DE2239613A1

DE2239613A1 - SELF-PROPELLED COMPRESSED AIR IMPACT GEAR

Info

Publication number: DE2239613A1
Application number: DE2239613A
Authority: DE
Inventors: Konstantin S Gurkow; Wladimir W Klimaschko; Alexandr D Kostylew; Nikolaj G Nasarow; Wladimir D Plawskitsch; Boris W Sudnischnikow; Chaim B Tkatsch; Konstantin K Tupizin
Original assignee: INST GORNOWO DELA SIB OTDEL AK
Current assignee: INST GORNOWO DELA SIB OTDEL AK
Priority date: 1970-01-19
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1973-04-19
Also published as: US3756328A; US3756328B1; DE2239613B2

Description

Institut gornogo dela Sibirskogo P 4-5 383/2Institut gornogo dela Sibirskogo P 4-5 383/2

otdelenija Akademii nauk SSSR 11. August 1972otdelenija Akademii nauk SSSR August 11, 1972

L/BrL / Br

Novosibirsk/UdSSRNovosibirsk / USSR

SEIiBSTFAHREMDES DRUCKLUFT-SC HLAGWERKSELF-DRIVING COMPRESSED AIR UNIT

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf selbstfahrende Druckluft-Schlagwerke, insbesondere auf solche zum Schlagen von Löchern im Erdboden»The present invention relates to self-propelled pneumatic impact mechanisms, in particular those for impacting of holes in the ground »

Bekannt ist ein selbstfahrendes Druckluft-Schlagwerk (siehe BRD-Anmeldung Nr. P 2033694.1) zum Schlagen von Löchern in Erdboden, welches einen einseitig (vorn) zugespitzten Körper mit dem darin untergebrachten Schlagorgan, welches sich in diesem Körper hin—und herbewegen und auf ihn in Richtung de3£uit Vorderteils schlagen kann und mit dem Körper eine volumenvariable Vorderkammer bildet! eine stufenförmige Hülse, deren kleinere Stufe mit einem Druckluftzuführungsschlauch verbunden und deren größere Stufe in den Heckhohlraum des Schlagorgans hineingeht und dadurch mit ihm eine volumenvariable Heckkammer bildet, einen Zentralkanal in dieser stufenförmigen Hülse für eineA self-propelled pneumatic hammer mechanism is known (see BRD application no. P 2033694.1) for punching holes in the ground, which has a one-sided (front) pointed Body with the percussion organ housed in it, which moves back and forth in this body and can hit him in the direction of the front part and forms a volume-variable anterior chamber with the body! a step-shaped sleeve, the smaller step connected to a compressed air supply hose and the larger one Step goes into the stern cavity of the percussion organ and thereby forms a volume-variable stern chamber with it, a central channel in this stepped sleeve for a

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kontinuierliche Zuführung von Druckluft in die Heckkammer und von dort periodisch in die Vorderkammer über die öffnungen in der Seitenwand des Schlagorgans bei dessen Gleiten entlang der größeren Stufe dieser Hülse, eine auf die Hülse aufgesetzte elastische Kupplung» welche die stufenförmige Hülse in bezug auf den Körper fixiert und infolge ihrer Deformierung die Schlagbeanspruchung in der stufenförmigen Hülse und im Körper herabsetzt, enthält.continuous supply of compressed air to the stern chamber and from there periodically into the anterior chamber via the openings in the side wall of the percussion organ as it slides along the larger step of this sleeve, one on top of the sleeve Applied elastic coupling which fixes the step-shaped sleeve in relation to the body and as a result of its deformation which lowers impact stress in the stepped sleeve and in the body.

Das beschriebene selbst fahrende Schlagwerk weist gegenüber den zur Zeit verwendeten selbstfahrenden Sehlagwerken eine höhere Lebensdauer bei denselben energetischen Parametern auf. The self-propelled percussion mechanism described differs from the self-propelled blow-out mechanisms currently in use a longer service life with the same energetic parameters.

Jedoch kann sich das beschriebene seIbstfehrende Schlagwerk selbständig nur in der Vorderrichtung bewegen, wodurch die Einsatzmöglichkeiten des Schlagwerks begrenzt sind·However, the self-driving hammer mechanism described can move independently only in the front direction, whereby the possible uses of the striking mechanism are limited

Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusatzerfindung zur Patentanmeldung P2033694.1 dar. ·The present invention provides an additional invention Patent application P2033694.1.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung des oben genannten Nachteils, der dem ' dort : beschriebenen selbstfahrenden Schlagwerk anhaftet.The aim of the invention is to eliminate the above mentioned disadvantage that adheres to the self-propelled hammer mechanism described there.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstfahrendes Druckluftschlagwerk zu schaffen, welches neben einer hohen Lebensdauer die Eigenschaft besitzt, sich hin- -und herzubewegen.The invention is based on the object of creating a self-propelled pneumatic hammer mechanism, which in addition to a long service life has the property of moving back and forth.

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Vorgeschlagen wird ein se !batfahrendes Druckluftschlagwerk zum Schlagen von Löchern im Erdboden, welches einen einseitig (vorn) zugespitzten Körper mit dem darin untergebrachten Schlagorgan, welches sich in diesem Körper hin-und herbewegen und auf ihn in Richtung dessen Vorderteile schlagen kann und mit dem Körper eine volumenvariable Vorderkammer bildet, eine stufenförmige Hülse, deren kleinere Stufe mit einem Druckluft Zuführungsschlauch verbunden und deren größere Stuf e in den Heckhohlraum des Schlagorgane hineingeht und dadurch mit ihm eine volumenvariable Heckkammer bildet, einen Zentralkanal in dieser stufenförmigen Hülse für eine kontinuierliche Zuführung von Druckluft in die Heokkamme r und von dort periodisch in die Vorderkammer Über die Öffnungen in der Seitenwand des Schlagorgane bei dessen Gleiten entlang der größeren Stufe dieser Hülse, eine auf die Hülse aufgesetzte elastische Kupplung, welche die stufenförmige Hülse in bezug auf den Körper fixiert und infolge ihrer Deformierung die Schlagbeanspruchung in der stufenförmigen Hülse und im Körper herabsetzt, enthält· Gemäß der Erfindung ist die Hülse im Körper auf einem Gewinde angeordnet, und läßt sich entlang der Körperachse durch selektive Drehung des Druckluft schlauche verschieben, wodurch die Hülse ihre Lage in bezug auf den Körper verändert, was eine Vergrößerung des Volumens der Vorderkammer und eine Veränderung der Schlagrichtung des Schlagorgans, welche dieWhat is proposed is a self-propelled compressed air hammer for punching holes in the ground, which has a body that is pointed on one side (front) with the striking organ housed in it, which can move back and forth in this body and hit it in the direction of its front parts and with the body Forms a volume-variable front chamber, a step-shaped sleeve, the smaller step of which is connected to a compressed air supply hose and the larger step e goes into the rear cavity of the percussion element and thereby forms a volume-variable rear chamber with it, a central channel in this step-shaped sleeve for a continuous supply of compressed air to the Heokkamme r and from there periodically into the anterior chamber Via the openings in the side wall of the striking organ as it slides along the larger step of this sleeve, an elastic coupling placed on the sleeve, which fixes the step-shaped sleeve in relation to the body and, as a result of its def according to the invention, the sleeve is arranged on a thread in the body and can be moved along the body axis by selective rotation of the compressed air hose, whereby the sleeve is in its position with respect to the Body changes, which leads to an increase in the volume of the anterior chamber and a change in the direction of impact of the percussion organ, which the

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Bewegung des Schlagwerkes von der Vorderrichtung auf die Rücklaufrichtung verändert, nach sich zieht.Movement of the striking mechanism changed from the front direction to the reverse direction.

Es ist zweckmäßig, die Hülse und die elastische Kupplung mit äußeren Vorsprüngen zu versehen, die, indem sie sich gegeneinander abstützen, eine selektive Drehung dieser Hülse in "bezug auf die elastische Kupplung begrenzen, wodurch eine sichere Bewegungs-umkehr des Schlagwerks gewährleistet und ein Verkeilen des Schaubenpaares vermieden wird.It is expedient to provide the sleeve and the elastic coupling with external projections which, by means of them support each other, limiting selective rotation of this sleeve with respect to the flexible coupling, thereby a safe reversal of movement of the striking mechanism is guaranteed and wedging of the pair of screws is avoided.

Es ist auch zweckmäßig, die elastische Kupplung mit einer starr mit ihr verbundenen Fassung zu versehen, welche ein inneres Gewinde für die Schraubenverbindung mit der Hülse aufweist, wodurch es möglich ist, für die Herstellung der. elastischen Kupplung weiche flexible Materialien zu verwenden· It is also useful to use the elastic coupling with a to provide rigidly connected socket, which has an internal thread for the screw connection with the sleeve has, which makes it possible for the production of. elastic coupling to use soft flexible materials

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail below with reference to an exemplary embodiment and the accompanying drawings. It shows

Fig· I ein selbstfahrendes Druckluftschlagwerk gemäß der Erfindung im Längsschnitt|FIG. I shows a self-propelled pneumatic hammer mechanism according to of the invention in longitudinal section |

Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig_e 1|2 shows a section according to II-II in FIG _e. 1 |

Fig· 3 ein umkehrbares selbstfahrendes Druckluftschlagwerk, gemäß der Erfindung im Längsschnitt!3 shows a reversible self-propelled pneumatic hammer mechanism, according to the invention in longitudinal section!

Fig. 4 die Hülse des Schlagwerks mit darauf aufgeschraubter Fassung, d,h_e die Vorrichtung zur Umkehrung der Bewegung.Fig. 4, the sleeve of the percussion mechanism having mounted thereon replaced, d, h _e, the device for reversing the movement.

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In einem zylindrischen, vorn zugespitzten Hohlkörper (Fig. 1,3) ist ein Schlagorgan 2 angeordnet, welches sich auf die Innenfläche des Körpers 1 mit seinen Führung stunden 3 und 4 abstützt. Das Spiel zwischen dem Körper 1 und dem Schlagorgan 2 stellt eine volumenvariable Vorderkammer 5 dar.In a cylindrical hollow body with a pointed tip (Fig. 1,3) is arranged a percussion organ 2, which stands on the inner surface of the body 1 with its guide 3 and 4 is supported. The play between the body 1 and the percussion element 2 constitutes a front chamber 5 of variable volume represent.

Im Schlagorgan 2 ist ein Hohlraum 6 ausgebildet, in den hermetisch eine Hülse 7 hineingeht. Der Hohlraum 6, der durch die Hülse 7 verschlossen ist, dient als volumenvariable Hinterkammer des Schlagwerks.A cavity 6 is formed in the impact member 2, into which a sleeve 7 hermetically extends. The cavity 6 through the sleeve 7 is closed, serves as a volume-variable rear chamber of the striking mechanism.

In der Wandung des Schlagorgans 2 sind Kanäle δ vorhanden, die die Kammern 5 und 6 miteinander verbinden. Die Hülse 7 ist in eine elastische Kupplung 9 eingepreßt, welche in eine Mutter 10 eingepreßt ist. Die Mutter 10 ist in den Körper 1 eingeschraubt· Die gegenseitige axiale Anordnung von Hülse 7$ elastischer Kupplung 9 und Mutter 10 wird durch einen Bund 11 auf der Hülse 7 und einen Blind 12 auf der Mutter 10 fixiert.In the wall of the percussion organ 2 there are channels δ which connect the chambers 5 and 6 with one another. The sleeve 7 is pressed into an elastic coupling 9 which is pressed into a nut 10. The nut 10 is screwed into the body 1. The mutual axial arrangement of the sleeve 7, the elastic coupling 9 and the nut 10 is fixed by a collar 11 on the sleeve 7 and a blind 12 on the nut 10.

Die elastische Kupplung 9 ist aus einem flexiblen Material hergestellt und weist Kanäle 13 zum Durchlaß von Luft in die Atmosphäre auf. An das dem Schlagorgan entgegengesetzt liegende Ende der Hülse 7 ist ein Schlauch 14 befestigt, welcher den Zentralkanal 15 der Hülse 7 mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbindet.The elastic coupling 9 is made of a flexible material made and has channels 13 for the passage of air into the atmosphere. The opposite of the organ of the stroke Lying end of the sleeve 7, a hose 14 is attached, which the central channel 15 of the sleeve 7 with a Compressed air source (not shown) connects.

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Eine umkehrbare Ausführungsvariante des Schlagwerks gemäß Big· 3 hat zusätzlich eine Passung 16, die in die elastische Kupplung 9 eingepreßt is* Die Hülse 7 ist in der Fassung 16 auf einem Gewinde angeordnet und kann sich in dieser Fassung in den Grenzen bewegen, welche Vorsprünge 17 und 18 auf der Hülse 7 und Vorsprünge 19 und 20 auf der Fassung 16 zulassen. Dabei wird die äußerste Vorderstellung der Hülse 7 bezüglich des Körpers 1 durch die Vorsprünge 18 und 20 (Fig. 4) und die äußerste Hinterstellung durch die Vorspünge 17 und 19 bestimmt, die paarweise, wie bereits erwähnt, miteinander in Berührung kommen· Das Schlagwerk arbeitet in. folgender Weise·A reversible variant of the striking mechanism according to Big · 3 also has a fit 16 that goes into the elastic Coupling 9 is pressed in * The sleeve 7 is in the socket 16 arranged on a thread and can move in this version within the limits, which projections 17 and 18 on the sleeve 7 and projections 19 and 20 on the socket 16 allow. The outermost front position of the sleeve 7 with respect to the body 1 is thereby established by the projections 18 and 20 (Fig. 4) and the outermost rear position determined by the projections 17 and 19, in pairs, as already mentioned, come into contact with each other · The striking mechanism works in the following way ·

Bei Zuführung der Druckluft von der Druckluftquelle durch den Schlauch 14 und den Kanal 15» der im Innern der stufenförmigen Hülse 7 liegt, in die Kammer 6 bewegt sich das Schlagorgan 2 im Körper 1 in Sichtung dessen zugespitzten Endes und schlägt auf den Körper 1| infolgedessen verschiebt sich der Körper nach vorn, wobei er in den Boden eindringt.When the compressed air is supplied from the compressed air source through the hose 14 and the channel 15 »inside the step-shaped sleeve 7 is located, in the chamber 6, the impact member 2 moves in the body 1 in sighting its pointed Ends and strikes the body 1 | as a result, the body shifts forward, penetrating the ground.

In einem vorgegebenen Abstand von der äußersten Vorderstellung des Schlagorgans 2 öffnen sich die Kanäle 8, indem sie die Kammer 5 über die Kammer 6, den Kanal 15 und den Schlauch 14 mit der Druckluft quelle verbinden·At a predetermined distance from the outermost front position of the percussion organ 2, the channels 8 open by they the chamber 5 through the chamber 6, the channel 15 and the Connect hose 14 to the compressed air source

Infolge eines Abprallens des Kraftorgans und durch die Kraft, die durch Luftdruck in der Kammer 5 entsteht, beginnt sich das Schlagorgan 2 in umgekehrter Richtung zu bewegen·As a result of the force organ ricocheting off and the force created by the air pressure in the chamber 5, begins the impact organ 2 to move in the opposite direction

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Nach Überdeckung der Kanäle 8 durch die Seitenfläche der Hülse 7 erfolgt der Bückgang des Schlagorgane 2 bei einer Luftexpansion in der Kammer 5· Dabei wird der durch Druckluftdruck in der mit der Druckluftquelle ständig verbundenen Kammer 6 erzeugte Widerstand überwunden.After the channels 8 are covered by the side surface of the sleeve 7, the percussion element 2 stoops at a Air expansion in the chamber 5 · The resistance generated by compressed air pressure in the chamber 6, which is constantly connected to the compressed air source, is overcome.

Am Ende des Rückwärtsgange des Schlagorgane 2 wird die Kammer 5 durch Kanäle 8, nachdem diese die Stufe mit größerem Durchmesser der Hülse 7 passiert haben, mit der Atmosphäre Über die Kanäle 13 der elastischen Kupplung 9 verbunden.At the end of the reverse gear of the impact organ 2, the Chamber 5 through channels 8, after they have passed the step with the larger diameter of the sleeve 7, connected to the atmosphere via the channels 13 of the elastic coupling 9.

Im weiteren wiederholt eich das Spiel*Then I repeat the game *

Bei der durch Schlagwirkung erfolgten Bewegung dee Schlagwerks im Boden verschiebt eich die Hülse 7 nach dta Körper unter Einwirkung dee Impulses der elastischen Kräfte, der im Schlagmoment in der elastischen Kapplung 9 infolge deren Deformierung entsteht. DIt Deformierung dir elastischen Kupplung 9 (Verschiebung in axialer Richtung) erklärt sich durch eine augenblickliche Verschiebung des Körpers 1 bezüglich der unbeweglichen Hülse 7· Die Größe der Deformierung ergibt eich au* der Anfangsgeschwindigkeit der Verschiebung dee Körper« 1, der Masse der Hülse 7 und den _Λ .' physikalisch-mechanischen Eigenschaften der elastischen Kupplung 9·During the movement of the hammer mechanism in the ground caused by the impact effect, the sleeve 7 moves towards the body under the action of the momentum of the elastic forces that arises in the elastic coupling 9 as a result of its deformation at the moment of impact. The deformation of the elastic coupling 9 (displacement in the axial direction) is explained by an instantaneous displacement of the body 1 with respect to the immovable sleeve 7. The size of the deformation results from the initial speed of the displacement of the body «1, the mass of the sleeve 7 and the _Λ . ' physical-mechanical properties of the flexible coupling 9

Dank den elastischen Eigenschaften der Kupplung 9 -''/' wirkt auf die Htilee 7 «in teitgedehnter transformierter ;..,.,..■Thanks to the elastic properties of the coupling 9 - '' / ' acts on the htilee 7 «in partially stretched transformed; ..,., .. ■

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Impuls mit einer bedeutend geringerer Spitzenbelastung ein, die zu keiner Zerstörung der Hülse führtePulse with a significantly lower peak load, which did not lead to any destruction of the case

Die bei Betrieb des Schlagwerks entstehende und in bezug auf dessen Nutzbewegung entgegengerichtete Rückstoßkraft wird durch die Reibungskraft zwischen Boden und Körper 1 ausgeglichen.The recoil force that arises during operation of the striking mechanism and is directed in the opposite direction to its useful movement is balanced by the frictional force between the ground and body 1.

Die Prüfungen des gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schlagwerks haben ergeben, daß die Lebensdauer des Schlagwerks bei denselben Gewicht-Schlagfrequenz-und Schlag- ^energieparametern wie bei den üblichen Schlagwerken sich von 300 auf 500 Stunden erhöht hat·The tests of the carried out according to the present invention Impact mechanism have shown that the service life of the impact mechanism with the same weight, impact frequency and impact ^ energy parameters as with the usual striking mechanisms has increased from 300 to 500 hours

Ein ^frieren von Kanälen 13 im Dämpfungsteil 9 wird auf folgende Weise vermieden. Infolge der Deformierung kommt es zu einer Erwärmung des Dämpfungsteils 9» wobei dessen Kanäle 13 ihre Form verändern. All das verhindert die Eisbildung in Kanälen.A ^ freeze of channels 13 in the damping part 9 is avoided in the following way. As a result of the deformation, the damping part 9 »heats up Channels 13 change their shape. All of this prevents ice formation in canals.

Der Betrieb des reversierbaren Mechanismus bei dessen Hingang, d.h. bei der Bildung eines-Lochs, unterscheidet sich von der oben beschriebenen Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Mechanismus nicht.The operation of the reversible mechanism when it is passed, i.e. when a hole is formed, is different does not differ from the above-described operation of the mechanism shown in FIG.

Beim Auftreffen des Mechanismus auf ein unüberwindbares Hindernis (Steine, Hohlräume) sowie bei dessen unzulässiger Abweichung von der vorgegebenen Bewegungsrichtung und nach Abschluß der Bildung eines Endloches wird der Mechanismus umgesteuert. Hierzu dreht man den Schlauch 14, der vorherWhen the mechanism hits an insurmountable obstacle (stones, cavities) or if it is impermissible Deviation from the specified direction of movement and after completion of the formation of an endless hole, the mechanism reversed. To do this, turn the hose 14 that was previously

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von der Druckluftquelle zu trennen ist· Das am Schlauch 14 am Bohrlochmund angreifende Drehmoment wird auf die Hülse 7 übertragen· Die Hülse 7 wird aus der Fassung 16 herausgeschraubt und nimmt ihre äußerste Hinterstellung, die durch deren Vorsprung 17 und den Vorsprung 19 der Fassung 16 bestimmt wird, ein, wenn diese Vorsprünge miteinander in Berührung kommen und aneinander anliegen·must be disconnected from the compressed air source The torque acting on the mouth of the borehole is transmitted to the sleeve 7. The sleeve 7 is screwed out of the socket 16 and takes her utmost backstab that by whose projection 17 and the projection 19 of the socket 16 is determined when these projections are in contact with each other come and lay against each other

Bei dieser Stellung der Hülse 7 schlägt das Schlagorgan auf den Körper 1 nicht, da es durch Druckluft in der Kammer 5 stillgesetzt wird· Infolge einer Vergrößerung des Volumens in der Vorderkammer 5 (durch Verschiebung der Hülse 7) erreicht das Schlagorgan 2 bei dessen Rückwärtsbewegung die Mutter 10 und schlägt darauf.· Unter der Schlageinwirkung auf die Mutter 10 tritt der Mechanismus aus dem Loch heraus.In this position of the sleeve 7, the impact member does not strike the body 1, as it is activated by compressed air in the chamber 5 is stopped · as a result of an increase in the volume in the anterior chamber 5 (by moving the sleeve 7) the impact organ 2, during its backward movement, hits the nut 10 and hits it. · Under the impact on the nut 10 the mechanism emerges from the hole.

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Claims

P 45 383/2 11 Aug 1972 L / Br PATENO? ANSPEÜCHE

1.) Self-propelled compressed air hammer for punching holes in the ground, which has a one-sided (front) pointed body with the striking organ housed in it, which can move back and forth in this body and hit it in the direction of its front part and with the body a volume variable Front chamber forms, a step-shaped sleeve, the smaller step of which is connected to a compressed air supply hose and the larger step of which goes into the rear cavity of the ScIiIaSOi ¹ S ⁰ I ¹ IS and thereby forms a volume-variable rear chamber with it, a central channel in this step-shaped sleeve for a continuous supply of compressed air into the rear chamber and from there periodically into the front chamber via the openings in the side wall of the percussion organ as it slides along the larger step of this sleeve, an elastic cup placed on the sleeve

treatment, which fixes the step-shaped sleeve with respect to the body and, as a result of its deformation, reduces the impact stress in the step-shaped sleeve and in the body, characterized in that the sleeve (7) i »KÖrpea? (1) is arranged on a thread and along the axis | λ1) \ <Ι · 3 body jdurcli selective rotation, of the compressed air sehlaticaa (14) 'shift ₉ whereby the sleeve (7) its fcage in beawg amf ä, ön lö -Eper (1) changed »

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which increases the volume of the anterior chamber (5) and a change in the direction of impact of the impact organ (2), the a change in the movement of the striking mechanism from the front direction on the return direction causes after itself pulls.

2. Self-propelled pneumatic hammer mechanism according to claim 1, characterized in that the elastic coupling (9) and the sleeve (?) are provided with external projections which, by mutually opposing each other support, limit a selective rotation of the sleeve (7) with respect to the flexible coupling (9).

3 Self-propelled pneumatic formwork according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic coupling (9) has a socket rigidly connected to it (16) which is provided with an internal thread for screw connection with the sleeve (7).

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