DE2407228A1

DE2407228A1 - Einrichtung zum umsetzen von brennelementen und regelstaeben in einem kernreaktor

Info

Publication number: DE2407228A1
Application number: DE19742407228
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hoffmeister
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1974-02-15
Filing date: 1974-02-15
Publication date: 1975-08-28
Also published as: GB1464315A; US3967741A

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT
BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Einrichtung zum Umsetzen von Brennelementen und Regelstäben in einem Kernreaktor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umsetzen von Brennelementen und Regelstäben in einem Kernreaktor mit einem Führungsmast, der durch eine Ausnehmung einer fahrbaren Arbeitsbühne hindurchgreift und auf dieser durch einen Drehkranz mit lotrechter Drehachse abgestützt ist, und mit einem Greiferkörper, der innerhalb des Führungsmastes so geführt ist, daß er gehoben und gesenkt werden kann und an der Drehung des Führungsmastes teilnimmt.

Der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein genaues Einstellen des Führungsmastes in bestimmte Drehstellungen, z.B. in vier um Drehwinkel von 90 gegeneinander versetzte Stellungen, bequem und gefahrlos zu ermöglichen« Insbesondere soll verhütet werden, daß der Führungsmast nach einer oder der anderen Richtung hin um mehr als 360 gedreht wird, was ein schädliches Verdrallen von Hubwerkseilen und Versorgungsleitungen zur Folge haben könnte. Auch ist es wichtig, daß der Führungsmast immer genau lotrecht ausgerichtet ist.

Die Erfindung bringt den Fortschritt, daß ein Bedienungsmann von der Arbeitsbühne aus leicht den Führungsmast so drehen kann, wie es beim

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Umsetzen von Brennelementen und Regelstäben im Hinblick auf unterschiedlichen Abbrand erforderlich ist, wobei durch genaue Einhaltung bestimmter Drehwinkel z.B. von 90° gewährleistet ist, daß die an dem Greiferkörper hängenden Brennelemente oder Regelstäbe nach dem Drehen in die engen Aufnahmeöffnungen des Cores oder eines Lagergestelles zwängungsfrei eingesetztwerden können.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt,, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer Einrichtung zum Umsetzen von Brennelementen und Regelstäben in einem Schnitt durch die Achse des Führungsmastes,

Fig. 2 einen Teil der Arbeitsbühne und des Führungsmastes in größerem Maßstab in einem Axialschnitt,

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III - HI in Fig. 2, Fig. 4 eine Einzelheit von Fig. 2 in größerem Maßstab,

Fig. 5

und 6 die Schnitte nach den Linien V-V bzw. VI - VI in Fig. 4.

Die Arbeitsbühne 1 bildet die Laufkatze eines Laufkranes, der über dem Core, dem Absetzbecken und einem Lagergestell für Brennelemente und Regelstäbe fahrbar ist. Sie hat eine kreisförmige Ausnehmung 2,

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innerhalb welcher sich ein Rohrschuß 3 befindet, der einen Bestandteil des Führungsmastes 4 bildet und einen erheblich kleineren Durchmesser hat als die Ausnehmung 2. Seine Mittellinie 5 verläuft lotrecht und fällt mit der Drehachse des Führungsmastes 4 zusammen.

Der Führungsmast 4 wird von der Arbeitsbühne 1 unter Vermittelung eines Tragringes 6 und eines Kugeldrehkranzes 7 getragen. Der Tragring 6 besteht aus zwei waagerecht übereinander angeordneten Ringflanschen 8, 9 und aus zwischen diesen angeordneten Rippen 10. Die Ringflansche 8, 9 sind mit ihren inneren Rändern an einen Blechzylinder Π angeschweißt, der sich nach unten hin mit Abstand von dem Rohrschuß 3 durch die Ausnehmung 2 hindurch erstreckt. An dessen unterem Ende, das nach unten aus der Ausnehmung 2 herausragt, sitzt ein ringförmiger Teller 12 zum Auffangen von Schmutz und Fett. Diesen Teller umschließt ein Ring 13 aus elastischem Werkstoff.

Der Tragring 6 wird von der Arbeitsbühne 1 mit Hilfe dreier höheneinstellbarer Stützen 14 getragen, die rings um die Ausnehmung 2 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Jede dieser Stützen wird gebildet durch einen Gewindebolzen 15, dessen am unteren Ende befindlicher Kopf 16 eine Kugelkalotte bildet, die von einer Kugelpfanne 17 aufgenommen wird. Diese liegt auf dem oberen Abschlußblech der kastenartigen Arbeitsbühne 1 auf. Ihre Lage wird durch . einen sie umschließenden Ring 19 gesichert, derauf das Blech 18 aufgeschweißt ist. Der Gewindebolzen 15 ist in eine Mutter 20

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eingeschraubt, die auf ihrer Oberseite eine Kugelkalotte bildet. Auf dieser Hegt eine Kugelpfanne 21 auf, die passend in eine Ausnehmung auf der Unterseite des Ringflansches 9 eingesetzt ist. Durch Drehen des Gewindebolzens 15 oder der Mutter 20 kann die Stützhöhe der Stützen 14 geändert werden. Zu diesem Zweck kann man mit Maul-Schlüsseln Sechskant-Abschnitte 22 des Gewindebolzens 15 und der Mutter 20 erfassen. Durch Einstellen der drei Stützen 14 kann man den Tragring 6 so ausrichten, daß die Drehachse 5 des Führungsmastes 4 genau lotrecht verläuft.

Wenn die Einstellung beendet ist, werden der Gewindebolzen 15 gegenüber dem Abschlußblech 18 und die Mutter 20 gegenüber dem Ringflansch 9 verspannt. Das geschieht mit Hilfe von Schraubenbolzen 23, die mit ihren Köpfen über Scheiben an dem Abschlußblech 18 bzw. dem Ringflansch 9 Widerlager finden, durch weite Bohrungen in dem Abschlußblech 18, dem Ringflansch 9 und den Kugelpfannen 17, 21 hindurchgreifen und in eine Gewindebohrung 24 des Gewindebolzens 15 eingeschraubt sind.

Der Kugeldrehkranz 7 hat einen Ring 25, der auf den oberen Ringflansch 8 aufgeschraubt ist, und einen Ring 26, der an einer von dem Rohrschuß abstehenden Ringplatte 27 auf deren Unterseite befestigt ist. Die Ringplatte 27 ist gegenüber dem Rohrschuß durch Rippen 28, 29 versteift.

Innerhalb des Führungsmastes 4 ist ein Greiferkörper, der in Fig. 2 und 3 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist und einen quadratischen Querschnitt hat, in lotrechter Richtung schiebbar geführt. Zur Führung

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dienen Rollenpaare 3I₇ die paarweise in verschiedenen Höhen im Inneren des Führungsmastes gelagert sind und beiderseits von zwei diagonal einander gegenüberliegenden Kanten des Greiferkörpers 30 an prismatischen Führungsplatten des Greiferkörpers anliegen. Unter Vermittelung der Rollen 31 wird der Greiferkörper 30 beim Drehen des Führungsmastes 4 um die Achse mitgenommen, so daß durch Drehen des Führungsmastes auch ein jeweils am Greiferkörper hängendes Brennelement oder ein Regelstab gedreht wird.

Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind für den Führungsmast 4 vier Drehstellungen vorgesehen, die durch Drehen des Führungsmastes jeweils um genau 90 erreicht werden. In jeder dieser Drehstellungen soll der Führungsmast 4 festgehalten werden können.

Zu diesem Zweck ist ein Feststel!bolzen 32 in einer Hülse 33, die in einer Verlängerung der Ringplatte 27 sitzt, in lotrechter Richtung schiebbar geführt. Das untere Ende 34 des Feststellbolzens 33 verjüngt sich nach unten in Form eines Kegelstumpfes. In einem Schlitz des Endes 34 ist eine Rolle 35 mit einer radial zur lotrechten Achse 5 liegenden Drehachse gelagert. Diese Rolle kann auf einer Bahnfläche 36 auf der Oberseite des unteren Ringflansches 8 abgestützt sein, wie es in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. In den Bereichen der Stellungen des Feststellbolzens 32, die den erwähnten vier Drehstellungen des Führungsmastes entsprechen, ist die Bahnfläche 36 durch Mulden 37, 37 a, 37 b, 37 c in dem Ringflansch 8 unterbrochen¹.

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In jedem dieser Bereiche ist auf der Unterseite ein Flachstab 38 angeordnet, der mit Schrauben 39 an dem Ringflansch 8 befestigt ist. Der Flachstab 38 hat in seiner Mitte eine kegelige Bohrung 40, in welche das untere Ende 34 des Feststellbolzens paßt. Der Flachstab 38 muß so ausgerichtet werden, daß die Mittellinie 41 der kegeligen Bohrung 40 mit der lotrechten Mittellinie des Feststellbolzens zusammenfällt, wenn der Führungsmast sich in der betreffenden Drehstellung befindet. Das Ausrichten des Flachstabes wird dadurch ermöglicht, daß die Schrauben 39 durch Bohrungen 42 des Flachstabes 38 mit großem Spiel hindurchgesteckt sind.

Zum Heben und Senken des Feststellbolzens 32 ist die folgende Vorrichtung vorgesehen:

Eine Manschette 43 umschließt einen Rohrschuß 44₇ der sich nach oben an den Rohrschuß 3 anschließt. Sie ist an dem Rohrschuß 44 mit Hilfe von Kugeln 45 gelagert, die es ermöglichen, daß die Manschette nach oben und unten geschoben wird. Die Manschette wird oben durch einen Ring 46 abgeschlossen, an dem vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Lenker 47 angreifen. Die oberen Enden der Lenker sind gelenkig an vier doppelarmigen Hebeln 48 befestigt, die in an dem Rohrschuß 44 sitzenden Konsolen 49 in Gelenken mit waagerechten Achsen gelagert sind. An den von den Lenkern 47 abgewandten Enden der doppelarmigen Hebel 48 sitzen lange Handgriffe 50.

Von einem Ring 51, der die Manschette 43 unten abschließt, erstreckt sich ein Arm 52 radial nach außen, der durch eine Rippe

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versteift ist. Am Ende dieses Armes ist der Feststellbolzen 32 mit seinem oberen Ende befestigt. Damit sich der Feststel!bolzen 32 nicht um seine Achse drehen kann und demgemäß die Rolle 35 in ihrer Laufspur auf der kreisförmigen Bahnfläche 36 gehalten wird, greift ein Zapfen 54, der oberhalb der Hülse 33 von dem Feststel !bolzen 32 absteht, in eine Gabelöffnung eines Armes 55, der von einer Befestigungsstelle auf der Unterseite des Armes 52 nach unten ragt.

Mit ausgezogenen Linien ist in Fig. 2, 4 und 5 der Festste 11 bolzen in seiner tiefsten Lage dargestellt. Hierbei ist sein unteres Ende 34 passend in die kegelige Bohrung 44 des Flachstabes 38 eingesetzt. Demgemäß ist der Führungsmast 4 in einer der vier erwähnten Drehstellungen festgestellt. Dem entspricht es, daß sich die Manschette in ihrer unteren Endlage befindet. Die Handgriffe 50 sind dabei steil nach oben gestellt.

Wenn der Führungsmast aus dieser Drehstellung herausgedreht werden soll, werden die Handgriffe 50 nach unten in die nahezu waagerechten Lagen geschwenkt, die in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. Demzufolge wird die Manschette 43 angehoben und wird der Feststellbolzen 32 innerhalb der Hülse 33 nach oben gezogen. Hierbei tritt sein unteres Ende 34 aus der kegeligen Bohrung 40 heraus und gelangt in die in Fig« 4 mit strichpunktierten Linien dargestellte Lage innerhalb der Hülse 33. Nunmehr kann der Führungsmast von dem auf der Arbeitsbühne \ stehenden Bedienungsmann mit Hilfe der Handgriffe 50 gedreht werden. Wenn hierbei die Hülse 33 mit dem Feststellbolzen 32 aus dem Bereich der Mulde 37 herausgetreten

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ist, können die Handgriffe 50 losgelassen werden. Infolgedessen senkt sich die Manschette 43 soweit, bis sich die Rolle 35 auf die Bahnfloche aufseizt. Beim weiteren Drehen des Führungsmastes rollt demgemäß die Rolle 35 auf der Bahnfläche 36 ab.

Wenn der Führungsmast nach einer Drehung um 90 wieder festgestellt werden soll, läßt man die Rolle 35 in die nächstfolgende Mulde 37 a (Fig. 3) einlaufen. Dabei senkt sich der Feststellbolzen 32 dank seines Gewichtes und des Gewichtes der Manschette 43 nach Maßgabe des Profiles der Mulde 37 a. Das ist verbunden mit einem Nach-Oben-Schwenken der Handgriffe 50, so daß der Bedienungsmann sieht, daß sich der Führungsmast 4 der neuen Drehstellung nähert.

Er wird daher den Führungsmast 4 nur noch langsam drehen, bis das untere Ende 34 des Feststellbolzens im Grund der Mulde 37 a in die kegelige Bohrung 40 α dieser Mulde eintritt. Dann ist der Führungsmast 4 in der neuen Drehstellung verriegelt.

Wenn aber der Bedienungsmann den Führungsmast 4 um mehr als drehen will, muß er den FeststeI!bolzen 32 im Bereich der Mulde 37 α anheben, indem er einen der Handgriffe 50 niederdrückt. So kann er wahlweise den Führungsmast in einer der vier Drehstellungen feststellen, denen Mulden 37 a, 37 b, 37 c, 37 zugeordnet sind. Doch ist dafür gesorgt, daß der Führungsmast 4 nicht um mehr als 360° nach beiden Richtungen gedreht werden kann. Hierfür ist die folgende Vorrichtung vorgesehen,

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Am Rand des unteren Ringflansches 9 ist mittels eines Gelenkbolzens 56, dessen Achse radial mit Bezug auf die lotrechte Drehachse 5 verläuft, ein aus einem Flachstahl bestehender Hebel 57 gelagert. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Achse des Gelenkbolzens 56 in der Meridian-Ebene 58 liegt, welche durch die Mittellinie 41 des Feststellbolzens hindurchgeht, wenn dieser sich gemäß Fig_e 5 in der Stellung befindet, die der einen Drehstellung des Führungsmastes entspricht, wobei er mit seinem unteren Ende 34 in die kegelige Bohrung 40 des Flachstabes 38 einzurasten vermag.

Der Sperrhebel 57 ragt von dem Gelenkbolzen 56 nach oben und tritt durch den Zwischenraum zwischen zwei Anschlägen 59, 60 hindurch, die von dem Rand der oberen Ringflansche 8 absteh en _o Wie Fig. 6 zeigt, begrenzen die Anschläge 59 und 60 Schwenkbewegungen des Sperrhebels 57, der von der Meridian-Ebene 58 aus um gleiche Winkel OC nach beiden Seiten bis zur Anlage an geneigten Anschlagflächen 61 bzw. 62 der Anschläge 59, 60 geschwenkt werden kann. Wenn der Führungsmast 4 die erwähnte Ausgangs-Drehstel lung einnimmt, befindet sich ein Ansatz 63, der von dem Rand der Ringplatte 27 absteht und symmetrisch zu der Meridian-Ebene 58 angeordnet ist, mittig in dem Zwischenraum zwischen den in Fig. 6 mit ausgezogenen und mit strichpunktierten Linien dargestellten Endstellungen des Sperrhebels 57. Dieser hat an seinem oberen Ende beiderseits Einkerbungen derart, daß die jeweils dem Ansatz 63 zugewandte Schmalfläche 64 bzw. 65 der betreffenden Einkerbung lotrecht, parallel zu,der Meridian-Ebene 58 liegt. Zwischen den Flächen 64 und 65 und den Seitenflächen des

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Ansatzes 63 besteht ein geringes Spiel 66,

Wenn ausgehend von der Drehstellung des Führungsmastes nach den Fig. bis 6 dieser entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn (von oben betrachtet} ge-. dreht wird, entfernt sich der Ansatz 63 von dem in der linken Endstellung nach Fig. 6 befindlichen Sperrhebel 57 nach rechts.

Wenn der Führungsmast um nahezu 360 gedreht worden ist, stößt der Ansatz 63, der in Fig. 6 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, bei seinerweiteren Bewegung nach rechts an die linke Flanke des oberen Endes des mit ausgezogenen Linien dargestellten Sperrhebels. Beim weiteren Drehen des Führungsmastes wird der Sperrhebel 57 durch den Ansäte 63 mitgenommen, so daß er in die in Fig. 6 mit strichpunktierten Linien dargestellte Sperriage gelangt, in welcher er an der Anschlagfläche des Anschlages 60 anliegt. Dann hat der Ansatz 63 die in Fig. 6 mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage erreicht. Folglich könnte der Führungsmast 4 allenfalls noch um das Spiel 66 im gleichen Sinn weitergedreht werden. Darüber hinaus verhindert der Sperrhebel 57 ein Drehen des Führungsmastes.

Wenn der Führungsmast 4 darauf in der entgegengesetzten Richtung um 360° gedreht wird, nimmt er den Sperrhebel aus der in Fig_e 6 mit strichpunktierten Linien dargestellten Lage mit, so daß dieser in die linke Sperrstellung gelangt, in welcher er an der Anschlagfläche 61 des Anschlages 59 anliegt. Demzufolge kann der Führungsmast - bis auf das geringe Spiel 66 - nicht weiter, also praktisch nicht mehr als 360 , gedreht werden.

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Claims

Pq ten tanspruches

( λ J Einrichtung zum Umsetzen von Brennelementen und Regelstäben in einem Kernreaktor mit einem Führungsmast, der durch eine Ausnehmung einer fahrbaren Arbeitsbühne hindurchgreift und auf dieser durch einen Drehkran mit lotrechter Drehachse abgestützt ist, und mit einem Greiferkörper, der innerhalb des Führungsmastes so geführt ist, daß er gehoben und gesenkt werden kann und an der Drehung des FUhrungsmastes teilnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Riegelkörper {32), der an dem Führungsmast i{4) in lotrechter Richtung schiebbar geführt ist und an dessen Drehbewegungen teilnimmt, so weit gesenkt werden kann, daß er sich auf einem zweiten Riegelkörper (8), der mit der Arbeitsbühne ,{!) fest verbunden ist, abstützt, wobei ein seine Drehbewegung erleichterndes Zwischenelement {35}, das sich an einem (32) der beiden Riegelkörper befindet, an einer Bahnfläche (36) des anderen Riegelkörpers (8) anlegt, und daß sich der erste Riegelkörper (32) beim Drehen des Führungsmastes ;{4) jeweils dann, wenn sich dieser bestimmten Drehstellungen nähert, nach Maßgabe von Vertiefungen i(37, 37 a, 37 b, 37 c) in der Bahnfläche (36) weiter senkt, bis die beiden Riegelkörper (32, 8) in den bestimmten Drehstellungen in formschlüssige Verbindung miteinander treten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den ersten Riegelkörper bildender Bolzen (32) in einer vom Führungsmast auskragend gehaltenen Hülse (33) schiebbar geführt ist und mit einer an seinem unteren Ende ,(34) gelagerten, das Zwischenelement bildenden Rolle (35) auf der Bahnfläche (36) an einer im zweiten Riegelkörper bildenden Platte (8) zu laufen vermag, welche im Grund der

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Vertiefungen (37, 37 α, 37 b, 37 c) Paß-Löcher (4O₇ 40 a, b, c) zum Einrasten des Bolzens (32) aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Bolzens (32) an einer den Führungsmast (4)„ umschließenden Manschette (43) befestigt ist und zum Heben und Senken der Manschette doppeiarmige, am Führungsmast nach oben und unten schwenkbar gelagerte Hebel (48, 50) dienen.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (48, 50) mit der Manschette (43) so gekoppelt sind, daß sie in der tiefsten Lage der Manschette nach oben ragen und in der höchsten Lage der Manschette etwa waagerecht von dem Führungsmast (4) abstehen.
5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Begrenzen der Drehbewegung des Führungsmastes (4) auf etwa 360 nach beiden Richtungen ein Anschlagkörper (57) zwischen zwei Anschlägen (59, 60), die sich an einem (8) von zwei fest mit der Arbeitsbühne (1) bzw. dem Führungsrost verbundenen Bauteilen befinden, so weit in Drehrichtung des Führungsmastes beweglich geführt ist, daß ein anderer Anschlagkörper (63), der fest an dem anderen (27) der beiden Bauteile sitzt, bei einer bestimmten Drehstellung des Führungsmastes je nach dem Drehsinn an einer von zwei Anschlagflächen ,(64, 65) des ersteren Anschlagkörpers (57) wenigstens nahezu anliegt, der mit einer von dieser Anschlagfläche {64) abgewandten Fläche zur Anlage an einem der Anschläge ,(59, 60) gebracht ist.

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6. Einrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den ersteren Anschlagkörper bildender Hebel (57) an einer von der Arbeitsbühne (1) getragenen Platte (9) in einem Gelenk (56) mit einer radial zur Drehachse (5) des Führungsmastes liegenden Achse gelagert ist und von da nach oben ragt und daß die beiden Anschläge (59, 60) an der dem zweiten Riegelkörper bildenden Platte (8) und der andere Anschlagkörper (63) an einem die Hülse (33) ragenden Arm (27) des Führungsmastes sitzt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (8, 9) Bestandteile eines Tragringes (6) sind, der auf der Arbeitsbühne (1)_ mit Hilfe von in der Höhenrichtung einstellbaren Stützgliedern (14) abgestützt ist und den Drehkranz (7) trägt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der in Höhenrichtung einstellbaren Stützen (14) aus zwei als Gewindebolzen (15) und Muttern (20) ausgebildeten Teilen mit kugelkalottenförmigen Auflagerflächen bestehen und in Kugelpfannen (17, 21) auf der Oberseite der Arbeitsbühne (1) bzw. auf der Unterseite des Tragringes (6) liegen und daß zum Verspannen der beiden Teile (15,20) mit der Arbeitsbühne (1) und dem Tragring (6) Gewindebolzen (23) dienen, die in eine Gewindebohrung (24) in dem den einen Teil bildenden Gewindebolzen (15) eingeschraubt sind, durch Öffnungen in den Kugelpfannen (17, 2Vy sowie der Arbeitsbühne und des Tragringes hindurchgreifen und an den letzteren Widerlager finden.

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