DE2942091A1 - Coupling cover for pipeline slide valve - comprises sleeve with spindle-accommodating union and steel bearing bush with iron nitrite surface coating - Google Patents
Coupling cover for pipeline slide valve - comprises sleeve with spindle-accommodating union and steel bearing bush with iron nitrite surface coatingInfo
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Abstract
Description
2942091 Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch Patentanwälte2942091 Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch patent attorneys
* J ' * J ' Diplom-PhysilcerGraduated Physilcer
Anwalttakte: 43 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 789 Lawyer records : 43 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 789
54 318/En- 23. August 197954 318 / En- 23 August 1979
Patentanmeldung
Eisenwerk Rödinghausen
GmbH & Co. KG
5750 Menden 2Patent application
Ironworks Rödinghausen
GmbH & Co. KG
5750 Menden 2
Schieber für RohrleitungenGate valve for pipelines
Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 28 43 163.2) ...Addendum to patent ... (patent application P 28 43 163.2) ...
Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Schieber für Rohrleitungen, bestehend aus Schiebergehäuse mit Spindelhals sowie Strömungskanal mit Gehäusedichtflächen, den Gehäusedichtflächen zugeordnetem Schieberkeil und angeschlossener Gewindespindel, wobei der Schieberkeil eine Beschichtung aus Gummi oder Kunststoff aufweist, die den Schieberkeil bis auf Führungsnuten und Spindelbohrung umgibt. Dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Schieber so weiter auszubilden, daß bei vorgegebenem Gewicht und Übereinstimmung in bezug aufThe main patent relates to a valve for pipelines, consisting of valve body with spindle neck and flow channel with housing sealing surfaces, the housing sealing surfaces associated slide wedge and connected threaded spindle, wherein the slide wedge has a coating made of rubber or plastic has, which surrounds the slide wedge except for guide grooves and spindle bore. The main patent is the task based on developing such a slide so that with a given weight and agreement with respect to
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die die Nennweite des Strömungskanals wesentlich größere Drücke aufgenommen werden können. Nach dem Hauptpatent besitzt dazu das Schiebergehäuse einen Spindelhals mit - parallel zur Strömungsrichtung und orthogonal zur Spindel - kreisförmigen Querschnitt bei quer zur Strömungsrichtung ovaler Eintrittsöffnung für den Schieberkeil in den Strömungskanal und ist die Beschichtung des Schieberkeils im Bereich des Kontaktes zwischen Eintrittsöffnung für den Schieberkeil in den Strömungskanal und Schieberkeil zu einem Toleranzausgleichspolster ausgebildet, wobei das Schiebergehäuse aus Stahlguß, der Schieberkeil jedoch aus Gußeisen, vorzugsweise aus sphärolithischem Gußeisen, besteht und auf den Spindelhals ein kuppeiförmiger Deckel mit Spinde!durchführung und Spindellager aufgesetzt ist. Das Hauptpatent geht dabei von der Erkenntnis aus, daß der eingangs beschriebene Schieber bei vorgegebener Nennweite für den Strömungskanal, ohne Erhöhung des Gewichtes insgesamt und sogar bei Gewichtsreduzierung, erhöhte Drücke aufzunehmen in der Lage ist, wenn das Schiebergehäuse aus Stahlguß hergestellt und wie beansprucht gestaltet wird. Dabei überwindet das Hauptpatent früher bestehende Schwierigkeiten. Bekanntlich läßt sich Stahlguß wesentlich schwerer bergießen als Gußeisen. Insbesondere bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, Stahlgußstücke mit geringen Toleranzen zu erzeugen. Geringe Toleranzen, insbesondere in bezug auf die Passung des Schieberkeils in der Eintrittsöffnung für den Schieberkeil in den Strömungskanal, sind jedoch bei solchen Schiebern erforderlich. (Es versteht sich von selbst, daß die Paßflächen eine spanabhebende Bearbeitung erfahren, die aber möglichst gering sein soll.) Nach der Lehre des Hauptpatentes bleiben die Toleranzen in zulässigen Grenzen, wenn man bei der Herstellung des Schiebergehäuses insgesamt aus Stahlguß den Spindelhals in der beschriebenen Weise mit seinem kreisförmigenwhich the nominal width of the flow channel can accommodate significantly higher pressures. According to the main patent, it also has the valve body has a spindle neck with - parallel to the direction of flow and orthogonal to the spindle - circular Cross-section with an oval inlet opening for the slide valve wedge into the flow channel and transverse to the direction of flow the coating of the valve wedge in the area of contact between the inlet opening for the valve wedge in the flow channel and the valve wedge is designed to form a tolerance compensation cushion, wherein the valve housing is made of cast steel, but the valve wedge is made of cast iron, preferably of spherulitic Cast iron, and a dome-shaped cover with a spindle bushing and spindle bearing is placed on the spindle neck is. The main patent is based on the knowledge that the gate valve described at the beginning with a given nominal size for the flow channel to absorb increased pressures without increasing the overall weight and even with a reduction in weight is capable when the valve body is made of cast steel and designed as claimed. Included the main patent overcomes previous difficulties. As is well known, cast steel is much more difficult to pour over than cast iron. In particular, it causes considerable difficulties in producing steel castings with small tolerances. Low Tolerances, in particular with regard to the fit of the valve wedge in the inlet opening for the valve wedge in the flow channel, however, are necessary with such valves. (It goes without saying that the mating surfaces undergo machining, which should be as little as possible.) Remain according to the teaching of the main patent the tolerances within permissible limits, if one in the manufacture of the valve body made of cast steel as a whole Spindle neck in the manner described with its circular
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Querschnitt ausrüstet, und zwar insbesondere dann, wenn nach bevorzugter Ausführungsform des Hauptpatentes der Schieberhals zusätzlich noch kreisförmige, zugleich als formhaltende Stabilisierungselemente dienende Anschlußflansche in Verbindung mit dem Gehäusedeckel aufweist. Wird dann der Schieberkeil aus Gußeisen hergestellt, so kann insoweit eine toleranzarme Fertigung verwirklicht werden. Soweit überhaupt Toleranzen in Kauf genommen werden müssen, lassen sich diese ausgleichen, weil nach einem weiteren Merkmal des Hauptpatentes die Beschichtung des Schieberkeils im Bereich des Kontaktes zwischen Eintrittsöffnung für den Schieberkeil in den Strömungskanal und Schieberkeil nicht lediglich als Dichtungsmittel, sondern zugleich als Toleranzausgleichspolster ausgebildet ist.Equipped cross-section, in particular if, according to a preferred embodiment of the main patent, the slider neck in addition, circular connection flanges, which also serve as shape-retaining stabilizing elements, are connected having with the housing cover. If the valve wedge is then made of cast iron, a low-tolerance Manufacturing can be realized. If tolerances have to be accepted at all, these can be compensated, because, according to a further feature of the main patent, the coating of the slide wedge in the area of the contact between the inlet opening for the valve wedge into the flow channel and valve wedge is not only designed as a sealing means, but also as a tolerance compensation cushion.
Erfolgt ein solcher Toleranzausgleich, so erfährt allerdings die Spindel eine Momentenbeanspruchung, deren Momentenvektor orthogonal zur Spindelachse gerichtet ist, so daß das Spindellager im kuppeiförmigen Deckel Zwänge aufzunehmen hat. Andererseits muß die Spindel leicht drehbar gelagert sein. Sie darf sich nicht festfressen. Im Rahmen des Hauptpatentes ist dazu vorgesehen, daß Spindellager als ein besonderes Bauteil aus Kunststoff in Form von Polyamid, Polytetrafluoäthylen od. dgl. auszuführen, wobei eine solche Kunststoff-Lagerbuchse in einem Aufsatz angeordnet ist, der eine entsprechende Muffe aufweist und seinerseits auf den kuppeiförmigen Gehäusedeckel aufgesetzt ist. Das ist dann nicht frei von Nachteilen, wenn in der zugeordneten Rohrleitung ein Medium geführt wird, durch welches der für die Lagerbuchse eingesetzte Kunststoff zum Quellen kommt. Quellungen sind aber auch schon durch Wasseraufnahme möglich. Tatsächlich ist bei den Schiebern nach dem Hauptpatent nicht ausgeschlossen, daß das in der Rohrleitung geführte Medium bei geöffnetem Schieber auch an die Lagerbuchse gelangt. Nichtsdestoweniger hält man bisher die Anordnung einer solchenIf such a tolerance compensation takes place, however, the spindle experiences a moment load, its moment vector is directed orthogonally to the spindle axis, so that the spindle bearing has to accommodate constraints in the dome-shaped cover. on the other hand the spindle must be easily rotatable. It must not seize up. This is part of the main patent provided that the spindle bearing as a special component made of plastic in the form of polyamide, polytetrafluoroethylene or the like. execute, wherein such a plastic bearing bushing is arranged in an attachment which has a corresponding sleeve and is in turn placed on the dome-shaped housing cover. This is then not free from disadvantages when in the assigned pipeline a medium is passed through which the plastic used for the bearing bush to swell comes. However, swelling is also possible through absorption of water. In fact, the main patent applies to the slide valves it cannot be ruled out that the medium carried in the pipeline will also reach the bearing bushing when the slide valve is open. Nonetheless, the order of such a thing has hitherto been maintained
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Lagerbuchse aus Kunststoff für erforderlich, da eine solche Lagerbuchse auch dem vorstehend erwähnten Zwang nachgibt. Bei Lagerung von Metall auf Metall befürchtet man Verklemmungen, abrasiven Verschleiß und Korrosionen.Bearing bush made of plastic is necessary because such a bearing bush also yields to the above-mentioned constraint. When storing metal on metal, there is a risk of jamming, abrasive wear and corrosion.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei dem Schieber nach dem Hauptpatent die Spindel unter Verzicht auf die Verwendung einer Lagerbuchse aus Kunststoff führungsgenau zu lagern, ohne daß die Gefahr des Festfressens besteht.In contrast, the invention is based on the object of waiving the spindle in the slide according to the main patent on the use of a plastic bearing bushing to store with precise guidance without the risk of seizure.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der kuppeiförmige Deckel eine angegossene Muffe mit oberem, dem Spindeldurchmesser angepaßtem Innenbund aufweist, und daß in die Muffe eine Lagerbuchse aus Stahl mit Lagerbohrung für die Spindel und umlaufenden Nuten für O-Dichtungsringe eingesetzt ist, wobei die Oberfläche der Lagerbuchse im wesentlichen aus Eisennitrid besteht. Das meint sowohl die Oberfläche der Lagerbohrung als auch die Oberfläche der Nuten. Die Oberflächenschicht soll nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung eine Rauhigkeit von max. 8 bis 1Ou aufweisen, ihre Dicke mag einige Tausendstel bis einige Hunderstel Millimeter betragen. Die Oberflächenschicht kann durch Nitrierhärtung erzeugt werden. Dazu wird die Lagerbuchse in eine über 500 0C heiße Schmelze, bestehend aus Cyanid- und Cyanatsalzen gebracht. Die Behandlungsdauer beträgt 20 bis 200 Minuten, je nach der gewünschten Dicke der Oberflächenschicht. Aus montagetechnischen Gründen läßt sich die Anordnung so treffen, daß die Spindel einen Haltebund aufweist, der unter der Lagerbuchse angeordnet ist, wobei in die Muffe ein Haltering eingeschraubt ist, der mit dem Haltebund der Spindel von unten wechselwirkt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, auch im Bereich des Innenbundes der angegossenen Muffe noch ein Dichtungsmittel vorzusehen.To solve this problem, the invention teaches that the dome-shaped cover has a cast-on sleeve with an upper inner collar adapted to the spindle diameter, and that a bearing bush made of steel with a bearing bore for the spindle and circumferential grooves for O-sealing rings is used in the sleeve, the The surface of the bearing bush consists essentially of iron nitride. This means both the surface of the bearing bore and the surface of the grooves. According to a preferred embodiment of the invention, the surface layer should have a roughness of at most 8 to 10 μm, and its thickness may be a few thousandths to a few hundredths of a millimeter. The surface layer can be produced by nitriding. For this purpose, the bearing bush is placed in a 500 0 C hot melt consisting of cyanide and Cyanatsalzen. The treatment time is 20 to 200 minutes, depending on the desired thickness of the surface layer. For technical assembly reasons, the arrangement can be made so that the spindle has a retaining collar which is arranged under the bearing bushing, a retaining ring being screwed into the sleeve which interacts with the retaining collar of the spindle from below. It is within the scope of the invention to also provide a sealing means in the area of the inner collar of the cast-on sleeve.
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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Schieber die Spindel in ihrer Lagerbohrung sehr genau und toleranzarm geführt werden kann, nichtsdestoweniger ist jedoch eine Lagerbuchse aus Kunststoff nicht erforderlich. Vielmehr erfolgt die Lagerung in der angegebenen Weise grundsätzlich Metall auf Metall, jedoch unter Zwischenschaltung der hauptsächlich aus Eisennitrid bestehenden Oberflächenschicht. Das bewirkt, daß bei den auftretenden Beanspruchungen keinerlei störende Verklemmungen auftreten. Gleichgültig, welche Medien in der zugeordneten Rohrleitung geführt werden, störender abrasiver Verschleiß und Korrosionen, die zu einem Festfressen der Spindel in der Lagerbuchse führen könnten, werden nicht beobachtet. Das gilt insbesondere dann, wenn die Spindel aus dem genormten Chromstahl X 20 CR 13 besteht.The advantages achieved are to be seen in the fact that in a slide according to the invention the spindle is in its bearing bore can be guided very precisely and with little tolerance, but nevertheless a bearing bush made of plastic is not necessary. Rather, the storage takes place in the manner indicated, basically metal on metal, but with the interposition the surface layer consisting mainly of iron nitride. This causes the stresses that occur no annoying deadlocks occur. It does not matter which media are in the assigned pipeline disruptive abrasive wear and corrosion, which lead to the spindle seizing in the bearing bush could not be observed. This is especially true if the spindle is made of the standardized X 20 CR 13 consists.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention is explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment. It show in a schematic representation
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schieber bei vertikal angeordneter Spindel,Fig. 1 is a vertical section through an inventive Slide with vertically arranged spindle,
Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A, teilweise im Schnitt,FIG. 2 is a view of the object of FIG. 1 from the direction of arrow A, partially in section.
Fig. 3 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1 .3 shows section A from the object according to FIG. 1 on a much larger scale than in FIG. 1.
Der in den Figuren dargestellte Schieber entspricht zunächst dem Schieber nach dem Hauptpatent. In seinem grundsätzlichen Aufbau besteht der Schieber in klassischer Weise aus einemThe slide shown in the figures initially corresponds to the slide according to the main patent. In its fundamental In the classic way, the slide consists of one structure
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Schiebergehäuse 1 mit Spindelhals 2 sowie Strömungskanal 3, wobei das Schiebergehäuse 1 Gehäusedichtflächen 4 aufweist, aus dem den Gehäusedichtflächen 4 zugeordneten Schieberkeil 5 und einer angeschlossenen Gewindespindel 6, wobei der Schieberkeil 5 eine Beschichtung 7 aus Gummi oder Kunststoff aufweist, die den Schieberkeil 5 bis auf Führungsnuten 8 und Spindelbohrung 9 umgibt. Es versteht sich von selbst, daß auf den Spindelhals 2 ein Deckel 10 aufgesetzt ist, der mit dem Spindelhals 2 verbunden ist.Valve housing 1 with spindle neck 2 and flow channel 3, wherein the valve housing 1 has housing sealing surfaces 4, from the valve wedge 5 assigned to the housing sealing surfaces 4 and a connected threaded spindle 6, wherein the slide wedge 5 has a coating 7 made of rubber or plastic, which the slide wedge 5 except for guide grooves 8 and spindle bore 9 surrounds. It goes without saying that a cover 10 is placed on the spindle neck 2, with the spindle neck 2 is connected.
Für die Erfindung ist zunächst wesentlich, daß das Schiebergehäuse 1 einen Spindelhals 2 mit (parallel zur Strömungrichtung und in den Figuren horizontal) kreisförmigem Querschnitt 11 aufweist, während andererseits die Eintrittsöffnung 12 für den Schieberkeil 5 in den Strömungskanal 3 nach wie vor oval ausgeführt ist und mit der langen Achse quer zur Strömungsrichtung verläuft. Das entnimmt man aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 1 und 2. Die Fig. 1 macht deutlich, daß die Beschichtung 7 des Schieberkeils 5 im Bereich des Kontaktes zwischen Eintrittsöffnung 12 für den Schieberkeil 5 in dem Strömungskanal 3 und Schieberkeil 5 zu einem Toleranzausgleichspolster 13 ausgebildet ist.For the invention it is initially essential that the slide valve housing 1 a spindle neck 2 with a circular cross-section 11 (parallel to the direction of flow and horizontal in the figures) while, on the other hand, the inlet opening 12 for the slide wedge 5 into the flow channel 3 is still oval and its long axis runs transversely to the direction of flow. This can be seen from a comparative analysis 1 and 2. FIG. 1 makes it clear that the coating 7 of the slide wedge 5 in the area of the contact between the inlet opening 12 for the valve wedge 5 in the flow channel 3 and the valve wedge 5 to form a tolerance compensation cushion 13 is formed.
Das Schiebergehäuse 1 besteht aus Stahlguß. Der Schieberkeil 5 besteht aus Gußeisen, vorzugsweise aus sphärolithischem Gußeisen.The valve housing 1 is made of cast steel. The slide wedge 5 is made of cast iron, preferably spherulitic Cast iron.
Toleranzausgleichspolster 13 bezeichnet die Tatsache, daß die Beschichtung im angegebenen Bereich hinreichend dick und hinreichend elastisch verformbar ist, um die Toleranzen auszugleichen, die sich bei Herstellung des Schiebergehäuses 1 aus Stahlguß und bei Herstellung des Schieberkeils 5 aus Gußeisen ergeben. Das Ausführungsbeispiel zeigt die bevorzugte Ausführungs-Tolerance compensation pad 13 denotes the fact that the Coating is sufficiently thick and elastically deformable in the specified area in order to compensate for the tolerances, which result from the manufacture of the valve housing 1 from cast steel and from the manufacture of the valve wedge 5 from cast iron. The embodiment shows the preferred embodiment
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form der Erfindung, bei der zusätzlich besondere Maßnahmen verwirklicht sind, um die genannten Toleranzen klein zu halten. Diese besonderen Maßnahmen bestehen einerseits darin, daß am Spindelhals 2 ein verhältnismäßig dicker, kreisförmiger Flansch 14 für den Anschluß des Deckels 10 vorgesehen ist, der gleichzeitig als Stabilisierungselement funktioniert. Stabilisierend in bezug auf gießtechnisch bedingte Toleranzen wirkt aber auch die Tatsache, daß im Ausführungsbeispiel der Spindelhals 2 von der Eintrittsöffnung 12 für den Schieberkeil 5 in den Strömungskanal 3 zum Gehäusedeckel 10 hin konisch erweitert ist.form of the invention, in which additional special measures are implemented are to keep the tolerances mentioned small. These special measures are, on the one hand, that on Spindle neck 2 a relatively thick, circular flange 14 is provided for the connection of the cover 10, which also functions as a stabilizing element. Stabilizing with regard to tolerances caused by casting technology but also the fact that in the embodiment, the spindle neck 2 from the inlet opening 12 for the slide wedge 5 is widened conically in the flow channel 3 towards the housing cover 10.
Zeichnerisch nicht dargestellt werden konnte, daß der Schieberkeil 5 zum Zwecke des Toleranzausgleichs auf seiner Spindel 6 , neben der Relativbewegung der Schraubbetätigung, in Grenzen verschiebbar ist, und zwar in Strömungsrichtung und entgegen der Strömungsrichtung sowie orthogonal zur Strömungsrichtung. Mit diesem Freiheitsgrad für den Toleranzausgleich funktioniert der Toleranzausgleich dann besonders gut, wenn zusätzlich die Beschichtung 7 des Schieberkeils 5 am unteren Rand ebenfalls ein Ausgleichspolster 15 darstellt.It could not be shown graphically that the valve wedge 5 for the purpose of tolerance compensation on its spindle 6, in addition to the relative movement of the screw actuation, within limits is displaceable, namely in the direction of flow and against the direction of flow and orthogonal to the direction of flow. With this degree of freedom for the tolerance compensation, the tolerance compensation works particularly well, if in addition the coating 7 of the slide wedge 5 at the lower edge also represents a compensating cushion 15.
In der Fig. 1 erkennt man, daß das Schiebergehäuse 1 Schweißbunde 16 zum Einschweißen in eine zugeordnete Rohrleitung aufweist. Das ist möglich, weil das Schiebergehäuse 1 aus Stahlguß besteht, - es könnte aber nach wie vor auch mit Verbindungsflanschen ausgerüstet sein. In Fig. 1 it can be seen that the valve housing 1 has welding collars 16 for welding into an associated pipeline. This is possible because the valve housing 1 is made of cast steel - but it could still be equipped with connecting flanges.
Der kuppelförmige Deckel 10 besitzt eine angeschlossene Muffe 17. Diese Muffe 17 besitzt einen oberen, dem Spindeldurchmesser D angepaßten Innenbund 18. In die Muffe 17 ist eine Lagerbuchse 19 aus Stahl mit Lagerbohung 20 für die Spindel 6 und mit umlaufenden Nuten 21 für O-Dichtungsringe 22 eingesetzt. Die Ober-The dome-shaped cover 10 has an attached sleeve 17. This sleeve 17 has an upper, the spindle diameter D adapted inner collar 18. In the sleeve 17 is a bearing bush 19 made of steel with a bearing hole 20 for the spindle 6 and with a circumferential Grooves 21 for O-sealing rings 22 are used. The upper
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Andrejewski, Honlce. Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honlce. Gesthuysen & Masch, patent attorneys in Essen
fläche dieser Lagerbuchse 19 und damit der Lagerbohrung 20 sowie der Nuten 21 für die O-Dichtungsringe 22 besteht im wesentlichen aus Eisennitrid 23. Das erkennt man insbesondere aus dem Lupenausschnitt in Fig. 3. Die Oberflächenschicht mag durch eine sog. Tenifer-Behandlung hergestellt worden sein. Ihre Rauhigkeit liegt bei 8 bis 1Ou.area of this bearing bush 19 and thus the bearing bore 20 as well the grooves 21 for the O-sealing rings 22 consists essentially of iron nitride 23. This can be seen in particular from the magnifying glass in Fig. 3. The surface layer may have been produced by a so-called Tenifer treatment. Your roughness is from 8 to 1Ou.
Im übrigen entnimmt man aus den Figuren, daß die Spindel 6 mit einem Haltebund 24 versehen ist, der unter der Lagerbuchse 19 liegt. Gegengesetzt ist ein in die angegossene Muffe 17 eingeschraubter Haltering 25.In addition, it can be seen from the figures that the spindle 6 is provided with a retaining collar 24 which is located under the bearing bush 19 lies. Opposite is a retaining ring 25 screwed into the cast-on sleeve 17.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8176 | Proceedings suspended because of application no: |
Ref document number: 2843163 Country of ref document: DE Format of ref document f/p: P |
|
| 8178 | Suspension cancelled | ||
| 8130 | Withdrawal |