DE1703727A1 - Hydraulic impact device - Google Patents

Hydraulic impact device

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Juergen Gerber
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CNH Industrial Baumaschinen GmbH
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O&K Orenstein and Koppel GmbH
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    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
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Orenstein-Koppel und Lübecker Maschinenbau Aktiengesellschaft 1000 Berlin 20, Brunsbütteler Damm 14-4-208Orenstein-Koppel and Lübecker Maschinenbau Aktiengesellschaft 1000 Berlin 20, Brunsbütteler Damm 14-4-208

PAT 944/945PAT 944/945

Hydraulisches SohlaggerätHydraulic bottoming device

Sie Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Schlaggerät mit einem wechselweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagten, in einem Zylinder geführten Kolben, der das mehrfache an Hasse gegenüber dem der Zerkleinerung von-Gestein dienenden Einsteckwerkzeug auf· weist, einem der Steuerung des Schlag-und Rückhubs dienenden Steuerschieber und einem der Speicherung der Schlagenergie dienenden Hydraulikspeicher. The invention relates to a hydraulic impact device a piston that is alternately pressurized with hydraulic fluid and guided in a cylinder, which is several times as much as Hasse the insert tool used for crushing rock on has, a control slide serving to control the impact and return stroke and a hydraulic accumulator serving to store the impact energy.

Ea sind bereits hydraulische Schlaggeräte bekannt, mit denen ähnliche Arbeiten ausgeführt werden können wie mit den gewöhnlich verwendeten Drucklufthämmern. Meist handelt es sich dabei um schnellschlagende Hämmer. Bei einem bekannten Hammer sind Eur Erzielung hoher Schlagzahlen zwei Drehschieber eingebaut, die durch einen ebenfalls hydraulisch beaufschlagten Drehmotor angetrieben werden. Auftrdem dienen zwei pneumatische Druckspeicher der Speicherung von Energie, die freigegeben wird, wenn sich der Kolben unter VergröBsrung des über ihm liegenden Volumes senkt. Hohe Schlagenergien laseen «ich, wenr es auf den Einzelsohlag ankommt, mit einem derartigen Gerät niebt erzielen, außerdem ist der Aufwand hoch und die Steuerung der Drehschieber störanfällig.Ea hydraulic impact devices are already known with which similar Work can be carried out in the same way as with the commonly used pneumatic hammers. Most of them are fast-hitting Hammers. In a well-known hammer, two rotary valves are built in to achieve a high number of blows, which are also controlled by one hydraulically operated rotary motor are driven. Auftrdem Two pneumatic pressure accumulators are used to store energy, which is released when the piston is enlarged lowers the volumes lying above it. High impact energies read «I, wenr it depends on the individual sole, but with such a device, the effort is high and the control of the rotary valve is high prone to failure.

fiel einen weiteren bekannten hydraulischen Schlagwerkzeug soll eine höhere Schlagkraft daduroh erreicht warden, daß ein unter Fcderapanauni etehender Arbtitskolben duroh «inen Walteren Kolben beaufschlagt wird,Another well-known hydraulic impact tool is said to be one higher clout can be achieved that one under Fcderapanauni the same working piston is acted upon by the Walteren piston,

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der unter der Einwirkung eines Exzenters steht und ebenfalls auf eine feder einwirkt. Ein derartiges System ist ebenfalls aufwendig und läßt «war eine schnelle Schlagfolge, jedoch keine hohe Einzelschlagenergie zu, wie sie für besondere Arbeiten, z. B. die Zertrümmerung von grosser en Gesteinbrocken notwendig ist.which is under the action of an eccentric and also on a spring acts. Such a system is also complex and allows a rapid sequence of blows, but no high single blow energy to how they are used for special work, e.g. B. the shattering of great en boulder is necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Schlaggerät mit hoher Schlagenergie des Einzelschlages zu entwickeln, bei dem die Beaufschlagung nur mit der in einem Trägerfahrzeug -vorhandenen hydraulischen Energie erfolgt.The invention is based on the object of a hydraulic impact device to develop with high impact energy of the single impact, in which the impact only with that in a carrier vehicle hydraulic energy takes place.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Kolben des hydraulischen Sohlaggerätea erfindungsgemäß mit einer der Zufuhr des Druckmediums dienenden» zentralen axial angeordneten und mittels eines Druckrohres mit einem BydraiLikspeicher -verbundenen Sacklochbohrung versehen, und die Schlaghubfläche des Kolbens gleich einer ringförmigen Rückhubfläche und ein« ringförmige, dem Hydraulikspeioher zugewandte Stirnfläche gleich groß wie die dem Einsteckende zugewandte Stirnfläche ausgebildet.To solve this problem, the piston of the hydraulic sole-laying device is a according to the invention with one of the supply of the pressure medium serving » central, axially arranged and provided by means of a pressure pipe with a BydraiLikspeicher -connected blind hole, and the stroke stroke surface of the piston is equal to an annular return stroke surface and an "annular end surface facing the hydraulic accumulator is the same size designed like the end face facing the insertion end.

.. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die IiJr-"' dermenge der Pumpe mittels eines an sich bekannten Hydraulikspeiche?· und der untereinander genau abgestimmten Verhältnisse der Stirnfläehen ▼on Kolbenober und -Unterseite und der entsprechenden ölmengen durch die formsohlüssige Betätigung des Steuerkolbens schlagartig freigegeben wird, so daß eine hohe Schlagkraft des Einzelsohlages erzielt wird. Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Anordnung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüohen hervor. .. The advantage of the arrangement according to the invention is that the IiJr- "' the amount of the pump by means of a hydraulic spoke known per se? and the precisely coordinated proportions of the frontal surfaces ▼ on the top and bottom of the piston and the corresponding amount of oil the mold sole actuation of the control piston is suddenly released is, so that a high impact force of the single sole is achieved. Further features of the arrangement according to the invention emerge from the following description, the drawings and the subclaims.

In der Zeichnung let ein AusfUhrungebeiepiel der erfindungegeeäßen Anordnung im Längsschnitt dargestellt.In the drawing let an execution example of the arrangement according to the invention shown in longitudinal section.

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Das Zylindergehäuse 1 wird umschlossen von dem Zylinderrohr 2; zwischen diesen sind der Überströmkanal 3, die Steuerleitung 4, die leitung 5 und weitere der Weiterleitung des Druck- oder des Steueröle dienende Einrichtungen untergebracht. Den unteren Abschluß des Zylindergehäuaes 1 und des Zylinderrohres 2 bildet der Deckel 6, der die Bohrung 7 mit Werkzeughalter 8 enthält, durch den das Einsteokwerkzeug 9 eingeführt wird. In dem Einstekkolben 10 wird das Einsteckwerkzeug 9 gehalten. In dem ZyIIndergehäuse 1 ist der Schlagkolben 11 geführt, dessen Kopf 11a mit einem größeren Durchmesser gegenüber dem Schaftteil versehen ist. Den oberen Abschluß des Zylindergehäuses 1 λ bilden der obere Gehäusedeckel 12 und die Abdeckhaube 13· In dem oberen Gehäusedeckel 12 sind das Druckrohr 14· der Steuerkolben 151 das Überdruckventil 16, in der Ausnehmung 17 die Rückstellfeder 18 und Bohrungen zur Weiterleitung des Drucköls untergebracht. Über des oberen Gehäusedeckel 12 befindet sich der Hydraulikspeicher 14a, der mit dem Druckrohr 14 in Verbindung steht. Die Hydraulikpumpe 19 ist über die Leitung 20, den Steuerschieber 21, die Zuleitung 22 und die Tankleitung 23 mit dem Schlaggerät verbunden. Bei Abschaltung des Schlagmechanismus wird das öl drucklos in den Behälter 24 gefördert.The cylinder housing 1 is enclosed by the cylinder tube 2; between these the overflow channel 3, the control line 4, the line 5 and other devices serving to forward the pressure oil or the control oil are accommodated. The lower end of the cylinder housing 1 and the cylinder tube 2 is formed by the cover 6, which contains the bore 7 with the tool holder 8 through which the insertion tool 9 is inserted. The insertion tool 9 is held in the insertion piston 10. The percussion piston 11, the head 11a of which is provided with a larger diameter than the shaft part, is guided in the cylinder housing 1. The upper end of the cylinder housing 1 λ is formed by the upper housing cover 12 and the covering hood 13. The upper housing cover 12 houses the pressure pipe 14, the control piston 151, the pressure relief valve 16, the recess 17 houses the return spring 18 and bores for forwarding the pressurized oil. The hydraulic accumulator 14a, which is connected to the pressure pipe 14, is located above the upper housing cover 12. The hydraulic pump 19 is connected to the impact device via the line 20, the control slide 21, the supply line 22 and the tank line 23. When the impact mechanism is switched off, the oil is pumped into the container 24 without pressure.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:The way it works is as follows:

Bei der in der Abbildung gezeigten Stellung des Steuerschiebers 21, welcher zusammen mit der Pumpe 19 im Trägergerät montiert ist, fördert die Pumpe 19 das Druckmedium drucklos über die Pumpenleitung 20 und den Steuerschieber 21 zum Tank 24. Damit das Gerät arbeiten kann, müssen vorerst alle Räume mit Ol gefüllt sein, hierzu wird der Steuersohleber 21 in die Stellung II gebracht, so daß die Pumpenleitung 20 mit der Tankleitung 23 und die Zuleitung 22 mit des Tank 24 verbunden ist. Soait kann das von der Pumpe 19 geförderte öl über lanal 25, Abflußleitung 26 und AuslgTeiohsleitung 27 in den oberen Zylinderraum 28When the control slide 21 is in the position shown in the figure, which is mounted together with the pump 19 in the carrier device, promotes the pump 19 supplies the pressure medium without pressure via the pump line 20 and the control slide 21 to the tank 24. In order for the device to work, all rooms must first be filled with oil 21 brought into position II, so that the pump line 20 is connected to the tank line 23 and the supply line 22 to the tank 24 is. Soait can the pumped 19 oil via lanal 25, drainage line 26 and AuslgTeiohsleitung 27 in the upper cylinder space 28

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und über die oberen UberetrÖBbohrungen 40, den durch Zylindergehäuse und äußeres Zylinderrohr 2 gebildeten Überströmkanal 3uad Überströmbohrungen 41 in den Ringkanal 43 strömen und über Nuten 30 kann auch der Ringraum 31 gefüllt werden. Durch Abheben dee Überdruckventile 16 yon seinen Sitz werden ebenfalle der Speicher 14a sowie der mit dem Druckrohr 14 verbundene Zylinderraum 53 gefüllt. Die in den Räumen vorhandene luft und daβ zuviel geförderte öl können über die Kanäle und 35t die Zuleitung 22 und den Steuerschieber 21 zum Tank 24 abfließen, weil der Steuerkolben 15 durch den auf seine Stirnfläche 34 wirkenden Druck angehoben wird. Nach beendetem Püllvorgang wird das * überdtuckventll 16 geschlossen. Das Gerät kann in Arbeitsposition gebracht werden, d. h. das Sinsteckwerkzeug 9 wird auf das zu zerkleinernde Gestein aufgesetzt, wodurch der Einsteckkolben 10 bis zum Anschlag angehoben wird.and over the upper cover bores 40 through the cylinder housing and outer cylinder tube 2 formed overflow channel 3uad overflow bores 41 flow into the annular channel 43 and via grooves 30 can also the annular space 31 can be filled. By lifting the pressure relief valve 16 from its seat, the memory 14a as well as the one with the Pressure tube 14 connected cylinder space 53 is filled. The air present in the rooms and the excess oil produced can pass through the channels and 35t the supply line 22 and the control slide 21 flow off to the tank 24, because the control piston 15 is raised by the pressure acting on its end face 34. When the rinsing process is finished, the * Cover valve 16 closed. The device can be brought into working position be, d. H. the Sinsteckwerkzeug 9 is on the to be shredded Put on rock, whereby the plug-in piston 10 is raised to the stop.

Der Steuerschieber 21 wird nun in die Pos. I gebracht. Das Gerät befindet sich in Arbeitestellung, es ergibt sich folgender ölfluß:The control slide 21 is now brought into position I. The device is located is in working position, the following oil flow results:

Daβ von der Pumpe 19 geförderte Ol gelangt über die Pumpenleitung 2O9 Steuerschieber 21, Zuleitung 22, Kanal 35t Kanal 36, Leitung 5 zum *" Ringkanal 38. Durch den auf die Ringfläche 39 des Schlagkolben 11 wirkenden Druck wird der Schlagkolben 11 angehoben. Das im oberen Zylinderraum 28 befindliche Ol wird dabei über die Überströmbohrungen und 41 und den Überströmkanal 3 in den unteren Zylindesaum 50a, 51a verdrängt. Da die obere Kolbenfläche 49 des Schlagkolben 11 genauso groß 1st wie die untere Kolbenfläohe bestehend aus der Ringfläohe 50 und der Topffläche 51» findet ein nahezu druckloser Olaustausoh statt. Ot die beiden Stirnfläohen 49 und 50, 51 des Schlagkolben· 11 gleioh froi sind, muß auch die Stirnfläche 52 des Arbeitasylinders 53 gleioh gro· sein wie die Ringfläohe 39· Da in der gezeichneten Lage des Steuer-The oil conveyed by the pump 19 reaches the pump line 2O 9, control slide 21, supply line 22, channel 35t, channel 36, line 5 to the * "ring channel 38. The pressure acting on the annular surface 39 of the percussion piston 11 raises the percussion piston 11 Oil in the upper cylinder chamber 28 is displaced via the overflow bores 41 and 41 and the overflow channel 3 into the lower cylinder chamber 50a, 51a If the two end faces 49 and 50, 51 of the percussion piston 11 are the same, the end face 52 of the working cylinder 53 must also be the same size as the annular surface 39.

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kolbena 15 der Kanal 32 abgesperrt ist, kann das im Arbeitszylinder befindliche öl nun in den Speicher Ha verdrängt werden; dabei wird das in der Blase 14b des Hydraulikspeichers 14a befindliche Gas zusammengepreßt. Wenn der Kolben 11 seine obere Endlage erreicht, wild der Steuerkolben 15 durch den Stößel 15a angehoben, so daß Kanal 36 sit Kanal 25, d. h. Ringkanal 38 mit dem Tank 24 einerseits und andererseits Kanal 32 und 35, d. h. Pumpe 19 mit dem Arbeitszylinder 53 verbunden sind. Da aber nach dem vorhergesagten fläche 39 nahezu drucklos ist, entspannt sich das Gasvolumen der Gasblase 14b schlagartig und treibt den Schlagkolben 11 mit sehr hoher Geschwindigkeit nach unten, bis er mit seiner topfförmigen Ausnehmung 51a über den stufenförmigen Ansatz 10a dee Einsteckkolbens 10 greift, so daß zwischen dem Ansatz 10a und dem Schlagkolben 11 in der Ausnehmung 51a ein geeohlossenes ölpolster entsteht. Ba die ölsäule als weitgehend inkompressibel zu betrachtet ist, wird, die Schlagenergie des Schlagkolben« über den Einsteckkolben 10 an das Werkzeug 9 abgegeben. Gleichzeitig wird jedoch ein Druokimpuls über Bohrung 55, Ringkanal 56, Bohrung 57, Steuerleitung 4 und Ausnehmung 17 auf den Steuerkolben 15 gegeben, so daß dieser in die gezeichnete Stellung zurückkehrt, und der Arbeitstakt von neuem beginnt. Um sicher zu sein, daß der Steuerkolben 15 (4 während des Abwärtshubes des Schlagkolbenβ 11 in der angehobenen Stellung verbleibt, ist Kanal 44 und damit die untere Stirnseite 34 dee Steuerkolbens 15 über die Leitung 59 und Abflußleitung 26, Kanal 25 mit der Tankleitung 23 verbunden, so daß der in dieser herrschend« Staudruck den Steuerkolben 15 in der angehobenen Position hält und Kanal und 35 mit-einander verbindet.kolbena 15, the channel 32 is shut off, the oil in the working cylinder can now be displaced into the reservoir Ha; in the process, the gas located in the bladder 14b of the hydraulic accumulator 14a is compressed. When the piston 11 reaches its upper end position, the control piston 15 is raised by the plunger 15a, so that channel 36 is connected to channel 25, ie annular channel 38 with tank 24 on the one hand, and channels 32 and 35, ie pump 19, connected to working cylinder 53 on the other are. Since, however, according to the predicted area 39 is almost pressureless, the gas volume of the gas bubble 14b suddenly relaxes and drives the percussion piston 11 downwards at a very high speed until it grips with its cup-shaped recess 51a over the stepped extension 10a of the plug-in piston 10, so that between the extension 10a and the percussion piston 11 in the recess 51a a closed oil cushion is created. If the oil column is to be regarded as largely incompressible, the impact energy of the percussion piston is transferred to the tool 9 via the plug-in piston 10. At the same time, however, a pressure pulse is given to the control piston 15 via bore 55, ring channel 56, bore 57, control line 4 and recess 17, so that it returns to the position shown, and the working cycle begins again. In order to be sure that the control piston 15 (4 remains in the raised position during the downward stroke of the percussion piston 11), channel 44 and thus the lower end face 34 of the control piston 15 are connected to the tank line 23 via line 59 and drain line 26, channel 25 so that the dynamic pressure prevailing in this holds the control piston 15 in the raised position and connects channel 35 and 35 with one another.

Findet das Werkzeug 9 beim Zerbersten des Gesteine keinen Wideretand, so daß da« Eineteokkolben 10 auf den Deckel 6 auftrifft, so wird dl«If tool 9 does not find any resistance when the rock bursts, so that the Eineteok flask 10 hits the cover 6, then the

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Schlagenergie in Federn 60, weiche mittels Distanzhülse 61 und Schrauben 62 vorgespannt sind, vernichtet. Hierbei überfährt der Hingkanal 56 die Bohrung 57» so daß der Steuerkolben 15 nicht schlagartig umsteuern kann. Die Schlagfolge wird infolgedessen so langsam, daß keine Zerstörungsgefahr besteht.Impact energy in springs 60, soft by means of spacer sleeve 61 and screws 62 are biased, destroyed. Here, the hanging channel 56 passes over the bore 57 'so that the control piston 15 does not abruptly can change course. As a result, the impact sequence is so slow that there is no risk of destruction.

Pa tentanaprüchtPatent required

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Claims (6)

Orenstein-Koppel und Lübecker Maschinenbau Aktiengesellschaft 1OOO Berlin 20, Brunsbütteler Damm 144-208 PAT 942 Pa tentanaprücheOrenstein-Koppel and Lübecker Maschinenbau Aktiengesellschaft 1OOO Berlin 20, Brunsbütteler Damm 144-208 PAT 942 Patent claims 1. Hydraulisches Schlaggerät mit einem wechselweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagten, in einem Zylinder geführten Kolben, der das mehrfache an Masse gegenüber dem der Zerkleinerung von Gestein dienenden Meißel aufweist, einem der Steuerung des Schlag- und * Rückhubs dienenden Steuerschieber und einem der Speicherung der Schlagenergie dienenden Hydraulikspeicher, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben mit einer der Zufuhr des Druckmediums mittels eines Druckrohres (14) dienenden zentralen« axial angeordneten Sacklochbottrung (53) versehen ist und die Schlaghubfläche (52) des Kolbens (11) gleich der ringförmigen RÜckhubflache (39), und die ringförmige dem Hydraulikspeicher (Ha) zugewandte Stirnfläche (49) des Kolbens gleich der dem Einsteckende zugewandten Stirnfläche (50, 51) ist., Guided in a cylinder piston, which has the multiple of mass with respect to which the comminution serving of rock bit serving 1. A percussive hydraulic apparatus comprising a alternately pressurized liquid to one of the control of the impact and * return stroke serving spool and one of the storage of the impact energy Hydraulic accumulator, characterized in that the piston is provided with a central, axially arranged blind hole port (53) serving to supply the pressure medium by means of a pressure pipe (14) and the stroke stroke surface (52) of the piston (11) is the same as the annular return stroke surface (39), and the annular end face (49) of the piston facing the hydraulic accumulator (Ha) is the same as the end face (50, 51) facing the insertion end. 2. Hydraulisches Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennaeiohnet, daß der der Umsteuerung des Drucköls zur Beaufschlagung des Kolbens für den Schlag- und Rückhub dienende Steuerschieber (15) mit eines in den dem Hydraulikspeicher (Ha) zugewandten Zylinderraum (28) hineinragenden Stößel (15a) zusammenwirkt, und die dem Hydraulikspeicher (Ha) zugewandte Stirnfläche (15b) des Steuerschiebers (15) durch eine Leitung ( A) mit dem dem Einsteckwerkzeug (9) zugewandten Zylinderraun (51a) verbunden ist.2. Hydraulic impact device according to claim 1, characterized in that the control slide (15) serving to reverse the pressure oil to act on the piston for the impact and return stroke has a plunger (15a) projecting into the hydraulic accumulator (Ha) facing the cylinder chamber (28) ) interacts, and the hydraulic accumulator (Ha) facing end face (15b) of the control slide (15) is connected by a line ( A) to the cylinder space (51a) facing the insert tool (9). 209810/0041 bAd209810/0041 bA d 3. Hydraulisches Schlaggerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Aufnahme des Einsteckwerkzeuges (9)dientnde Einsteckkolben (10) an seinem dem Schlagkolben (11) zugewandten Ende mit einem eine geringere Stirnfläche als der Schlagkolben aufweisenden An art ζ (10a) versehen ist.3. Hydraulic impact device according to claims 1 and 2, characterized in that that the insertion piston (10) serving to receive the insertion tool (9) on its facing piston (11) End with a smaller face than the percussion piston having An art ζ (10a) is provided. 4. Hydraulisches Schlaggerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Zylindergehäuse (1) verschließende Dekkel (6) über vorgespannte Federn (60) mit dem Zylindergehäuse (1)4. Hydraulic impact device according to claims 1 to 3, characterized in that that the cover (6) closing the cylinder housing (1) is connected to the cylinder housing (1) via pretensioned springs (60) ^ verbunden ist.^ is connected. 5. Hydraulisches Schlaggerät nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerleitung (4) bei Ieerschlagendem Werkzeug (9) durch den Schlagkolben (11) verschlossen wird.5. Hydraulic impact device according to claims 1 to 4 »characterized in that that a control line (4) when the tool is deflated (9) is closed by the percussion piston (11). 6. Hydraulisches Schlaggerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überströmkanal (3) von dem Zylindergehäuse (1) einerseits und dem äußeren Zylinderrohr (2) andererseits gebildet
wird und Leitungen (4, 5) in dem vor Steinschlag geschützten Ring-6. Hydraulic impact device according to claims 1 to 5, characterized in that an overflow channel (3) formed by the cylinder housing (1) on the one hand and the outer cylinder tube (2) on the other hand
and lines (4, 5) in the ring which is protected from falling rocks r zylinder angeordnet sind.r cylinders are arranged. 209810/0041 bad original209810/0041 bad original
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