DE2257351A1 - Klaeranlage - Google Patents
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Description
Kläranlage
(Priorität: 23* November 1971» USA, Nr. 201 316)
(Priorität: 23* November 1971» USA, Nr. 201 316)
Die Erfindung betrifft eine Kläranlage, insbesondere eine Abstreichvorrichtung für Kläranlagen„
Klär- oder Eindickungsanlagen, die in großem Maßstab
zur Trennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten durch Sedimentation verwendet werden, enthalten einen Absetzbehälter zur .
Aufnahme einer im allgemeinen ruhigen Flüssigkeitsmasse, Einrichtungen zur Einleitung des zu filtrierenden Mediums in den
Behälter und Einrichtungen zur getrennten Entfernung des geklärten Filtrats und des abgesetzten Schlammes„ Um den Schlamm
über den Behälterboden unter gleichzeitiger Verdichtung desselben zu einem Auslaßsumpf zu drücken, sind langsarabewegliche
Abstreichvorrichtungen vorgesehen. Die Abstreicharme sind an ihren inneren Enden üblicherweise mit einer vertikalen, drehbaren
Säule verbunden, die als "Drehmomentrohr" oder "Antriebsrohr" bezeichnet wird.
Bei großen Behältern, deren Durchmesser 30 m übersteigen
kann, ist die Abstreichvorrichtung üblicherweise stark gebaut, damit sie den Widerstand des Schlammes überwinden und
das Gewicht der abgesetzten Feststoffe tragen kanno In manchen
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Betriebsfällen führt ein Ansteigen der zugeleiteten Feststoffe
zu örtlichen Feststoffablagerungen, durch deren Widerstand die
Abstreicher zerstört werden können, wenn nicht besondere Vorsicht smaßnahmen getroffenverdene Zur Aufnahme der zeitweiligen
Überlastungen werden üblicherweise die Abstreicherarme durch Universalverbindungen mit der vertikalen Welle gekuppelt, so
daß bei einer Überlastung die Abstreicharme um eine horizontale Achse der Universalverbindungen nach oben und um eine vertikale
Achse nach hinten schwenken. Die angehobenen Arme kratzen über die Ablagerung und tragen sie bei nachfolgenden Umläufen
ab.
Erfindungsgemäß wird eine Sediment-Abstreichvorrichtung geschaffen, die einen angehobenen Ausleger enthält. Dieser
zieht bei der Drehung um die Achse einer vertikalen Mittelsäule den die untergetauchten Abstreicher tragenden Abstreicharm»
Per Abstreicharm ist durch eine Kupplung mit der vertikalen Säule verbunden, die nur eine einzige Schwenkachse aufweist.
Diese Achse ist auf einen Punkt an dem angehobenen Ausleger gerichtet, der von der Mittelsäule nach außen in einem
Abstand liegt. Der Abstreicharm wird durch flexible Zugeinrichtungen gezogen, die so verbunden sind, daß sie von den in
Abständen zueinander angeordneten Punkten längs des Abstreicharms ausgehend verlaufen und von diesem nach oben zusammenlaufen,
so daß sie mit einer gemeinsamen Verbindungseinrichtung an dem Außenpunkt am Ausleger verbunden sind.
Anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Schnittansicht eines Klär- oder Eindickbehälters mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Deutlichkeit
Fig. 1 die Schnittansicht eines Klär- oder Eindickbehälters mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Deutlichkeit
halber einige Teile weggeschnitten sind; Fig.1a die in Fig. 1 durch zwei Pfeile 1A umrandete Einzelheit
in vergrößertem Maßstab;
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Fig. 2 die Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Klärbehälter;
Fig. 3 eine Ansicht aus der Ebene der Linie 3-3 der Fig. 1
in Richtung der Pfeile gesehen; und
Fig. 4 einen Teilschnitt aus der Ebene der Linie 4-4 in Fig. 3 in Richtung der Pfeile gesehen.
Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Eindicker weist einen typischen Aufbau auf. Er enthält ein Klärbecken 11 mit einer
Seitenwand 12 und einem kreisförmigen Boden 13, der nach unten
zu einem Auslaßsumpf 14 geneigt ist. Der Auslaßsumpf 14 steht
mit einem Rohr 16 in Verbindung, das den Schlamm abführt. Das eingeleitete Speisemedium fließt durch eine erhöhte
Speiseleitung 17 und aus dieser in ein zylindrisches Speisebecken 19, aus dem es in das Klärbecken 11 verteilt wird. Ein
Überlauf 21 bestimmt die Flüssigkeitshöhe. Das geklärte Filtrat fließt über den Überlauf in eine um den Umfang des Beckens verlaufende
Rinne 22 und zum Auslaß. Es können auch andere. Zuleitungs- und Filtratauslaßeinrichtungen verwendet werden. Ferner
ist ein erhöhter Überbau vorgesehen, beispielsweise ein Träger und eine Laufbrücke 23, die das Klärbecken überspannt.
Der Überbau trägt eine von diesem herabhängende vertikale Säule oder ein Antriebsrohr 26, das in der Mitte des Bekkens
angeordnet ist. Das untere Ende des Antriebsrohrs ist mit Abstreichern versehen und dreht sich in dem Konus des Auslaßsumpfes
14. Es wird darin in Radialrichtung mit einer Umfangsführung 25 gehalten. Der stationäre Antrieb enthält einen Motor-
und Getriebeantrieb 29, der auf dem Träger 23 befestigt ist und mit dem Antriebsrohr 26 gekuppelt ist. Er treibt das Rohr
in der durch die gekrümmten Pfeile in Fig. 2 angedeuteten Richtung um seine Längsachse an.
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Zwei angehobene oder erhöhte Ausleger 31 und 31' sind
an der Säule 26 auskragend befestigt. Sie verlaufen in einander entgegengesetzten Radialrichtungen über das Becken. Die
Ausleger sind an der Säule oder dem Rohr befestigt und mit diesem drehbar. Die Ausleger bestehen aus einem Fachwerkaufbau
oder sind rohrförmig, so daß sie der beträchtlichen Belastung standhalten. Erfindungsgemäß sind an den Auslegern zwei Paare
von Befestigungspunkten A, B und A1, B1 angeordnet. Die Verbindungen
A und A1 befinden sich angrenzend an die Mittelsäule
und können auch innerhalb der Säule liegen. Die Punkte B und B1
sind in einem Abstand weiter außen am jeweiligen Ausleger angeordnet. Zwei radial gerichtete Abstreicharme 37 und 37' sind
an den Aufhängepunkten mittels noch zu beschreibender Einrichtungen aufgehängt, so daß sie gehalten und über den Boden des
Beckens gezogen werden. Die inneren Enden der Abstreicharme sind schwenkbar mit dem unteren Ende der Lagersäule 26 verbunden. Von
hier erstrecken sie sich in ihrer normalen unteren Lage über den Boden des Beckens nach außen. An den Armen sind Abstreicher 41
befestigt, durch die der Schlamm über den Boden des Beckens gestrichen wird. In der Praxis bestehen die Abstreicharme aus länglichen,
starren, jedoch leichten rohrförmigen Teilen, an denen die Abstreicher in Form rechteckiger Platten unter gewählten
Winkeln befestigt sind. Es können viele der leichteren bekannten Abstreicharme verwendet werden.
Gemäß Fig. 2 sind die Abstreicharme gegenüber den Auslegern 31 und 31' um einen Nacheilungswinkel verschoben, so daß
jeder Arm um einen spitzen, in der Darstellung der Fig. 2 etwa 45° betragenden Nacheilungswinkel hinterherläuft. Die Schwenkverbindung
oder das Gelenk 43 zwischen dem inneren Ende des Abstreicharms 37 und dem Antriebsrohr 26 ist in den Fig. 3 bis 5
im einzelnen gezeigt. Am Arm 37' ist eine identische Kupplung 43' vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist der Abstreicharm 37 nur um eine einzige
Achse gegenüber dem Antriebsrohr schwenkbar. Diese Achse ist als Achsstift 39 gezeigt, der in einer Gabel 40 sitzt. Der
Achsstift ist stets so gerichtet, daß seine Achse mit einer
durch den Aufhängepunkt B am Ausleger 31 verlaufenden Linie übereinstimmt. Mit anderen Worten, die Kupplung A3 ist an einem
Punkt P angrenzend an die Basis der Säule 26 so befestigt, daß eine gedachte Verlängerung ihrer. Längsachse durch den auswärts
liegenden Punkt B an dem Ausleger verläuft, von dem der Abstreicharm gezogen wird. Diese Linie P-B ist eine theoretische
Achse, um die sich der gesamte Arm 37 dreht, wenn er um den Achsstift 39 schwenkt. Bei der Verschwenkung beschreibt der
Arm einen Konus, dessen Spitze am Schnittpunkt der Linie P-B
mit dem Arm liegt. Gemäß der Darstellung befindet sich die Spitze am Punkt P.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sitzt eine Hülse
42 drehbar auf dem Stift 39. Sie wird zwischen den Schenkeln der Gabel 40 gehalten. Eine.Verlängerung oder ein Steg 44' ist
mit seinem einen Ende starr an der Hülse 42 befestigt, beispielsweise
angeschweißt. Das andere Ende des Stegs ist starr an einer Platte 44 befestigt, die ihrerseits beispielsweise
mittels durch Flansche 47 verlaufender Schrauben 46 am inneren Ende des Abstreicharms 37 befestigt ist. Die Gabel 40 ist starr
an der Lagersäule mittels Keilplatten 51 und 52 befestigt, die die Gabel radial nach außen in einem zweckmäßigen Abstand von
der Säule halten. Die Gabel kann selbstverständlich auch am Abstreicharm befestigt sein. Bei einem geraden Abstreicharm ist
die Gabel unter dem gleichen Nacheilungswinkel hinter dem Ausleger befestigt wie der Abstreicharm. Das heißt, die lange Achse
des Abstreicharms und die Gabel liegen auf einem gemeinsamen Radius von der Mitte der vertikalen Säule. Der Steg 44· dient zur
Befestigung des Abstreicharms am Gelenk unter einem gewünschten Nacheilwinkel. Bei dieser Verbindung ist der Abstreicharm frei
um den Achsstift 39 in einem Bogen nach oben und zurück schwenkbar .
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Die Abstreicharme werden je durch flexible Verspannungen, beispielsweise mittels Seilen 53, 54 und 55 gehalten, die von
der inneren Verbindung A zu den nach außen in einem Abstand angeordneten Haltepunkten C, D bzw. E am Abstreicharm 37 verlaufen.
Zusätzlich erstrecken sich Einrichtungen (Seile) 56, 57 bzw. 58 von der Schwenkeinrichtung am äußeren Punkt B auf dem Ausleger,
die diese mit den drei Haltepunkten C, D und E am Abstreicharm verbinden. Die Zugeinrichtungen können je mit einem nichtgezeigten
Spannanker versehen sein, mittels dessen ihre Länge und Spannung eingestellt werden kann. Die insgesamt mit 61 bezeichnete
Schwenkeinrichtung, die am Aufhängepunkt B am Ausleger 31 angeordnet ist, enthält zwei oder mehr Glieder, von denen eines
am Ausleger 31 und ein anderes mit einem Lastträger 63 verbunden
ist. An diesem wiederum sind die von ihm weglaufenden Zugeinrichtungen befestigt. Eine solche Anordnung erlaubt die freie
Verschwenkung und eine Vergleichmäßigung der Spannungen unter den Zugeinrichtungen während des Betriebs zur Aufnahme der Verbiegung
des Arms.
Die Spannung der Zugeinrichtungen wird so eingestellt, daß, wenn sich der Abstreicharm in seiner normalen unteren
Stellung (parallel zum Boden des leeren Beckens) befindet, die Abspannungen 53 bis 55 das gesamte Gewicht des Arms tragen. In
diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß auch dann, wenn die Zugseile 56 bis 58 gespannt sind, sie den Arm normalerweise nicht
tragen. Wenn sich der Ausleger 31 dreht, so daß der Abstreicharm infolge des Zugs durch die Seile in Bewegung gesetzt wird,
so wird durch den Widerstand der Flüssigkeit und der Feststoffe im Becken die Spannung der Abspannungen 53 bis 55 verringert.
Dies liegt daran, daß das im Becken befindliche Material den Arm anhebt. Trifft der Arm auf große Feststoffanhäufungen, so
steigt der Widerstand und derArm schwenkt um den Achsstift 39» so daß die Spannung der Abspannungen 53 bis 55 weiter verringert
wird. Während sich die Säule dreht, schwenkt der Arm gegenüber dieser nach oben und wieder zurück, so daß die Einstichtiefe in
den Schlamm vermindert wird.
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Die Betriebsweise der Abstreichvorrichtung und insbesondere die Beziehung der Zugeinrichtungen 56 bis 58 gegenüber
dem Abstreicharm ist, wie erwähnt, ein Ergebnis der Ausrichtung des an den Abstreicharmen verwendeten Achsstiftes 39.
Dies kann wie folgt erklärt werden: Die gedachte Verlängerung der Längsachse des Achsstiftes durch den Verbindungspunkt B
bildet die gemeinsame Seite PB von drei Dreiecken PBC, PBD und PBE, die je um die Seite PB unter einem festen Winkel zu
dieser rotieren. Wenn der Abstreicharm starr ist, so sind die Abstände-PC, PD und PE stets konstant. Ebenso sind auch die
Winkel zwischen diesen Seiten und der Linie PB konstant. Der Abstand PB liegt fest. Somit liegen auch Größe und Form der
drei Dreiecke PBC, PBD und PBE fest und ändern sich nicht während ihrer Drehungum die Seite PB. Mit anderen Worten, die
Länge der Seiten BC, BD und BE (entsprechend den Zugeinrichtungen 56 bis 58) ändern während der Verschwenkung des Abstreicharms
theoretisch ihre Länge nicht. Der Punkt A ist fest» .jedoch
nicht auf der Drehachse. Wenn daher der Arm 37 verschwenkt wird, bewegen sich die Punkte C, D und E näher zum Punkt A und die
Abspannungen 53 bis 55 hängen stärker durch. Da die Länge der Zugeinrichtungen 56 bis 58 konstant bleibt, wenn der Arm verschwenkt
und unter einem festen Abstand vom Schwenkpunkt B gedreht wird, wirken auf den Arm keine unnötigen Biege- oder Verdrehungskräfte
und die Beanspruchung des Gelenks ist minimal. Da der Punkt B auf der Drehachse liegt, bewirkt die durch die
Zugeinrichtung auf ihn ausgeübte Spannung keine Drehung des Abstreicharms
um die Schwenkachse.Somit steht der Arm in der Abstreichstellung
angrenzend an den Boden des Beckens, bis andere, der Vorwärtsbewegung des Arms entgegenwirkende Kräfte auf ihn
einwirken. In der Praxis wird die normale Stellung des Arms gegenüber seiner Schwenkachse durch das Gewicht des Arms und die
äußeren, ihn anhebenden Kräfte bestimmt. Wenn der Arm auf. eine ungewöhnliche Ansammlung abgesetzter Feststoffe trifft, so
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steigt der Abstreichwiderstand an, so daß auch die Spannung der Zugeinrichtungen zunimmt. Unter diesen Umständen entsteht eine
nach oben gerichtete Kraftkomponente, die den Arm nach-oben drückt,so
daß die Abstreicher flacher einstechen, bis das Gewicht des Arms gleich der nach oben gerichteten Kraftkomponente ist. Mit anderen
Worten, der Arm hebt sich entsprechend den Hubkräften, die das effektive Gewicht des Arms übersteigen.
In der Praxis sind die relatrven Ausrichtungen der verschiedenen Bauteile nie ganz genau. Ferner biegen sich verschiedene
Bauteile während des Betriebs durch. Beispielsweise werden die Abstreicharme infolge ihres Eigengewichts leicht verbogen und
können weiter etwas verbogenVerden, wenn sie auf ein Hindernis treffen. Trotzdem wird wegen der Ausrichtung der Gelenkachse der
Abstreicharm keinen durch die Zugeinrichtung verursachten Biegekräften unterworfen, so daß weder das Gelenk noch der Arm Verbiegungsoder
Verdrehungsbeanspruchungen ausgesetzt werden. Das Gelenk funktioniert solange einwandfrei, als es im wesentlichen
auf den Schwenkpunkt am Auslegerende gerichtet ist. Abweichungen von einigen wenigen Grad haben nur geringe nachteilige
Auswirkungen.
Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit einer sogenannten Träger-Eindickungsanlage beschrieben, bei der der Antrieb
und die Abstreichvorrichtung mittels eines das Becken überspannenden Oberbaus gelagert sind. Die erfindungsgemäße Abstreichvorrichtung
kann jedoch ebenso bei Maschinen mit einer Mittelsäule verwendet werden, bei denen eine stationäre Mittelsäule den Antriebsmechanismus
und ein den oder die Abstreicharme tragendes Antriebsrohr oder einen Antriebskäfig trägt. Auch kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung bei Anordnungen verwendet werden, bei denen der Ausleger mittels Kräften umdie Mitte gedreht wird, die
auf das äußere Ende des Auslegers angrenzend an oder auf der oberen Kante der Beckenwand wirken, wie sie bei sogenannten Traktions-Antriebsmaschinen
verwendet werden.
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Claims (10)
1. j Abstreichvorrichtung, mit der eine in einem Becken befindliche
Ablagerung zum Auslaß gedrückt wird, gekennzeichnet durch eine obere, in der Mitte des Beckens
(11) angeordnete Lagerung (23), durch einen von der Lagerung
in einer Höhe oberhalb des Beckenbodens (13) in Radialrichtung wegragenden Ausleger (31), der um eine durch die Lagerung
verlaufende vertikale Achse drehbar ist, durch am Ausleger in einem Abstand nach außen von der vertikalen Achse angeordnete
Verbindungseinrichtungen (B), durch einen Abstreicher (41) tragenden Arm (37), der von einer Stelle angrenzend an
die Mitte des Beckens liegenden Punkt radial über den Beckenboden in einer Höhe unterhalb des Auslegers.wegragt, durch
eine angrenzend an die Mitte des Beckenbodens angeordnete untere Lagerung (25), die um die durch die obere Lagerung verlaufende
vertikale Achse drehbar ist,, durch die Verbindungseinrichtungen am Ausleger (31) und einen Punkt am Abstreicharm
an einer außerhalb der unteren Lagerung angeordneten Punkt verbindende Zugeinrichtungen (56» 57» 58), die den
Abstreicharm (37) über den Boden des Beckens ziehen, wenn sich der Ausleger (31) um die vertikale Achse der Lagerung
dreht, wobei die Länge der Zugeinrichtungen größer ist als die Differenz im Aufriß zwischen dem Ausleger und dem Abstreicharm,
so daß unter Spannung, wenn der Abstreicharm gezogen wird, der Abstreicharm um einen Winkel gegenüber dem
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Ausleger verschoben ist, und durch Kupplungseinrichtungen (39) zur schwenkbaren Verbindung des inneren Endes des Abstreicharms
(37) mit der unteren Lagerung (25), wobei die Kupplungseinrichtungen eine mit einer einzigen Achse versehene
Schwenkverbindung zwischen dem Arm und der Lagerung enthalten, die so ausgerichtet ist, daß eine gedachte Verlängerung
ihrer Längsachse im wesentlichen durch die Verbindungseinrichtung
auf dem Ausleger verläuft, wenn die Zugeinrichtungen unter Spannung stehen und den Abstreicharm ziehen.
2. Abstreichvorrichtung, mit der eine in einem Becken befindliche Ablagerung zum Auslaß gedrückt wird, gekennzeichnet durch eine in der Mitte des Beckens (11)
angeordnete vertikale Säule (29)» die um ihre Längsachse drehbar ist, durch einen von der Säule in Radialrichtung in einer
Höhe oberhalb des Beckenbodens fest wegragenden Ausleger (31), durch am Ausleger in einem Abstand von der Längsachse angeordnete
Verbindungseinrichtungen (B), durch einen Abstreicher (41) tragenden Arm (37), der gegenüber dem Ausleger um einen
Winkel verschoben ist und hinter diesem während der Drehung der Säule um einen gewählten Winkel nachläuft, durch Kupplungseinrichtungen mit einer einzigen Schwenkachse, die das Innere
Ende des Abstreicharms mit der Säule schwenkbar verbinden, wobei die gedachte Verlängerung der Längsachse der einzigen
Schwenkachse im wesentlichen auf die Verbindungseinrichtung auf dem Ausleger gerichtet ist, und durch die Verbindungsein-
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richtungen axst üem Ausleger und eisern Punkt auf dem
streicharm &n einer Stelle anaßerhalfo der Achse verbindende
Zugeinrichtungesip durch, die der Abstreicharm bei Drehung der vertikalen Säule über üen Boden des Beckens gezogen
wird.
3. Abstreichvorrichtimg mach· üaspruch Z9 gekennzeichnet
durch zwei fest von der Säule in Radialrichtung
in einer Höhe oberhalb des Beckenbodens entgegengesetzt wegragenöe Ausleger (31)» und durch zwei entgegengesetzt
wegragende, Abstreicher (41) tragende Arme (37) j die insgesamt in RadialrichtiMg über den Beckenboden
von der Säule in einer Höhe unterhalb des Auslegers verlaufen und ^e mit einem Ausleger (31) verbunden und
gegenüber diesen um einen Ifimkel verschoben sind, so
daß sie bei der Drehung der Säule hinter dem zugehörigen Ausleger um einen gewählten iJimkel nachlaufen.
4. Abstreichvorrichtung »ach Imspruch 2 oder 3s gekennzeichnet ctorda wenigstens eine zusätzliche
Zugeinrichtung, wobei jede Ziigeisiriclitung den •Verbindungspunkt am Ausleger und je einem verschiedenen von mehreren.
längs des Abstreicharms in Abständen angeordneten Punkten
verbindet.
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5. Abstreichvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung
ferner Einrichtungen zur Vergleichmäßigung der Spannung zwischen wenigstens zwei Zugeinrichtungen enthält.
6. Abstreichvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannungsvergleichmäßigungseinrichtung
einen Lastträger (61) enthält, der fest am Ausleger befestigt ist und von diesem herabhängt, und
daß die Zugeinrichtungen von in Abständen voneinander angeordneten Punkten an dem Träger zum Abstreicharm verlaufen.
7. Abstreichvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreicharm (37)
gegenüber dem Ausleger (31) in der horizontalen Ebene um einen Y/inkel von 45° verschoben ist.
8. Abstreichvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Gelenk mit einer
einzigen Achse eine an der Säule befestigte Gabel (40) umfaßt, wobei die einzige Achse (39) quer über die Schenkel
der Gabel befestigt ist, daß auf der Achse eine zu dieser koaxial liegende drehbare Hülse (42) befestigt ist,
und daß ein die Hülse mit dem Abstreicharm verbindender starrer Steg (44') vorgesehen ist, so daß der Arm um die
Achse geschwenkt werden kann.
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9. Abstreichvorrichtung nach Anspruch 2 oder 39 ferner
gekennzeichnet durch eine flexible Einrichtung, die mit ihrem oberen Ende an der Säule befestigt ist und' von
dort zu einem Punkt auf dem Arm verläuft 9 so daß dieser in
seiner untersten Schwenkstellung.getragen, wird..
10. Abstreichvorrichtung nach Anspruch 68 gekennzeichnet
durch mehrere flexible Abspannungen (53,
54, 55), die mit einem Ende mit einer oberen Halterung (A) an der Säule verbunden sind und von dieser zu einem
der in Abständen voneinander längs des Abstreicharms liegenden Punkt verlaufen, so daß der Arm in seiner untersten
Stellung an ihnen aufgehängt ist.
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1973
- 1973-07-23 US US00381368A patent/US3833126A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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