DE1774371A1 - Storage device with several drums for winding and unwinding a flexible cable of great length - Google Patents

Storage device with several drums for winding and unwinding a flexible cable of great length

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DE1774371A1
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storage device
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Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für biegsame Kabel, insbesondere für biegsame Leitungen zur Flüssigkeitszufuhr, welche es gestattet, eine längere, biegsame Leitung die aus mehreren Einzelteilen besteht, auf- und abzuwickeln, wobei die Stillstandszeiten der Auf- oder Abrollarbeiten sowie die Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr, die für den Anschluß und die Trennung der einzelnen Leitungsabschnitte erforderlich sind, auf ein Mindestmaß reduziert werden.The present invention relates to a storage device for flexible cables, in particular for flexible lines for Liquid supply, which allows a longer, flexible line consisting of several individual parts, winding and unwinding, whereby the downtimes of the winding or unwinding work as well as the interruption of the liquid supply, required for the connection and separation of the individual line sections on one Minimum dimensions are reduced.

Die auf dieser Vorrichtung aufgerollte biegsame LeitungThe flexible cable rolled up on this device

kann auch aus einem Kabel bestehen, das aus aufeinanderfolgenden, stumpf miteinander verbundenen Längen besteht.can also consist of a cable consisting of successive, consists butt interconnected lengths.

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Eine solche Lagervorrichtung ist insbesondere von Bedeutung für Tiefbohrungen, bei denen als Bohrleitung eine biegsame Leitung verwendet wird, an deren unterem Ende das Bohrwerkzeug direkt an den Antriebsmotor gekuppelt ist, wobei die Antriebskraft elektrisch oder hydraulisch sein kann und von der Erdoberfläche durch die biegsame Leitung zugeführt wird.Such a storage device is particularly important for deep boreholes in which a drilling line flexible line is used, at the lower end of which the drilling tool is coupled directly to the drive motor is, whereby the driving force can be electric or hydraulic and from the earth's surface through the flexible Line is fed.

Bis jetzt wurde für derartige Bohrgeräte im Verein mit den Zugvorrichtungen zum Tragen des Gewichts der in das Bohrloch angewickelten Leitung eine Lagertroramel für die Leitung verwendet, auf welcher schon zu Beginn der Bohrarbeiten die gesamte Länge der erforderlichen "biegsamen Stange" in einem einzigen Stück aufgewickelt war, wobei die Trommel eine Hohlwelle aufwies, die an einem Ende mit dem Leitungsanfang verbunden war und durch ein 33trehgelenk mit der Bohrflüssigkeit versorgt wurde.Until now, such drilling rigs have been used in conjunction with the pulling devices to carry the weight of the Borehole wound pipe a storage toramel for the Line used on which already at the beginning of the drilling work the entire length of the required "flexible Rod "was wound up in a single piece, with the drum having a hollow shaft which at one end had a was connected to the beginning of the line and was supplied with the drilling fluid through a swivel joint.

Jedoch ist es bei sehr tiefen Bohrungen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit des Pumpens der Bohrflüssigkeit nicht möglich, die Gesamtlänge der Bohrleitung entsprechend der Endtiefe der Bohrung aufzubringen. Es ist vielmehr erforderlich, je nach der erreichten Bohrtiefe, eine wachsende Anzahl von Einzelstücken der biegsamen Leitung zu verwenden, die jeweils miteinander verbunden werden müssen, wobei der neue aufzubringende Leitungsteil auch erst von seiner Lagertrommel abgewickelt und auf die Bohrtrommel aufgebracht werden muß.However, it is not in the case of very deep bores for reasons of the economy of pumping the drilling fluid possible to apply the total length of the drilling line according to the final depth of the borehole. Rather, it is necessary to use an increasing number of individual pieces of the flexible pipe depending on the drilling depth reached, each of which must be connected to one another, the new line part to be applied also only from its storage drum must be unwound and applied to the drill drum.

Die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung erfüllt den Zweck, die zur Aufbringung der zusätzlichen Leitungsstücke auf die Trommel erforderlichen Leerzeiten einzusparen und insbesondere die Haltezeiten hinsichtlich des Umlaufs der Bohrflüssigkeit abzukürzen.The device according to the present invention fulfills the purpose for applying the additional line pieces to save idle time required on the drum and in particular to shorten the holding times with regard to the circulation of the drilling fluid.

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Erfindungsgemäß wird dies dadurch "bewirkt, daß man eine Lagervorrichtung verwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß auf ihr mehrere koaxiale Trommeln angeordnet sind, die sich unabhängig gegeneinander drehen lassen, wobei diese Trommeln mindestens zwei Trommelmotoren haben, die mit getrennt rotierenden Mitnehmer vorrichtungen versehen sind; ferner ist mindestens eine Hilfstrommel zwischen den Trommelmotoren angeordnet, die Vorrichtungen besitzt, mittels welcher sie sich der Rotation eines der vorgenannten Trommelmotoren anschließen kann.According to the invention this is "caused by one Storage device used, which is characterized by that several coaxial drums are arranged on it, the can be rotated independently of each other, these drums have at least two drum motors that are separated with rotating driver devices are provided; there is also at least one auxiliary drum between the drum motors arranged, which has devices by means of which it is the rotation of one of the aforementioned drum motors can connect.

In dem besonders in Erage kommenden Beispiel, bei dem die auf der Lagervorrichtung aufgerollte biegsame Leitung eine mit !flüssigkeit unter Druck beschickte Schlauchleitung ist, besitzt die Lagervorrichtung eine Hohlwelle für die Flüssigkeitszufuhr zu der Leitung über ein Drehgelenk. Jeder der Trommelmotoren besitzt sodann eine von der Leitung tzu der Hohlwelle getrennte, hydraulische Verbindungsvorrichtung.In the example that is particularly relevant, in which the The flexible line rolled up on the storage device is a hose line filled with liquid under pressure, the bearing device has a hollow shaft for the liquid supply to the line via a swivel joint. Each of the drum motors then has one of the line tzu der Hollow shaft separate hydraulic connection device.

Der Aufbau dieser Lagervorrichtung gemäß vorliegender Erfindung geschieht in der Weise, daß die Hilfstrommel mit einem ersten Trommelmotor zusammengefaßt wird und so eine Lagerkapazität darstellt, auf welcher ein Leitungsstück derart aufgewickelt wird, daß der Anfang der Wicklung auf den Trommelmotor zu liegen kommt, worauf das aufgerollte Stück soweit abgewickelt wird, bis die Hilfstrommel leer ist; sodann wird diese Hilfstrommel von dem ersten Trommelmotor abgekuppelt und mit dem zweiten Trommelmotor in gemeinsame Rotation gebracht, sodaß sie mit diesem eine neue Lagereinheit bildet, auf welcher ein neues Teilstück der biegsamen Leitung aufgewickelt wird, wobei der Anfang der Wicklung sioh auf dem zweiten Trommelmotor befindet; diese neue Leitungswicklung geschieht ohne Unterbrechung des Abwickelvorgangs des noch auf dem ersten Trommelmotor befindlichen Teils des ersten Leitungsteilstücks.The construction of this storage device according to the present invention is done in such a way that the auxiliary drum is combined with a first drum motor and thus represents a storage capacity on which a piece of line is wound in such a way that the beginning of the winding comes to rest on the drum motor, whereupon the rolled up Piece is unwound until the auxiliary drum is empty; Then this auxiliary drum is uncoupled from the first drum motor and brought into common rotation with the second drum motor, so that it forms a new storage unit with this, on which a new section of the flexible cable is wound, the beginning of the winding sioh being on the second drum motor ; this new line winding takes place without interrupting the unwinding process of the part of the first line section that is still on the first drum motor.

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Ein als nicht "begrenzend aufzufassendes Beispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben; .A non-limiting example of the invention is described below with reference to the accompanying drawings; .

Figur 1 zeigt einen Aufriß dieser Konstruktionsart,Figure 1 shows an elevation of this type of construction,

Figuren 2A und 2D zeigen eine schematische Darstellung der aufeinanderfolgenden Abwicklungsphasen für eine Schlauchlänge im Verlauf eines Bohrvorgangs.Figures 2A and 2D show a schematic representation of the successive development phases for a hose length in the course of a drilling operation.

In Figur 1 bezeichnet 1 die Trommelachse, die als Hohlaohse ausgebildet ist, um die Zufuhr der Druckflüssigkeit durch . die mit der Welle verbundenen Kanäle 2 und 3 zu der aufgewickelten Leitung zu ermöglichen, welche Kanäle mit den beiden Wellenenden verbunden und mit den Schiebern 4 und 5 versehen sind.In Figure 1, 1 denotes the drum axis, which is called the hollow tube is designed to feed the pressure fluid through. the channels 2 and 3 connected to the shaft to the wound Line to enable which channels are connected to the two shaft ends and to the slides 4 and 5 are provided.

Diese Kanäle sind durch die Leitung 6 mit dem Austritt des timlauf systems für den Bohrschlamm verbunden.These channels are connected by line 6 to the outlet of the Timlauf system for the drilling mud.

Die Welle 1 ist an ihren Enden auf den Lagern 7.und 8 abgestützt, die ihrerseits auf dem Rahmen 9 montiert sind, der durch den Sockel 10 auf dem Boden ruht.The shaft 1 is supported at its ends on the bearings 7 and 8, which in turn are mounted on the frame 9, which rests through the base 10 on the floor.

Bei diesem Beispiel trägt die Lagervorrichtung drei Trommeln 11, 12, 13, die normalerweise von-einander getrennt sind, die jedoch nach Belieben gemeinsam zur Rotation gebracht werden können, und zwar mittels einer geeigneten Vorrichtung, wie etwa, durch die Klinken 14a zur gegenseitigen Kupplung der Trommeln 11 und 12 oder 14b zur gemeinsamen Rotation der Trommeln 12 und 13; dieses Beispiel für die Kupplungsvorrichtung der Trommeln benachbarter Anordnung ist nicht begrenzend aufzufassen und sohließt in keiner Weise die Anordnung anderer Vorrichtungen zum Ein-In this example the storage device carries three drums 11, 12, 13, which are normally separated from one another which, however, can be rotated together at will, by means of a suitable one Device, such as, by the pawls 14a for the mutual coupling of the drums 11 and 12 or 14b for common Rotation of drums 12 and 13; this example for the coupling device of the drums of adjacent arrangement is not to be understood as limiting and includes in no way the arrangement of other devices for

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und Auskuppeln der betreffenden rotierenden Trommeln aus, wie etwa Reibungs- oder elektromagnetische Kupplungen, vorsynchronisierte Klinkengchaltungen usw.and disengaging the respective rotating drums, such as friction or electromagnetic clutches, presynchronized ratchet circuits, etc.

Die Seiten 15 und 16 der Vorrichtung sind an den äußeren Trommeln 11 und 13 "befestigt.The sides 15 and 16 of the device are on the outside Drums 11 and 13 "attached.

Die Anzahl der Trommeln muß nicht.unbedingt drei betragen, jedoch müssen mindestens zwei Trommelmotoren vorgesehen sein.The number of drums need not necessarily be three, however, at least two drum motors must be provided.

Die Vorrichtung besitzt getrennte Mitnehmervorriohtungen für die Umdrehung der Trommeln 11 und 13 um die Achse 1j bei dem Beispiel sind hydraulische Motoren 17 und 18 vorgesehen. The device has separate entrainment devices for the rotation of the drums 11 and 13 about the axis 1j hydraulic motors 17 and 18 are provided in the example.

Ferner sind getrennte Zuführungen für die Bohrflüssigkeit duroh die Hohlwelle 1, jeweils auf den Trommelmotoren 11 und 13 aufgerollte Leitungsstüoke mit Drehgelenken 19 und 20 sowie Ansohlußleitungen 21 und 22 und Verbindungsstutzen zu den Leitungen 23 und 24.Furthermore, there are separate feed lines for the drilling fluid through the hollow shaft 1, each on the drum motors 11 and 13 rolled up line pieces with swivel joints 19 and 20 as well as connection lines 21 and 22 and connecting pieces to lines 23 and 24.

Eine Trennwand im Innern der Hohlwelle 1 der Vorrichtung gestattet eine Unterbrechung der Zufuhr der hydraulischen Flüssigkeit durch den einen oder anderen Verbindungsstutzen 23 und 24 duroh einfache Betätigung der jeweiligen Schieber 4 oder 5·A partition inside the hollow shaft 1 of the device allows the hydraulic supply to be interrupted Liquid through one or the other connection nozzle 23 and 24 with simple operation of the respective slider 4 or 5

Eine Konstruktionsart der Vorrichtung nach der Erfindung gemäß Figur 1 ist sohematisch zur Erläuterung in den Abbildungen 2A bis 2D dargestellt, welche für den Fall einer Tiefbohrung gelten, bei der als Bohrleitung ein Schlauch 26 dient, an dessen unterem Ende ein Bohrwerkzeug 27 an-* geschlossen und mit dem Antriebsmotor verbunden ist..One type of construction of the device according to the invention According to Figure 1 is shown sohematically for explanation in Figures 2A to 2D, which for the case of a Deep drilling applies in which a hose 26 serves as the drilling line, at the lower end of which a drilling tool 27 is attached. is closed and connected to the drive motor.

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Mit 28 ist eine Zugvorrichtung für die Leitung bezeichnet, welche insbesondere zum Halten der in das Bohrloch abgewickelten Schlauohlänge 26 dient. Diese Vorrichtung kann beispielsweise aus einer oder mehreren endlosen Raupenketten bestehen, deren Gleitstücke die Leitung umschließen. With 28 a pulling device for the line is referred to, which in particular to hold the unwound in the borehole Clever length 26 is used. This device can, for example, consist of one or more endless caterpillars exist whose sliding pieces enclose the line.

Vor Beginn der Bohrarbeiten werden die Trommeln 11 und 12 gekuppelt und die Trommeln 12 und 13 ausgekuppelt. Es wird sodann das erste Teilstück der Leitung .26 auf die beiden Trommeln 11 und 12 aufgebracht, wobei dieses Stück von der nicht abgebildeten Spule abgewickelt und mit dem Stutzen 23 der Trommel 11 verbunden wird.Before drilling begins, drums 11 and 12 are coupled and drums 12 and 13 are disengaged. It the first section of the line .26 is then applied to the two drums 11 and 12, this piece is unwound from the reel, not shown, and connected to the nozzle 23 of the drum 11.

Das Aufrollen auf den Trommeln 11 und 12 geschieht durch Einschalten des Motors 17 nämlich des Antriebsmotors der Trommel 11. . -The reeling on the drums 11 and 12 is done by Switching on the motor 17 namely the drive motor of the Drum 11.. -

Das Abwickeln der Leitung im Verlauf des Absenkens der Bohrung geschieht durch Ingangsetzen der Zugvorrichtung 28, welche die Leitung abrollen läßt, wobei der Hydraulikmotor 7 .stillsteht und dadurch den Abwiekelvorgang bremst.The unwinding of the line in the course of the lowering of the Drilling is done by starting the pulling device 28, which allows the line to roll, the hydraulic motor 7. Has come to a standstill and thereby slows down the bending process.

Wenn von der biegsamen Leitung 26 nur noch ein Teil auf der Trommel 11. aufgerollt ist, wird der Bohrvorgang kurze Zeit unterbrochen, um die Trommel 11 und 12 auszukuppeln (welohe Unterbrechung sich dadurch vermeiden läßt, daß im Lauf der Umdrehung Kupplungsvorrichtungen betätigt werden); während sodann der Bohrvorgang weitergeht, werden die Trommeln 12 und 13 wie in Figur 2B gezeigt zusammengekuppelt und am Stutzen 24 der Trommel 13 das freie Ende eines neuen Leitungsabschnitts befestigt, der von einer neuen Spule 29i Figur 20 abgewickelt wird. Dieser neue Abschnitt wird mit hoher Geschwindigkeit auf die Trommeln 12 und 13 duroh Betätigung des Hydraulikmotors 18 aufgewickelt, ohneIf only part of the flexible line 26 is still open the drum 11 is rolled up, the drilling process is briefly interrupted in order to disengage the drum 11 and 12 (Which interruption can be avoided by actuating coupling devices during the rotation); while the drilling process then continues, drums 12 and 13 are coupled together as shown in Figure 2B and on the nozzle 24 of the drum 13, the free end of a attached new line section, which is unwound from a new reel 29i Figure 20. This new section is applied to drums 12 and 13 at high speed duroh actuation of the hydraulic motor 18 wound without

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daß der Fortgang der Bohrarbeiten behindert wird, die in der Abwicklungsphase mit sehr viel geringerer Geschwindigkeit durch Abrollen der wenigen von dem ersten Abschnitt der Leitung noch auf Trommel 11 befindlichen Windungen weitergeht.that the progress of the drilling work is hindered, which in the unwinding phase at a much slower speed by unrolling the few of the first section the line still on the drum 11 turns continues.

Wenn man an das Ende der Abwicklung dieses Abschnittes gekommen ist, wird die Vorrichtung 28 stillgesetzt, der Schieber 4 geschlossen und der erste Leitungsabschnitt vom Stutzen 23 der Trommel 11 abgelöst, wobei die Leitung im Bohrschacht weiterhin durch die Zugvorrichtung 28 festgehalten wird.When you have come to the end of the development of this section, the device 28 is stopped, the Slide 4 closed and the first line section detached from the nozzle 23 of the drum 11, the line is still held in the well by the pulling device 28.

Sodann wird das Ende dieses ersten Abschnitts an das freie Ende des zweiten, vorher auf den Trommeln 12 und 13 aufgewickelten Abschnitts angeschlossen und der Bohrflüssigkeitsumlauf durch öffnung des Schiebers 5 wieder in Gang gesetzt, wobei der Schieber 4- geschlossen bleibt. "Then the end of this first section is attached to the free end of the second, previously wound on the drums 12 and 13 section connected and the drilling fluid circulation restarted by opening the slide 5, the slide 4 being closed remain. "

Der Bohrvorgang wird unmittelbar nach Betätigung der Zugvorrichtung 28 wieder aufgenommen, wobei die Leitung mit der gleichen Geschwindigkeit abgewickelt wird, mit welcher das Bohrwerkzeug arbeitet; der Hydraulikmotor 18 bleibt ausgeschaltet.The drilling process starts immediately after actuating the pulling device 28 resumed, the line unwinding at the same speed as the drilling tool is working; the hydraulic motor 18 remains switched off.

Die oben beschriebenen Phasen unter Bezugnahme auf die Figuren 2A bis 20 werden sodann weiter fortgesetzt, indem bei der Wiederholung die bisher von den äußeren Trommeln 11 und 13 der Vorrichtung versehenen Funktionen jeweils vertauscht werden. The phases described above with reference to the Figures 2A to 20 are then continued by during the repetition, the functions previously provided by the outer drums 11 and 13 of the device are each interchanged.

Kurz zusammengefasst offenbart die Erfindung eine Trommelvorriohtung für biegsame Leitungen, bestehend aus aufeinanderfolgenden Abschnitten,, die stumpf miteinander verbunden werden, wobei mindestens zwei koaxiale TrommelnIn brief summary, the invention discloses a drum assembly for flexible lines, consisting of successive sections, which are butt connected to each other be, with at least two coaxial drums

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vorhanden sind, unter denen sich mindestens zwei Trommelmotoren mit getrennten Antrieben sowie mindestens eine Hilfstrommel befinden, i» welohea?- letztere sich zwischen den beiden Trommelmotoren befindet und Vorrichtungen besitzt, die ihre Kupplung mit dem einen oder dem anderen der Trommelmotoren gestatten.are present, under which there are at least two drum motors with separate drives and at least one auxiliary drum, i »welohea? - the latter are between the two drum motors is located and has devices that their coupling with one or the other allow the drum motors.

/Pat ent ansprüehe/ Pat ent claims

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Claims (3)

PatentansprücheClaims 1. Lagervorrichtung für "biegsame Leitungen, die aus einzelnen, stumpf miteinander verbundenen Abschnit-. ten bestellen, die es erlaubt, die Handhabungszeit für das Abwickeln eines bereits auf der Vorrichtung aufgewickelten Abschnitts und umgekehrt fur das Aufwickeln eines neuen Abschnitts zu verkürzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren koaxialen Trommeln, die mindestens zwei Trommelmotoren besitzen' und mit getrennten Rotationsantrieben versehen sind, sowie aus mindestens einer Hilfstrommel, die sich zwischen den Trommelmotoren befindet und mit Vorrichtungen versehen ist, die ihre Kupplung mit dem einen oder dem anderen der rotierenden Trommelmotoren bewirken,, besteht.1. Storage device for "flexible pipes that come from individual, butt connected sections. th order that allows the handling time for unwinding a section already wound on the device and vice versa for the Winding a new section to shorten, characterized in that it consists of several coaxial Drums that have at least two drum motors and are provided with separate rotary drives, as well as at least one auxiliary drum, which is located between the drum motors and with devices is provided that their coupling with one or the other of the rotating drum motors cause, exists. 2. Lagervorrichtung nach Anspruch 1, für das Lagern einer biegsamen Leitung, mit einer Hohlwelle zur Versorgung dieser Leitung mit einer Druckflüssigkeit über ein Drehgelenk, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Trommelmotoren eine von der biegsamen Leitung getrennte hydraulische Verbindung zur Hohlwelle besitzt.2. Storage device according to claim 1, for the storage of a flexible line, with a hollow shaft for Supply of this line with a pressure fluid via a swivel joint, characterized in that that each of the drum motors has a separate hydraulic connection to the flexible line Owns hollow shaft. 3. Verfahren zum Aufrollen einer.biegsamen Leitung großer Länge auf eine Lagervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leitung aus mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten besteht, sowie Verfahren zum Abwickeln einer bereits auf der Lagervorrichtung aufgewickelten Leitungslänge bzw. umgekehrt zum Aufwickeln einer Ersatzlänge, dadurch gkennzeichnet,3. A method for rolling up a flexible line of great length on a storage device according to claim 1, wherein the line consists of several successive sections, as well as methods of unwinding a line length already wound on the storage device or vice versa for winding a substitute length, characterized by g, 10983 1/0 856 ,10983 1/0 856, AOAO daß die Hilfstrommel mit dem ersten der Tronuaelmotoren zusammen rotiert und so eine Lagerkapazität schafft, auf welcher eine Abschni11slänge der biegsamen leitung aufgewickelt wird, wobei der Anfang dieser Wicklung auf dem ersten Xrommelmotor aufliegt, wonaeh diese aufgewickelte Abschnittslänge solange abgewickelt wird, Ms die Hilfstrommel leer ist, worauf letztere von dem ersten Trommelmotor abgekuppelt und mit dem zweiten Trommelmotor rotationsgleich gekuppelt wird, sodaß zusammen mit letzterem einte neue Lagerkapazität geschaffen wird, auf welche ein neuer Abschnitt der biegsamen Leitung aufgewickelt wird, indem der Anfang der Wicklung auf den zweiten Trommelmotor zu liegen kommt, wobei das Aufwickeln des neuen Abschnitts ohne Unterbrechung der Abwicklung des noch auf dem ersten fPronnnelmotor befindlichen Seils des ersten Abschnitts erfolgt.that the auxiliary drum rotates together with the first of the drum motors and thus creates a storage capacity on which a section length of the flexible cable is wound, the beginning of this winding rests on the first drum motor, while this wound section length is unwound as long as the auxiliary drum is empty , whereupon the latter is uncoupled from the first drum motor and coupled in the same direction as the second drum motor, so that, together with the latter, a new storage capacity is created, onto which a new section of the flexible cable is wound up, with the beginning of the winding resting on the second drum motor , the winding of the new section taking place without interrupting the unwinding of the rope of the first section that is still on the first thrust motor. 109831/0856109831/0856
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