einen Stranggießvorgang, bei dem der Anfahrstrang vollständig durch die Biege- und Ausrichtelemente hindurchgefahren ist, sich der Durchmesser des Stranges verkleinerte und der Strang selbst aufgrund der Kompressions- und Biegewirkung, die die Klemmwalzen, Biegewalzen und Ausrichtwalzen auf den. Anfahrstrang ausübten, härter wurde. Diese Erscheinigung macht natürlich

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die Verwendung von festen Anfahrstangen aus verhältnismässig weichein Metall illusorisch.

Ferner sind Anfahrstränge bekannt, die aus elastisch miteinander verbundenen Segmenten bestehen und ebenfalls bei dem Versuch, die bei Benutzung der festen Anfahrstränge auftretenden Probleme zu vermeiden, eingesetzt wurden. Beispiele für bestimmte Typen von flexiblen Anfahrsträngen sind in den USA-Patentschrift 2 920 359, 3 220 068 und 3 239 894 besehrieben. Derartige Anfahrstränge haben sich jedoch als nicht vollständig zufriedenstellend erwiesen. Sie sind erstens schwer zu handhaben und zu führen, da sie kein Widerstandsvermögen gegen Kompression oder seitlichen Druck aufweisen. Sie müssen zweitens aber auch noch in engen Abständen abgestützt werden, damit verhindert wird, daß sie sich übereinanderfalten, beispielsweise auf einem langen Auslauftisch, wo die Transportrollen in verhältnismässig großen Abständen nebeneinanderliegen.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten durch Schaffung eines elastischen Anfahrstranges für den Stre.r^gießvorgang durch eine Konstruktion vermieden, die sich durch awei mit Abstand übereinander angeordnete Platten kennzeichnet, von denen jede mit Querreihen sich aus den Platten in Richtung auf die andere Platte erstreckender Zapfen versehen ist, die kurz vor der anderen Platte enden, wobei entsprechende Zapfenreihen auf den beiden Platten miteinander fluchten und ineinandergreifen, und eine Geienkstange sich durch alle ineinandergreifenden Zapfen jedes Satzes der beiden entsprechenden Reihen erstreckt.

Der neuartige, verbesserte Anfahrstrang weist einen verhältnismässig kurzen Kopfteil und einen länglichen, mit ihm gelenkig verbundenen Körperteil auf. Der Kopfteil fungiert als zeitweiliger Boden der Kokille der Stranggießvorrichtung und ferner dazu, dem Metall in der Kokille einen Halt zu

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geben. Der Bodenteil trägt den Kopfteil und zieht ihn zusammen mit dem Gußkörper durch die Klemmwalzen, Biegewalzen und Ausrichtwalzen der Stranggießvorrichtung. Der Bodenteil setzt sich aus durchgehenden Kopf- und Bodenplatten zusammen, die mechanisch parallel und mit Abstand zueinander zusammengehalten werden, und zwar mit Hilfe getrennter, sich in Querrichtung erstreckender Verankerungsstangen oder Gelenkstifte, die zwischen der Kopf- und der Bodenplatte angeordnet sind. Die Verankerungsstangen laufen durch Reihen getrennter Zapfenpaare, die wechselseitig auf der inneren Oberfläche der Kopf- und der Bodenplatte aufgeschweisst sind. Meifrere übereinanderliegende, geschlitzte Abstandsplatten erstrecken sich zwischen jedem Zapfenpaar in Längsrichtung des Körperteiles. Die Verankerungsstangen erstrecken sich durch in den Abstandsplatten vorhandene Schlitze. Diese Anordnung ermöglicht eine freie Gleitbewegung zwischen den benachbarten Oberflächen der Kopf- und Bodenplatten und den Abstandsplatten und macht auf diese Weise den Anfahrstrang elastisch, wenn er sich durch die verschiedenen Elemente der Stranggießmaschine bewegt.

Ausfiihrungsbeisjlele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Aufrissansicht des neuartigen Anfahrstranges in einer Stranggießmaschine,

Figur 2 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform des elastischen Anfahrstranges, wobei Teile zur Verdeutlichung weggelassen sind,

Figur 3 eine vergrösserte Seitenansicht des Anfahrstranges von Figur 2,

Figur k eine Querschnittsansicht im wesentlichen längs der Linie IV-IV in Figur 2,

Figur 5 eine der Figur 2 ähnliche Draufsicht einer anderen Ausführungsform,

Figur 6 eine vergrösserte Seitenansicht der Ausführung

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von Figur 5» und

Figur 7 eine Querschnittsansicht im wesentlichen längs der Linie VII-VII in Figur 5.

Mit dem Bezugszeichen 2 ist ganz allgemein der Kopfteil des Anfahrstranges bezeichnet. Dieser Kopfteil weist an seinem vorderen Ende ein Element k in Form einer Schaufel oder Schippe auf, das als zeitweiliger Boden der Kokille 5 einer Stranggießmaschine dient und Metallschmelze aus der Kokille aufnehmen und zurückhalten kann. Das innere Ende des Kopfteiles 2 bildet einen festen, metallenen Kühlstopfen oder einen Kühlstab 6, der mit getrennten Ankerbolzen 8 versehen ist, welche aus ihm in die Schaufel k hineinragen. Die Ankerbolzen erleichtern die Verbindung des geschmolzenen Metalls aus der Kokille mit dem Kopfteil des Anfahrstranges, sobald sich das geschmolzene Metall durch Berührung mit dem Kühlstab 6 abkühlt.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ganz allgemein den Körperteil des Anfahrstranges, der mit langgestreckten, durchgehenden Kopf- und Bodenplatten 12 und Ik versehen ist, die mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind.

Der Kopfteil 2 ist mit Hilfe getrennter Zapfen 16, die aus dem Kopfteilende herausragen, das dem Körperteil 10 benachbart ist, mit dem Körperteil 10 gelenkig verbunden, ferner durch Zapfenpaare 18, die an den inneren Oberflächen der Kopf- und Bodenplatten 12 und Ik angeschweisst oder auf andere Weise befestigt sind, und zwar ein Zapfen auf jeder Seite eines der Zapfen 16, und durch eine Verriegelungsstange oder einen Gelenkstift 20, der sich durch Übergröße aufweisende, miteinander fluchtende Öffnungen in den Zapfen 16 und 18 hindurcherstreckt, wie dies in Figur 2 gezeigt ist.

Die Bodenplatte Ik weist mehrere getrennte Querreihen getrennter Zapfen 22 auf, die mit ihr verschwelest sind und

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sich von ihr aus nach oben in Richtung auf die Kopfplatte erstrecken, jedoch kurz vor dieser Kopfplatte enden. Die Kopfplatte 12 weist ebenfalls mehrere getrennte Querreihen getrennter Zapfen 24 auf. Die Zapfen auf der Kopfplatte erstrecken sich von deren innerer Oberfläche nach unten ii Richtung auf die Bodenplatte 14, um kurz vor dieser Bodenplatte zu enden. Die Zapfen jeder Reihe sind mit miteinander fluchtenden, geschlitzten Öffnungen versehen, deren Zweck im folgenden noch erläutert wird.

Mehrere getrennte Paare übereinanderliegender Abstandeplatten 26 erstrecken sich in Längsrichtung des Körperteiles 10, wobei jedes Paar zwischen einem Paar 22 und 24 in jeder Zapfenreihe eingeschlossen ist, die an den inneren Oberflächen der Kopf- und Bodenplatten befestigt sind. Eine Verankerungsstange oder ein Gelenkstift 28 erstreckt sich durch die geschlitzten Öffnungen in den Zapfen 22 und 24 jeder Zapfenreihe sowie durch die geschlitzten, dazu passenden Aussparungen 30 in den benachbarten Oberflächen jedes Abstandsplattenpaares 26 zwischen den entsprechenden Zapfen 22 und 24.

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, können alle Gleitflächen des Körperteiles 10 mit einer Schmiermittelverbindung versehen werden, so daß der Anfahrstrang bei seinem Durchgang durch die Biege- und Ausrichtelemente einer Stranggießmaschine mit Sicherheit eine größere Elastizität aufweist.

Wie am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, sind die Kopf- und Bodenplatten 12 und 14 am Ende des Körperteiles 10, das von dem Kopfteil entfernt liegt, aufeinander zu gebogen, so daß sie eine ganz allgemein zugespitzte Form haben, durch die das Einführen des Anfahrstrangendes in die Klemmwalzen, Biegewalzen und Ausrichtwalzen einer Stranggießmasohine erleichtert wird.

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Im Betriebszustand wird der Anfahrstrang zunächst mit dem den Boden der Kokille 5 einer Stranggießmaschine bildenden Kopfteil 2 so angeordnet, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Daraufhin wird geschmolzenes Metall in die Kokille 5 eingegossen. Sobald der Boden der aus geschmolzenem Metall bestehenden Säule in der Kokille 5 den Kühlstopfen 6 berührt, kühlt er sich ab und bleibt an dem Kopfteil 2 des Anfahrstranges hängen. Daraufhin wird der Anfahrstrang abgezogen, so daß das gegossene Metall aus der Kokille austritt und durch die Klemmwalzen 25, die Biegewalzen 27 und die Ausrichtwalzen 29 der Stranggießmaschine geleitet wird, so daß der Gußkörper auf einen nicht gezeigten, waagerechten Schneidtisch gelangt, auf dem das heiße Metall zu Brammen gewünschter Größe geschnitten werden kann.

Nach jedem StranggießVorgang, wenn also der Anfahrstrang seinen Zweck erfüllt hat, der darin besteht, den Gußkörper zum Schneidtisch zu führen, wird der Kopfteil des Anfahrstranges von dem Körperteil dadurch entfernt, daß die Verankerungsstange oder der Gelenkstift 20 entfernt wird. Der Kopfteil bleibt dann mit dem Ende des Gußkörpers verbunden, das später abgeschnitten wird. Nachdem ein neuer Kopfteil mit dem Körperteil verbunden worden ist, kann der Anfahrstrang wieder verwendet werden.

Bei einer anderen AusfUhrungsform des Anfahrstranges, wie sie in den Figuren 5t 6 und 7 dargestellt ist, bezeichnet das Bezugszeichen 32 ganz allgemein den Kopfteil des Anfahrstranges, der aus dem schaufeiförmigen Element 3^ besteht, das einen Kühlstopfenbodenkörper 36 aus festem Metall aufweist, der mit einem überhängenden Vorsprung 38 versehen ist. Der Vorsprung 38 befindet sich normalerweise über einer Kühlstopfenverbindung 40, die ihrerseits mit dem benachbarten Ende des allgemein mit 42 bezeichneten Körperteiles des Anfahrstranges in Verbindung steht.

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Der Körperteil 42 des anders ausgeführten Anfahrstranges weist durchgehende, längliche Kopf- und Bodenplatten 44 ind 46 auf, die mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Aus der Kühlstopfenverbindung 40 ragen Zapfen 48 heraus, die zwischen Zapfenpaare 50 fassen, welche an den inneren Oberflächen der Kopf- und Bodenplatten 44 und 46 angeschweisst sind. Der Kopfteil 32 und der Körperteil 42 sind mittels einer Verankerungsstange oder eines Gelenkzapfens 52 gelenkig miteinander verbunden. Die Verankerungsstange oder der Gelenkzapfen 52 läuft durch miteinander fluchtende, Übergröße aufweisende Öffnungen in den Zapfen 48 und 50·

Der Kopfteil 32 ist mittels Schulterbolzen 54, wie sie am besten in den Figuren 5 und 6 gezeigt sind, mit der Kühlstopfenverbindung 40 verbunden.

Mehrere getrennte Ankerbolzen 56 ragen aus dem Ktihlstopfengrundkörper 36 des Kopfteiles 32 heraus und in den Schaufelteil 34 hinein, um auf diese Weise das Verbinden des Anfahrstranges mit dem gegossenen Metall zu erleichtern.

Mehrere Zwischenplatten 58, die mit Hilfe verschiebbarer Abstandsplattenpaare 60 mit Abstand parallel nebeneinander angeordnet sind, sind zwischen die Kopf- und Bodenplatten 44 und 46 eingebaut, wobei die ganze Anordnung durch Verankerungsstangen oder Gelenkstifte 62 zusammengehalten wird, die sich quer und in Längsrichtung mit Abstand zueinander über den Körperteil 42 erstrecken. Jede Verankerungsstange läuft durch eine mehrerer Reihen miteinander fluchtender Zapfenpaare 64 und 66. Die Zapfen 64 sind mit der ihnen benachbarten Bodenzwischenplatte verschweisst und ragen von dieser Platte nach oben, während die Zapfen 66 mit der neben ihnen befindlichen Zwischenplatte 58 verschweisst sind und von ihr aus nach oben ragen. Jeder Zapfen endet kurz vor der Zwischenplatte» auf die hin er sich erstreckt. Die obersten Zapfen 66 sind mit der inneren Oberfläche der Kopfplatte 44 verschweisst, während die untersten Zapfen 64 mit der inneren Oberfläche der Bodenplatte 46 verschweisst Biud^ _/ogg1

Die Betriebsweise der oben beschriebenen Ausführungsform des Anfahrstranges ist im wesentlichen die gleiche wie/aer bevorzugten Ausführungsform des Anfahrstranges, die eingangs beschrieben wurde.

Nachdem der modifizierte Anfahrstrang zur Führung eines Gußkörpers zu dem Schneidtisch verwendet wurde, bleibt der Kopfteil mit dem Ende des Gußkörpers verbunden, das später abgetrennt wird. Der Körperteil 42 wird von dem Kopfteil dadurch entfernt, daß die Schulterbolzen 44 entfernt werden, um den überhängenden Vorsprung 38 des Kühlstopfens 36 von der Kühlstopfenverbindung 40 zu lösen. Ein neuer Kopfteil wird dann an dem Körperteil mit Hilfe der Schulterbolzen befestigt, und der Anfahrstrang ist wieder betriebsbereit.

Aus dem obigen ergibt sich, daß der hier beschriebene Anfahrstrang ein elastisches Element darstellt, wobei ein Kopfteil an dem einen Ende so ausgebildet ist, daß er als zeitweiliger Kokillenboden dient, und der steif genug ist, um, wie aus Figur 1 ersichtlich, zwischen den Klemmwalzen 25, die die Abwärtsbewegung des Gußkörpers aus der Kokille 5 steuern, nach oben gestossen zu werden. Andererseits weist der elastische Anfahrstrang eine ausreichende Flexibilität auf, um zwischen die Biegewalzen 27 und danach durch die Ausrichtwalzen 29 zu fahren und sich an den von den Biegewalzen 27 gebildeten Weg anzupassen, der die gewünschte gekrümmte Bahn für den Gußkörper bildet.

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Claims

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN Dr. R E I N H O LD SC HM I DT USS ENGINEERS AND CONSULTANTS, INC^6n,den 1 Pittsburgh, Pennsylvanien William Penn Place 525 lhrZeidien Tm Ke/De V. St. A. Patentanme!dung: "Elastischer Anfahrstrang für Stranggießvorrichtungen.n PATENTANSPRÜCHE

1. Elastischer Anfahrstrang für Stranggießvorrichtungen, gekennzeichnet durch ein Paar getrennter und übereinanderliegender Platten (12, 14t; 44, 46), bei dem jede Platte mit sich von ihr in Richtung auf die andere Platte erstreckenden Querreihen Zapfen (22, 24; 64, 66) versehen ist, die kurz vor der anderen Platte enden, wobei entsprechende Reihen Zapfen auf den beiden Platten (12, 14; 44, 46) miteinander fluchten und ineinandergreifen, und sich durch alle ineinandergreifenden Zapfen jeden Satzes zweier entsprechender Reihen eine Gelenkstange (28, 62) erstreckt.

2. Anfahrstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (12, 14; 44, 46) in Längsrichtung gelagerte Abstandssbangen (26, 6o) angeordnet sind.

3. Anfahrstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstangen mit Mitteln versehen sind, mit denen die Gelenketangen lose, mechanisch verankerbar sind.

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Patentanwalt· Dlpl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hanimann, Dipl.-Phyt. StbaiKan Htrrmann

I MONCHBN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Ttlafeni MUH · T»l*gramm-AdmMi UpelH/MOnAwi Baytr. V.r.lnibanlc MOnchtn, Zw«i|tt. Otker-ven-MIIUr-RIng, Kto.-Nr. M34f3 · PoilKMck-Kontoi MOndmi Nr. 1*3317

MTINTANWALT DR. RIINHOlD SCHMIDT

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4. Anfahrstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrstrang einen Kopfteil (2, 32) und einen länglichen Körperteil (lO, 42) aufweist, die Ende an Ende miteinander gelenkig verbunden sind, daß der Körperteil (lO, 42) längliche, getrennte Kopf- und Bodenplatten (12, 14; 44, 46) aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, ferner mehrere, getrennte, querverlaufende Reihen ausgerichteter Paare getrennter Zapfen (l6, 18, 22, 24; 48, 50, 64, 66) zwischen den Kopf- und Bodenplatten, wobei ein Zapfen jedes Zapfenpaares an der Kopfplatte (l2, 44) angebracht ist und von dieser Platte herabhängt, während der andere Zapfen dieses Paares an der Bodenplatte (14, 46) angebracht ist und Λ von dieser Bodenplatte nach oben ragt, daß wenigstens zwei übereinanderliegende, ununterbrochene Abstandsplatten (26, 6θ) sich in Längsrichtung des Körperteiles (10, 42) zwischen jedem Zapfenpaar jeder Reihe erstrecken, daß die Zapfen jeder Reihe miteinander fluchtende Durchgangsöffnungen haben, daß die Abstandsplatten mit mit den Öffnungen in jedem benachbarten Zapfenpaar fluchtenden Durchgangsschlitzen versehen sind, und daß sich durch jede Zapfenreihe und die Abstandsplatten, die zwischen den Zapfenpaaren jeder Reihe verlaufen, eine Verankerungsstange (20, 28} 52, 62) erstreckt, wobei jede Verankerungsstange in den Öffnungen der Zapfen der entsprechenden Reihen sowie in den Schlitzen verschiebbar gelagert ist, die in den Abstandsplatten zwischen den Zapfen- ' paaren ihrer entsprechenden Reihen angeordnet sind.

5. Anfahrstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung zwischen dem Kopfteil (2, 32) und dem Körperteil (lO, 42) mehrere miteinander fluchtende, getrennte Zapfen (l6, 48) aufweist, die sich von dem Ende des Kopfteiles, das sich neben dem Körperteil befindet, nach außen erstrecken, daß von dem Ende des Körperteiles (lO, 42), das sich neben dem Kopfteil befindet, mehrere miteinander fluchtende Paare getrennter Zapfen (18, 50) nach außen er-

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strecken, daß jeder Zapfen (l6, 48) auf dem Kopfteil (2, 32) zwischen den Zapfen eines Zapfenpaares (18, 50) am Ende des Körperteiles (lO, 42) angeordnet ist, und daß sich eine Verankerungsstange (20, 52) verschiebbar durch die miteinander fluchtenden, auf dem Kopfteil und dem benachbarten Ende des Körperteiles befindlichen Zapfen erstreckt.

6. Anfahrstrang nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang mehrere getrennte Verankerungsbolzen (8, 56) aufweist, die von dem Ende des Kopfteiles (2, 34), das von dem Körperteil (iO, 42) entfernt liegt, abstehen.

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