DE2810606A1 - Meissel fuer ein im gestein schlagend arbeitendes werkzeug - Google Patents
Meissel fuer ein im gestein schlagend arbeitendes werkzeugInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 2 8 1 O 6 Q
3353 Bad Gandershelm, 10 . März 1
Postfach 129
Hohenhöfen S
Telefon: (05382) 2842
Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim
Unsere Akten-Nr. 1774/797
Salzgitter Maschinen Aktiengesellschaft Erteilungsgesuch vom 10. März 1978
Salzgitter Maschinen Aktiengesellschaft Windmühlenbergstraße 20 bis 22
3320 Salzgitter 51
Meißel für ein im Gestein schlagend arbeitendes Werkzeug
Die Erfindung betrifft einen Meißel für ein im Gestein schlagend arbeitendes Werkzeug.
Insbesondere beim Abbau von homogenen Gesteinsformationen
ist die Schlagarbeit und damit die Abbauleistung mit konventionellen Meißeln und hydraulischen Abbauhämmern nicht befriedigend.
Im Arbeitsbereich des Meißels bildet sich sehr häufig ein Staubpolster, das die Schlagkraft mindert und
gleichzeitig zu Staubexplosionen führt. Dabei entweicht der komprimierte Staub schlagartig seitlich am Meißel vorbei,
wobei durch diese Staubentwicklung die Umweltverhältnisse negativ beeinflußt werden. Diese bekannte Betriebsweise ist also
nicht nur unwirtschaftlich, sondern von der Staubentwicklung her für das Bedienungspersonal sichtbehindernd und von der
Umweltbelastung her nicht ungefährlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere im homogenen Gestein die Abbauleistung des schlagend arbeitenden
Werkzeugs zu verbessern, die Betriebssicherheit zu erhöhen und die Umweltbelastung zu mindern.
Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118.970 - Postscheckkonto - Hannover 66715
·" 909838/0159 PK/He
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Meißel wenigstens eine einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl
aus Hochdruckflüssigkeit bildende und zu einem Arbeitsbereich des Meißels sendende Düsenvorrichtung ;
aufweist.
Durch das schlagende Arbeiten des Meißels werden im Gestein Haarrisse erzeugt. Die Flüssigkeit, insbesondere
V/asser, dringt in diese Haarrisse ein und wird beim tieferen Eindringen des Meißels ins homogene Gestein bei den aufeinanderfolgenden
Schlagen wechselweise unter Druck gesetzt. Dies führt zu einer hydraulischen Spaltwirkung im Gestein. Das!
homogene Gestein wird durch die Wechselwirkung von Schlag ;
und Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl gelockert. Die I Gesteinsteilchen werden durch die ablaufende Flüssigkeit aus !
dem Arbeitsbereich des Meißels fortgespült. Es kann sich also ! das bekannte nachteilige Staubpolster gar nicht erst bilden. j
Vielmehr kann die Schlagenergie des Werkzeugs in wirksame \ Schläge umgesetzt werden, bei denen der Meißel jeweils auf j
hartes Gestein auftrifft. Die Bindung des Gesteinsstaubes durch die ablaufende Flüssigkeit trägt erheblich zur umweltfreundlichen
Gestaltung von Arbeitsplätzen bei, verbessert die Sicht und schont die Bedienungspersonen. Eine zusätzliche
Bedüsung des Arbeitsbereiches zur Niederschlagung des Gesteinsstaubes ist daher entbehrlich. Die Abbauleistung bzw.
Vortriebsleistung ist gegenüber den bekannten Werkzeugen erheblich gesteigert. Die Parameter und dadurch die Wirkung der
Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahlen können je nach den Gesteinsarten optimal ausgewählt werden. Die je abgebauter
Volumeneinheit des Gesteins zu leistende Schlagarbeit wird geringer. Die Lebensdauer der Werkzeuge steigt, so daß die
Betriebskosten sinken.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hochdruckflüssigkeit
durch wenigstens einen Teil des Meißels hindurch leitbar und der wenigstens einen Düsenvorrichtung zuführbar.
So kann der Meißel selbst als Teil des Zuleitungs-
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systems für die Hochdruckflüssigkeit ausgenutzt werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung mündet bei
einem Spitzmeißel eine Düsenbohrung in einer Meißelspitze. ; Mit geringem Aufwand ist dadurch ein äußerst wirksamer ;
Spitzmeißel geschaffen.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mündet
bei einem Flachmeißel wenigstens eine Düsenbohrung in einer '. Meißelschneide. Auch hier ist mit geringem Aufwand ein sehr
wirksamer Flachmeißel geschaffen.
Vorteilhafterweise sind mehrere Düsenbohrungen mit einem gemeinsamen Versorgungskanal des Flachmeißels für die Hochdruckflüssigkeit
verbunden.
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Sollte das abzubauende Gestein zum Zusetzen der Düsenbohrungen neigen, kann erfindungsgemäß wenigstens eine der
Düsenbohrungen in eine in der Meißelschneide vorgesehene Erweiterung münden. Normalerweise läßt sich aber ein solches
Zusetzen schon durch geeignete V/ahl der Kennwerte der Hochdruckflüssigkeit
vermeiden.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist bei einem Flachmeißel eine Meißelschneide eine Ausnehmung auf,
wobei in der Ausnehmung wenigstens eine jeweils mit einem Versorgungskanal des Flachmeißels für die HochdruckflUssigkeit
verbundene Düse angeordnet ist. Das Ausmaß der dynamischen Zerstörung des Gesteins durch die Hochdruckflüssigkeit hängt
unter anderem von dem Abstand der Düse von dem Gestein ab. Durch die Ausnehmung wird ein solcher Abstand geschaffen.
Es ist vorteilhaft, zur Berücksichtigung unterschiedlicher Gesteinsarten erfindungsgemäß den Abstand der
wenigstens einen Düse von der Meißelschneide einstellbar zu gestalten.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der
Meißel einen mit einem Meißelschaft kuppelbaren, mit der wenigstens einen DUsenbohrung versehenen Meißelkopf auf, wobei
in einer Kammer des Meißelkopfes wenigstens eine jeweils mit einer der Düsenbohrungen fluchtende, mit der Hochdruckflüssigkeit
beaufschlagbare Düse angeordnet ist. Durch diese Teilung des Meißels in den Meißelkopf und den Meißelschaft
ist es möglich, je nach der Art des auftretenden Gesteins
oder Gebirges lediglich den Meißelkopf zu wechseln. Der Meißelkopf kann dabei z.B. als Spitzmeißel, Flachmeißel,
Spatenmeißel oder Pyramidenmeißel ausgebildet sein und jeweils optimal eingesetzt werden. In allen Fällen liegen die
Düsen geschützt in der Kammer und können dennoch bei Beaufschlagung mit der Hochdruckflüssigkeit ihre Wirkung voll
entfalten, weil nämlich der Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl auch nach Durch-
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querung der Düsenbohrungen noch ausreichend gebündelt und kompakt sein kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist
die wenigstens eine Düse mit einem eine Bohrung für die Hochdruckflüssigkeit aufweisenden, in die Kammer
einschiebbaren Düsenträger verbun-den, wobei der Düsenträger in eine mit einem Versorgungskanal für die Hochdruckflüssigkeit
verbundene Ausnehmung des Meißelschaftes hineinragt und gegenüber einer Innenwand der Ausnehmung abgedichtet
ist. In jedem Fall ist die Düse leicht gegen eine neue oder eine von anderer Art auszuwechseln.
Zur optimalen Anpassung an das zu bearbeitende Gestein kann erfindungsgemäß der Düsenträger in Richtung einer
Längsachse der wenigstens einen Düse in der Kammer und der Ausnehmung einstellbar sein. Diese Einstellung kann z.B.
durch axial aufeinanderfolgende Ringnuten in dem Düsenträger und einen jeweils in eine dieser Ringnuten einsetzbaren
Sicherungsring geschehen, der sich an einer Stirnfläche des Meißelkopfes abstützt.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung
greift der Meißelkopf mit einem Fortsatz in eine Öffnung des Meißelschaftes ein und ist dort durch wenigstens einen
quer zur Längsachse des Meißels angeordneten Spannstift festgelegt. So ist eine schnelle und sichere "Verbindung
zwischen Meißelkopf und Meißelschaft gewährleistet.
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r 9-
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Flachmeißels,
Fig. 2 die Draufsicht auf den Flachmeißel gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine gemäß der Linie III-III in Fig. 4 teilweise
geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Flachmeißels,
Fig. 4 die gemäß Linie IV-IV in Fig. 3 teilweise geschnittene
Draufsicht auf den Flachmeißel gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Flachmeißels,
Fig. 6 eine gemäß Linie VI-VI in Fig. 7 teilweise geschnittene Seitenansicht eines geteilten Spitzmeißels,
Fig. 7 die Draufsicht auf den Spitzmeißel gemäß Fig. 6,
Fig. 8 die Schnittansicht nach Linie VIII-VIII in Fig. 6,
Fig. 9 einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere
Ausführungsform eines geteilten Spitzmeißels,
Fig. 10 einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Flachmeißels,
Fig. 11 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines geteilten Flachmeißels,
Fig. 12 die gemäß Linie XII-XII in Fig. 11 teilweise geschnittene Draufsicht auf den Flachmeißel gemäß Fig. 11
Fig. 13 eine teilweise Seitenansicht auf eine andere
Ausführungsform eines Spitzmeißels.
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In Fig. 1 ist ein Flachmeißel 1 mit einem Versorgungskanal 2 für eine Hochdruckflüssigkeit, z;B. Hochdruckwasser,
versehen. Der Versorgungskanal 2 erstreckt sich im wesentlichen
in der Längsachse des Flachmeißels 1, ist an einem Einsteckende 3 des Flachmeißels 1 mit einem Stopfen 4 verschlossen
und speist an seinem anderen Ende Düsenbohrungen 5, 6 und 7 von kleinerem Durchmesser als der Versorgungskanal 2. Die Düsenbohrungen 5 und 7 münden unmittelbar in
einer Meißelschneide 8. Auch die Düsenbohrung 6 könnte in dieser Weise unmittelbar in die Meißelschneide 8 münden,
mündet jedoch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in eine in der Meißelschneide 8 vorgesehene Erweiterung 9.
Der Versorgungskanal 2 weist kurz vor dem Einsteckende einen zur Längsachse des Flachmeißels 1 geneigten Abschnitt
10 auf, der eine Außenfläche des Flachmeißels 11 durchdringt und in Verbindung mit einer Ringnut 11 eines Zuleitungsrings
12 für die Hochdruckflüssigkeit steht. Die Hochdruckflüssigkeit wird in Richtung eines Pfeiles 13 über einen Anschlußflansch
14 in die Ringnut 11 eingeleitet und durch Dichtungsringe 15 und 16 am seitlichen Entweichen gehindert.
In Fig. 2 ist der Zuleitungsring 12 zur Vereinfachung fortgelassen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Flachmeißel 17, bei dem gleiche Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Meißelschneide weist eine mittige
Ausnehmung 18 auf, von deren Boden aus der Versorgungskanal 2 in Richtung der Längsachse des Flachmeißels 17
gebohrt und dann durch den geneigten Abschnitt 10 angebohrt ist. In ein Gewinde am schneidenseitigen Ende des Versorgungskanals 2 ist eine Düse 19 eingeschraubt, die ein Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl
in Richtung der Meißelschneide 8 verläßt.
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In Fig. 5 ist ein anderer Flachmeißel 20 dargestellt, der für gleiche Teile wie die vorangehenden Ausführungsformen
wiederum gleiche Bezugszahlen trägt. Hier ist allerdings die Ausnehmung 18 verhältnismäßig tief in Richtung der Längsachse
des Flachmeißels 20 ausgebildet. Auch ein Gewinde 21 am schneidenseitigen Ende des Versorgungskanals 2 ist verhältnismäßig
lang zur Aufnahme eines in axialer Richtung einstellbaren, eine Düse 56 tragenden Düsenträgers 22 ausgebildet.
Durch Ein- oder Ausschrauben des Düsenträgers 22 läßt sich ein Abstand 23 zwischen der Meißelschneide 8 und
der Düse 56 für die Wirksamkeit eines die Düse 56 verlassenden
Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahls optimal einstellen. In der jeweiligen optimalen axialen Stellung wird
der Düsenträger 22 durch eine Kontermutter 25 gesichert.
Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen einen geteilten Spitzmeißel mit einem ein Eindeckende 27 aufweisenden Meißelschaft 28
und einem mit dem Meißelschaft 28 gekuppelten Meißelkopf
Der Meißelkopf 29 ist als Pyramidenmeißelkopf ausgebildet
und mit einer Meißelspitze 30 versehen, in der sich in
Richtung einer Längsachse des Spitzmeißels 26 eine Düsenbohrung 31 befindet. Innen geht die Düsenbohrung 31 in eine
erweiterte Kammer 32 über, in die von einem rückwärtigen Ende 33 des Meißelkopfes 29 ein Düsenträger 34 eingeschoben ist.
In ein Gewinde am spitzenseitigen Ende des Düsenträgers ist eine Düse 35 eingeschraubt, deren Düsenöffnung und Längsachse
mit der Düsenbohrung 31 fluchten. Die Düse 35 wird über eine Bohrung 36 in dem Düsenträger 34 aus dem Versorgungskanal
2 mit Hochdruckflüssigkeit versorgt.
Das andere Ende des Düsenträgers 34 ragt in eine Ausnehmung 37des Meißelschaftes 28 hinein und ist gegenüber einer
Innenwand der Ausnehmung 37 mit einem Dichtungsring 38 abgedichtet. Das in der Ausnehmung 37 befindliche Ende des Düsenträgers
34 wii-d durch die Hochdruckflüssigkeit beaufschlagt,
wodurch der Düsenträger 34 in Fig. 6 nach links in feste und
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definierte Anlage an eine Schulter 39 der Kammer 32 gepreßt wird.
Der Meißelkopf 29 greift mit einem Fortsatz 40 in eine Öffnung 41 des Meißelschaftes 28 ein und ist dort durch quer
zur Längsachse des Spitzmeißels 26 angeordnete Spannstifte 42 und 43 (vgl. insbesondere Fig. 8) festgelegt.
Auch in den nachfolgenden Fig. zeigen gleiche Teile wie in voraufgegangenen Fig. gleiche Bezugszahlen. So ist in Fig.
9 ein abgewandelter geteilter Spitzmeißel 44 dargestellt, der mit einem in axialer Richtung einstellbaren Düsenträger 45
ausgestattet ist. Diese axiale Einstellung geschieht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 mittels axial aufeinanderfolgender
Ringnuten 46 in einer Außenfläche des Düsenträgers 45, wobei in jeweils eine der Ringnuten 46 ein sich an dem
rückwärtigen Ende 33 des Meißelkopfes 29 abstützender Sicherungsring 47 eingesetzt ist. Auf diese Weise kann ein "Abstand
48 zwischen der Meißelspitze 30 und der Düse 35 auf den für optimale Abbauleistung optimalen Wert eingestellt werden.
Die Ausnehmung 37 ist dazu verhältnismäßig tief ausgebildet.
In Fig. 10 ist ein Teil eines Meißelkopfes 49 eines geteilten Flachmeißels 50 dargestellt, dessen Meißelschaft dem
Meißelschaft 28 in Fig. 9 entspricht und deshalb nicht im einzelnen in Fig. 10 gezeichnet wurde. Von der Kammer 32 gehen
in diesem Fall zwei zueinander und zu der Längsachse des Flachmeißels 50 parallele Düsenbohrungen 51 und 52 aus, die in der
Meißelschneide 8 münden. Mit den Düsenbohrungen 51, 52 fluchten axial Düsen 53 und 54, die in Gewindebohrungen eines entsprechend
dem Düsenträger 45 axial einstellbaren Düsenträgers 55 eingeschraubt sind. Versorgungsbohrungen 59 und 60 für die
Düsen 53 und 54 werden von der mittigen Bohrung 36 des Düsenträgers 55 mit Hochdruckflüssigkeit gespeist.
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Die Fig. 11 und 12 zeigen einen geteilten Flachmeißel 61, mit desen Meißelschaft 28 ein Meißelkopf 62 gekuppelt ist. Von
der Kammer 32 gehen in diesem Fall jeweils unter einem Winkel zur Längsachse des Flachmeißels 61 Düsenbohrungen 63 und 64
aus, die jeweils in der Meißelschneide 8 münden. Dabei mündet die Düsenbohrung 64 entsprechend Fig. 2 indirekt in der Erweiterung
9.
Mit den Düsenbohrungen 63, 64 fluchtet jeweils in axialer Richtung eine Düse 65 und 66, die jeweils in Gewindebohrungen
eines Düsenträgers 67 angeschraubt sind. Die Bohrung 36 des Düsenträgers 67 speist in diesem Fall die Düsen 65, 66 über
Zweigbohrungen 68 und 69. Ein in das rückwärtige Ende 33 des Fortsatzes 40 eingelassener Stift 70 des Düsenträgers 67 verhindert
eine Relativdrehung zwischen Düsenträger 67 und Meißelkopf 62 und gewährleistet dadurch die ständige Fluchtung der
Düsen 65, 66 mit ihren Düsenbohrungen 63 und 64.
In Fig. 13 ist ein Spitzmeißel 71 dargestellt, in dessen Meißelspitze 30 eine mit dem Versorgungskanal 2 verbundene
Düsenbohrung 72 mündet.
■ Patentanwälte
■ j ■ DIpI.-Ing. Horst Rose
Dipl.-Ing. Peter Kose!
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Claims (10)
1. Meißel für ein im Gestein schlagend arbeitendes Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißel (1;17;2O;265
44;5O;61;71) wenigstens eine einen Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsstrahl
aus Hochdruckflüssigkeit bildende und zu einem Arbeitsbereich des Meißels sendende Düsenvorrichtung (5,6,7»
19;56;35;53,54;65,66;72) aufweist.
2. Meißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hochdruckflüssigkeit durch wenigstens einen Teil des Meißels (1j17;20;26;44;50;61;71) hindurch leitbar und der
wenigstens einen Düsenvorrichtung (5,6,7; 19;56;35J53,54;65s,665
72) zuführbar ist.
3. Meißel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Spitzmeißel (26;44;71) eine Düsenbohrung (31;72)
in einer Meißelspitze (30) mündet.
4. Meißel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Flachmeißel (1;5O;61) wenigstens eine Düsenbohrung
(5,6,7;51;52;63,64) in einer Meißelschneide (8) mündet.
5. Meißel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsenbohrungen (5,6,7;51,52;63,64) mit einem gemeinsamen
Versorgungskanal (2) des Flachmeißels (1|5O;61) für die Hochdruckflüssigkeit verbunden sind«
6. Meißel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
909 8 38/0159
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PK/He
INSPECTED
28 10BQ6
daß wenigstens eine (6;64) der Düsenbohrungen in eine in der
Meißelscnneide (8) vorgesehene Erweiterung (9) mündet.
7. Meißel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, j daß bei einem Flachmeißel (17;20) eine Meißelschneide (8) eine;
Ausnehmung (18) aufweist, und daß in der Ausnehmung (18) j wenigstens eine jeweils mit einem Versorgungskanal (2) des ;
Flachmeißels (17;20) für die Hochdruckflüssigkeit verbundene Düse (19;56) angeordnet ist.
8. Meißel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ; der Abstand (23) der wenigstens einen Düse (56) von der '
Meißelschneide (8) einstellbar ist. i
9. Meißel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meißel (26;44;5O;61) einen mit einem Meißelschaft (28) kuppelbaren, mit der wenigstens einen Düsenbohrung (31;51,52;63,64) versehenen Meißelkopf (29;49;62) ;
aufweist, und daß in einer Kammer (32) des Meißelkopfes (29; ; 49;62) wenigstens eine jeweils mit einer der Düsenbohrungen
(31;51,52;63,64) fluchtende, mit der Hochdruckflüssigkeit ;' beaufschlagbare Düse (35;53,54;65,66) angeordnet ist. j
10. Meißel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß j die wenigstens eine Düse (35;53j54;65,66) mit einem eine
Bohrung (36;36,59,60) für die Hochdruckflüssigkeit aufweisenden,
in die Kammer (32) einschiebbaren Düsenträger (34;45;55;67) verbunden ist, und daß der Düsenträger (34;45; !
55;67) in eine mit einem Versorgungskanal (2) für die Hoch- j
druckflüssigkeit verbundene Ausnehmung (37) des Meißel- j schaftes (28) hineinragt und gegenüber einer Innenwand der !
Ausnehmung (37) abgedichtet (vgl. 38) ist.
11. Meißel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ;
der Düsenträger (45;55) in Richtung einer Längsachse der J wenigstens einen Düse (35;53,54) in der Kammer (32) und der ·
Ausnehmung (37) einstellbar ist.
9 0 9 S 3 f j / 0 1 S 9
12. Meißel nach einem der Ansprüche 9 "bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meißelkopf (29J62) mit einem Fortsatz
(40) in eine Öffnung (41) des Meißelschaftes (28) eingreift und dort durch wenigstens einen quer zur Längsachse des
j Meißels (26;44;50;61) angeordneten Spannstift (42,43) festgelegt
ist.
j Patentanwälte
j Dipl.-lng. Horst Rösö
Dipl.-lng. Peter Kosel
9 0 3 — :' I Π 1 5 9
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Date | Code | Title | Description |
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Free format text: DER PATENTANSPRUCH "13" SPALTE 2, ZEILE 1 IST ZU AENDERN IN "12" |
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Owner name: SALZGITTER MASCHINENBAU GMBH, 3320 SALZGITTER, DE |
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