DE29605270U1 - Worm pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schneckenpumpe, wie sie z.B. zum Pumpen von pastösen Materialien, insbesondere Baumaterialien wie angemachte Putzmischungen o.dgl. eingesetzt wird, wie aus DE 86 09 300 Ul oder DE-OS 22 37 563 bekannt.The invention relates to a screw pump, such as is used for pumping pasty materials, in particular building materials such as mixed plaster mixtures or the like, as known from DE 86 09 300 Ul or DE-OS 22 37 563.
Eine Schneckenpumpe weist zum Fördern des zu pumpenden Materials eine drehbar gelagerte und von einer Antriebsvorrichtung antreibbare Förderschnecke auf, die beim Transport des Materials dieses mit den zum Pumpen erforderlichen Druck beaufschlagt. Schneckenpumpen werden z.B. zum Mischen und Fördern von Baumaterialien insbesondere als Durchlaufmischer oder Putzmaschinen eingesetzt.A screw pump has a rotating screw conveyor that can be driven by a drive device to convey the material to be pumped, which applies the pressure required for pumping the material when it is transported. Screw pumps are used, for example, for mixing and conveying building materials, particularly as continuous mixers or plastering machines.
Die Förderschnecke ist umgeben von einem Schneckenmantel aus (bedingt) flexiblem Material (Kunststoff oder Gummi). Der Schneckenmantel muß dicht an dem "Gewinde" oder "Schraube" der Förderschnecke anliegen und dem von der Förderschnecke auf das Material aufgebrachten Druck widerstehen. Zu diesem Zweck ist derThe screw conveyor is surrounded by a screw casing made of (conditionally) flexible material (plastic or rubber). The screw casing must fit tightly against the "thread" or "screw" of the screw conveyor and withstand the pressure exerted by the screw conveyor on the material. For this purpose, the
Telefon: (0221) 91652O · Telefax: (O221) 1.3f 297^ JelefaK^GilgJ ^02 2$ 9t£<53O ■ Telegramm: Dompatent KölnTelephone: (0221) 91652O · Fax: (O221) 1.3f 297^ JelefaK^GilgJ ^02 2$ 9t£<53O ■ Telegram: Dompatent Köln
Schneckenmantel von einer Spannvorrichtung umgeben, bei der es sich im allgemeinen um eine Art Metall-Manschette handelt. Diese Manschette weist einen Umfangsabschnitt auf, der sich über weniger als 360° um den geschlossenen Schneckenmantel erstreckt und einander benachbarte radial abstehende Flansche aufweist, die mittels Spannbolzen o.dgl. miteinander verbunden sind. Durch die Spannbolzen wird über die Manschette radial Spannung auf den Schneckenmantel aufgebracht, so daß sich dieser fest an die Förderschnecke anlegt.The screw casing is surrounded by a clamping device, which is generally a type of metal sleeve. This sleeve has a circumferential section that extends over less than 360° around the closed screw casing and has adjacent radially protruding flanges that are connected to one another by means of clamping bolts or the like. The clamping bolts apply radial tension to the screw casing via the sleeve, so that it is firmly attached to the conveyor screw.
Der Schneckenmantel ist infolge von Reibung mit der Förderschnecke und dem zu pumpenden Material einem stetigen Verschleiß ausgesetzt, weshalb er relativ häufig ausgewechselt werden muß.The screw casing is subject to constant wear due to friction with the conveyor screw and the material to be pumped, which is why it has to be replaced relatively frequently.
Aus DE 86 09 300 Ul und DE-OS 22 3 7 563 sind jeweils Schneckenpumpen bekannt, bei denen der Schneckenmantel mittels einer hydraulisch bzw. pneumatisch betreibbaren Verstellvorrichtung gegen die; Förderschnecke gespannt und auf dem jeweils eingestellten Sollwert optimal vorgespannt gehalten wird. Die oben erwähnten Spannschrauben sind also insoweit durch die Verstellvorrichtung ersetzt.From DE 86 09 300 Ul and DE-OS 22 3 7 563, screw pumps are known in which the screw casing is clamped against the conveyor screw by means of a hydraulically or pneumatically operated adjustment device and is kept optimally pre-tensioned at the set target value. The clamping screws mentioned above are therefore replaced by the adjustment device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnekkenpumpe zu schaffen, bei der der Schneckenmantel einem geringen Verschleiß unterliegt.The invention is based on the object of creating a screw pump in which the screw casing is subject to little wear.
0 Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach der Erfindung mittels einer Schneckenpumpe, die versehen ist mit einer Förderschnecke, einer Antriebsvorrichtung zum drehenden Antreiben der Förderschnecke, einem die Förderschnecke umgebenden Schneckenmantel und einer Spannvorrichtung zum Spannen des Schneckenmantels gegen die0 This object is achieved according to the invention by means of a screw pump which is provided with a conveyor screw, a drive device for rotating the conveyor screw, a screw casing surrounding the conveyor screw and a clamping device for clamping the screw casing against the
Förderschnecke, wobei die Spannvorrichtung den Schnekkenmantel mittels einer ansteuerbaren Verstellvorrichtung gegen die Förderschnecke spannt.Conveyor screw, whereby the clamping device clamps the screw casing against the conveyor screw by means of a controllable adjustment device.
Erfindungsgemäß spannt die Spannvorrichtung den Schneckenmantel mittels der ansteuerbaren Verstellvorrichtung automatisch gegen die Förderschnecke. Dabei ist die Verstellvorrichtung in Abhängigkeit von dem Förderdruck der zu pumpenden Masse ansteuerbar, und zwar derart, daß die Kraft, mit der der Schneckenmantel gegen die Förderschnecke gespannt ist, mit zunehmendem Förderdruck ansteigt, insbesondere proportional zum Förderdruck ist.According to the invention, the clamping device automatically clamps the screw casing against the conveyor screw by means of the controllable adjustment device. The adjustment device can be controlled depending on the delivery pressure of the mass to be pumped, in such a way that the force with which the screw casing is clamped against the conveyor screw increases with increasing delivery pressure, in particular is proportional to the delivery pressure.
Das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen Schneckenpumpe besteht in der last- bzw. förderdruckabhängigen Einstellung der Spannvorrichtung und damit der last- bzw. förderdruckabhängigen Vorspannung des Schneckenmantels radial gegen die Förderschnecke. Damit 0 ist es möglich, den Schneckenmantel so stark gegen die Förderschnecke spannen zu können, wie es für den augenblicklich abverlangten Förderdruck erforderlich ist. Damit werden die Reibung und damit der Verschleiß des Schneckenmantels reduziert. Schließlich ist aber auch die Möglichkeit gegeben, bei einer Schneckenpumpe den Schneckenmantel seinem Verschleiß entsprechend automatisch nachzustellen.The essential feature of the screw pump according to the invention is the load- or delivery pressure-dependent adjustment of the clamping device and thus the load- or delivery pressure-dependent pre-tension of the screw casing radially against the conveyor screw. This makes it possible to tension the screw casing against the conveyor screw as strongly as is necessary for the delivery pressure required at the time. This reduces friction and thus wear on the screw casing. Finally, it is also possible to automatically adjust the screw casing of a screw pump according to its wear.
Mit der Erfindung läßt sich, die Einsatzdauer eines 0 Schneckenmantels ganz entscheidend verlängern. Versuche haben ergeben, daß hier eine Verbesserung um mindestens den Faktor 2 gegeben ist. Wenn man bedenkt, wie umständlich das Auswechseln des Schneckenmantels ist, ist einsichtig, daß die Erfindung auch eine wesentliche Verbesserung im Umgang mit der Schneckenpumpe, insbe-The invention can significantly extend the service life of a 0 screw casing. Tests have shown that this is an improvement of at least a factor of 2. When you consider how complicated it is to replace the screw casing, it is clear that the invention also represents a significant improvement in the handling of the screw pump, especially
sondere bzgl. der Wartung der Schneckenpumpe, mit sich bringt.especially with regard to the maintenance of the screw pump.
Gerade im Anfahrbereich einer Förderschnecke, in dem der Förderdruck noch gering ist, kann die Schneckenpumpe mit geringster Reibung zwischen Förderschnecke und Schneckenmantel betriebein werden. Bei niedrigem Förderdruck kann mit geringem Schneckenmanteldruck gearbeitet werden, was sich vorteilhafterweise auch auf eine Reduktion der zum Betreiben der Schneckenpumpe aufzubringenden Energie auswirkt.Especially in the start-up area of a screw conveyor, where the delivery pressure is still low, the screw pump can be operated with minimal friction between the screw conveyor and the screw casing. At low delivery pressure, it is possible to work with low screw casing pressure, which also has the advantage of reducing the energy required to operate the screw pump.
Grundsätzlich ist es möglich, den jeweiligen Förderdruck insbesondere meßtechnisch zu erfassen und damit die automatisch verstellbare Spannvorrichtung zu steuern. Die Ansteuerung der Spannvorrichtung erfolgt übrigens derart, daß sich die Spannung mit zunehmendem Förderdruck erhöht, wobei diese Abhängigkeit insbesondere proportional ist.In principle, it is possible to record the respective delivery pressure, in particular by measuring technology, and thus control the automatically adjustable clamping device. The clamping device is controlled in such a way that the tension increases with increasing delivery pressure, whereby this dependency is in particular proportional.
Die Ermittlung des Förderdrucks kann auch anhand der momentanen Betriebsparameter der Antriebsvorrichtung {bei einem Elektromotor z.B. der Motorstrom) erfolgen.The delivery pressure can also be determined based on the current operating parameters of the drive device (for an electric motor, e.g. the motor current).
Zweckmäßigerweise wird als Antriebsvorrichtung ein Hydraulikmotor eingesetzt; dies hat den Vorteil, daß der Hydraulikdruck und damit die Hydraulikflüssigkeit direkt zum Betätigen und Steuern der Spannvorrichtung eingesetzt werden kann, die dabei mindestens einen 0 Hydraulik-Stempel aufweist, der zum Spannen bzw. Entspannen des Schneckenmantels entweder auf Zug bzw. Druck oder auf Druck bzw. Zug beansprucht wird (Druckoder Zug-Stempel) .A hydraulic motor is expediently used as the drive device; this has the advantage that the hydraulic pressure and thus the hydraulic fluid can be used directly to actuate and control the clamping device, which has at least one hydraulic ram which is subjected to either tension or compression or to compression or tension (compression or tension ram) to clamp or relax the screw casing.
Vorzugsweise umfaßt die Spannvorrichtung mehrere Spannelemente (z.B. Hydraulik-Stempel), die längs der axialen Erstreckung des Schneckenmantels verteilt an der Spannvorrichtung angreifen. Damit ist es möglich, den Schneckenmantel örtlich variabel und über die gesamte axiale Länge unterschiedlich stark vorzuspannen, dem Schneckenmantel also ein Spannungsprofil aufzuprägen, was je nach Art des zu pumpenden Materials bzw. Mediums vorteilhaft ist. Mehrere Verstellelemente können aber auch mit gleicher Kraftauswirkung auf die Spannvorrichtung einwirken. Damit läßt sich ein konstantes Spannungsprofil über die gesamte axiale Länge des Schneckenmantels erreichen.The clamping device preferably comprises several clamping elements (e.g. hydraulic rams) which engage the clamping device distributed along the axial extension of the screw casing. This makes it possible to pre-tension the screw casing in a variable manner locally and to varying degrees over the entire axial length, i.e. to impose a tension profile on the screw casing, which is advantageous depending on the type of material or medium to be pumped. However, several adjustment elements can also act on the clamping device with the same force. This makes it possible to achieve a constant tension profile over the entire axial length of the screw casing.
Das oder die Verstellelemente der Verstellvorrichtung zum gesteuerten Verstellen der Spannvorrichtung können die unterschiedlichsten Ausgestaltungen aufweisen. Hydraulik-Stempel, motorisch antreibbare Spindeln oder motorisch bewegbare Hebelsysteme sind möglich.The adjustment element(s) of the adjustment device for controlled adjustment of the clamping device can have a wide variety of designs. Hydraulic pistons, motor-driven spindles or motor-movable lever systems are possible.
Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen: In the following, embodiments of the invention are explained in more detail using the figures. In detail:
5 Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schneckenpumpe mit5 Fig. 1 a side view of a screw pump with
erfindungsgemäßer Spannvorrichtung undclamping device according to the invention and
Fign. 2 und 3Figs. 2 and 3
Alternativen für die Spannvorrichtung, die je-Alternatives for the clamping device, each
0 weils als Querschnittsansichten der Schnecken0 because cross-sectional views of the snails
pumpe gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II dargestellt sind.pump as shown in Fig. 1 along the line II-II .
In Fig. 1 ist in Seitenansicht eine Schneckenpumpe 10 dargestellt. Die Schneckenpumpe 10 ist mit einer imIn Fig. 1, a screw pump 10 is shown in side view. The screw pump 10 is provided with a
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Schneckengehäuse 12 drehbar gelagerten Förderschnecke 14 versehen, die eine Achse und eine um die Achse herum verlaufende Schraubenwendel aufweist. Zum drehenden Antreiben der Förderschnecke 14 ist ein bei 16 angedeuteter Hydraulik-Motor als Antriebsvorrichtung vorgesehen. Das Gehäuse 12 der Schneckenpumpe 10 weist einen Einlaß 18 und einen Auslaß 20 auf, die an den beiden axialen Enden der Förderschnecke 14 angeordnet sind.The screw housing 12 is provided with a screw conveyor 14 which is rotatably mounted and has an axis and a screw spiral running around the axis. A hydraulic motor indicated at 16 is provided as a drive device for rotating the screw conveyor 14. The housing 12 of the screw pump 10 has an inlet 18 and an outlet 20 which are arranged at the two axial ends of the screw conveyor 14.
Der Aufbau des Gehäuses 12 wird nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert.The structure of the housing 12 is explained in more detail below with reference to Fig. 2.
Die Förderschnecke 14 ist abdichtend umschlossen von einem Schneckenmantel 22 aus elastischem Material. Insbesondere wird hierfür ein Kunststoffmaterial eingesetzt . Um den Schneckenmantel 22 herum ist als Spannvorrichtung eine Metallmanschette 24 angeordnet, die radial von außen gegen den Schneckenmantel 22 drückt und diesen wiederum zur dichten Anlage an der Förderschnecke 14 bringt. Die Spannmanschette 24 umschließt den Schneckenmantel 22 über nahezu 360°, ist also nicht gänzlich geschlossen. Im Bereich des offenen Endes der Spannmanschette 24 ist diese mit im wesentlichen radial abstehenden Flanschen 25,26 versehen, die mittels einer automatisch betätigbaren Verstellvorrichtung 28 zum Einstellen der auf den Schneckenmantel 22 wirkenden Spannung relativ zueinander bewegbar sind.The conveyor screw 14 is sealed by a screw casing 22 made of elastic material. In particular, a plastic material is used for this purpose. A metal sleeve 24 is arranged around the screw casing 22 as a tensioning device, which presses radially from the outside against the screw casing 22 and in turn brings it into tight contact with the conveyor screw 14. The tensioning sleeve 24 encloses the screw casing 22 over almost 360°, so it is not completely closed. In the area of the open end of the tensioning sleeve 24, it is provided with essentially radially protruding flanges 25, 26, which can be moved relative to one another by means of an automatically actuated adjusting device 28 for adjusting the tension acting on the screw casing 22.
Beim Fördern von Material durch die Schneckenpumpe be-0 aufschlagt die Förderschnecke 14 das Material mit Druck. Diesem Druck muß der Schneckenmantel 22 standhalten. Aus diesem Grunde ist er von der Spannmanschette 24 umgeben. Je höher der Förderdruck ist, desto höher muß die Kraft sein, mit der der Schneckenmantel 22 gegen die Förderschnecke 14 radial gedrückt wird. JeWhen material is conveyed by the screw pump, the conveyor screw 14 applies pressure to the material. The screw casing 22 must withstand this pressure. For this reason, it is surrounded by the clamping sleeve 24. The higher the conveying pressure, the higher the force must be with which the screw casing 22 is pressed radially against the conveyor screw 14. The
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stärker der Schneckenmantel 22 gegen die Förderschnecke 14 gedrückt ist, desto größer ist der Verschleiß des Schneckenmantels 22 durch Reibung einerseits mit der Förderschnecke 14 und andererseits mit dem zu fördernden bzw. zu pumpenden Material. Um den Verschleiß zu reduzieren, ist es zweckmäßig, den Schneckenmantel 22 dem jeweiligen abverlangten Förderdruck entsprechend stark gegen die Förderschnecke 14 vorzuspannen. Zu diesem Zweck ist bei der hier zu beschreibenden Schneckenpumpe 10 eine Automatik zum automatischen Nachstellen der Spannung der Spannmanschette vorgesehen.The more the screw casing 22 is pressed against the conveyor screw 14, the greater the wear of the screw casing 22 due to friction on the one hand with the conveyor screw 14 and on the other hand with the material to be conveyed or pumped. In order to reduce the wear, it is expedient to pre-tension the screw casing 22 against the conveyor screw 14 in accordance with the respective required conveying pressure. For this purpose, the screw pump 10 to be described here is provided with an automatic system for automatically adjusting the tension of the tensioning sleeve.
Die oben angesprochene automatische Nachstellung erfolgt in Abhängigkeit von der Höhe des jeweiligen Förderdruckes. Ganz allgemein gesprochen, ist der Förderdruck bestimmt durch die Beschaffenheit des Materials (Viskosität) und durch den Querschnitt und die Länge des an den Auslaß des Schneckenpumpengehauses 12 anschließbaren Förderschlauchs (in den Figuren nicht dar-0 gestellt). Ferner kann die Feststellung getroffen werden, daß der auf das pumpende Material wirkende Druck längs der Förderschnecke 14 variiert.The automatic adjustment mentioned above takes place depending on the level of the respective delivery pressure. Generally speaking, the delivery pressure is determined by the nature of the material (viscosity) and by the cross-section and length of the delivery hose that can be connected to the outlet of the screw pump housing 12 (not shown in the figures). Furthermore, it can be determined that the pressure acting on the pumped material varies along the conveyor screw 14.
Meßtechnisch oder aus Betriebsparametern der Schneckenpumpe, insbesondere aus den Betriebsparameter der Antriebsvorrichtung der Förderschnecke 14 wird der jeweilige Förderdruck bei der Schneckenpumpe 10 bestimmt. Je höher der Förderdruck ist, desto größer muß die auf den Schneckenmantel 22 wirkende Vorspannung durch die 0 Spannmanschette 24 sein. Bei dem hier zu beschreibenden Ausführungsbeispiel wird als Antriebsvorrichtung ein Hydraulik-Motor 16 eingesetzt. Der Betriebsdruck dieses Hydraulik-Motors 16 ist proportional zum Förderdruck, so daß der Betriebsdruck direkt zur Ansteuerung ge-The respective delivery pressure of the screw pump 10 is determined by measurement or from operating parameters of the screw pump, in particular from the operating parameters of the drive device of the conveyor screw 14. The higher the delivery pressure, the greater the pre-tension acting on the screw casing 22 by the tensioning sleeve 24 must be. In the embodiment to be described here, a hydraulic motor 16 is used as the drive device. The operating pressure of this hydraulic motor 16 is proportional to the delivery pressure, so that the operating pressure is used directly for controlling the
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eigneter Verstellelemente der Verstellvorrichtung 28 ausgenutzt werden kann.suitable adjustment elements of the adjustment device 28 can be utilized.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante der Verstellvorrichtung 28 weist diese Druck-Hydraulikstempel 30 auf, deren Zylinder 32 mit dem Flansch 25 der Spannmanschette 24 mechanisch verbunden sind. Dieser Flansch 25 ist dazu mit einem tangential zur Förderschnecke 14 verlaufenden Befestigungselement 34 verbunden, an dem der Stempelzylinder 32 bei 36 drehbar gelagert ist. Der aus dem Zylinder 32 herausragende Kolben 3 8 ist drehbar an einem Hebel 40 gelagert, dessen diesem Lagerungspunkt 42 abgewandtes Ende sich gegen den Flansch 25 der Spannmanschette 24 abstützt, mit dem der Stempel 32 über das Befestigungselement 34 verbunden ist. Der andere Flansch 26 ist über ein Zugelement 44 mit dem sich am Flansch 25 abstützenden Ende des Hebels 40 verspannt . Fährt nun mit steigendem Betriebsdruck des Hydraulik-Motors 16 der Kolben 38 aus, so wird der Hebel 40 um seinen Anlagepunkt 4 6 am Flansch 25 verschwenkt, wobei sich der Abstand zwischen diesem Ende des Hebels 40 und dem Flansch 26 ändert, was wiederum eine auf das Zugelement 44 wirkende Zugspannung zur Folge hat, die in eine radiale Stauchung der Spannmanschette 24 umgesetzt wird. Damit wird Druck auf den Schneckenmantel 22 ausgeübt.In the variant of the adjustment device 28 shown in Fig. 2, this has pressure hydraulic rams 30, the cylinders 32 of which are mechanically connected to the flange 25 of the clamping sleeve 24. This flange 25 is connected to a fastening element 34 running tangentially to the conveyor screw 14, on which the ram cylinder 32 is rotatably mounted at 36. The piston 38 protruding from the cylinder 32 is rotatably mounted on a lever 40, the end of which facing away from this bearing point 42 is supported against the flange 25 of the clamping sleeve 24, to which the ram 32 is connected via the fastening element 34. The other flange 26 is clamped via a tension element 44 to the end of the lever 40 supported on the flange 25. If the piston 38 now extends with increasing operating pressure of the hydraulic motor 16, the lever 40 is pivoted about its contact point 46 on the flange 25, whereby the distance between this end of the lever 40 and the flange 26 changes, which in turn results in a tensile stress acting on the tension element 44, which is converted into a radial compression of the tension sleeve 24. This exerts pressure on the screw casing 22.
Anhand von Fig. 3 soll nachfolgend noch kurz auf eine Variante des Verstellmechanismus 28' eingegangen wer-0 den. Soweit sich die Elemente der Ausführungsbeispiele gemäß Fign. 2 und 3 gleichen, sind sie mit denselben Bezugszeichen versehen.A variant of the adjustment mechanism 28' will be briefly discussed below with reference to Fig. 3. Insofar as the elements of the embodiments according to Figs. 2 and 3 are the same, they are provided with the same reference numerals.
Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird bei der Alternativen nach Fig. 3 ein Hydraulik-Zugstem-In contrast to the embodiment according to Fig. 2, in the alternative according to Fig. 3 a hydraulic tension punch is
pel 30' verwendet, dessen Zylinder 32' über ein Verbindungselement 34' mit dem Flansch 26 der Spannmanschette 24 verbunden ist. Der aus dem Zylinder 32' herausragende Kolben 38' ist mit einem Hebel 40' verbunden, der starr mit dem anderen Flansch 25 der Spannmanschette 24 verbunden ist. Mit zunehmendem Betriebsdruck des Hydraulik-Motors 16 wird die Kolbenstange 38' in den Zylinder 32' hineinbewegt. Dadurch wird der Hebel 40' auf den Zylinder 32' zubewegt und damit die beiden Flansche 25,26 aufeinanderzubewegt. Auf diese Weise erfolgt die Vorspannungskrafteinstellung der Spannmanschette 24.pel 30' is used, the cylinder 32' of which is connected to the flange 26 of the clamping sleeve 24 via a connecting element 34'. The piston 38' protruding from the cylinder 32' is connected to a lever 40', which is rigidly connected to the other flange 25 of the clamping sleeve 24. As the operating pressure of the hydraulic motor 16 increases, the piston rod 38' is moved into the cylinder 32'. This moves the lever 40' towards the cylinder 32' and thus the two flanges 25, 26 towards each other. In this way, the pre-tensioning force of the clamping sleeve 24 is adjusted.
Claims (7)
einem die Förderschnecke (14) umgebenden Schneckenmantel (22) unda drive device (16) for rotating the conveyor screw (14),
a screw casing (22) surrounding the conveyor screw (14) and
dadurch gekennzeichnet ,wherein the clamping device (24) clamps the screw casing (22) against the conveyor screw (14) by means of a controllable adjusting device (28),
characterized ,
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Legal Events
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