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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschälen der äußeren Schicht(en) eines Rohres oder Kabels, z. B. einer Oxidschicht oder Schutzschicht eines Rohres oder der Isolierschicht eines Kabels, insbesondere an bereits im Erdreich verlegten Rohren oder Kabeln und innerhalb enger Baugruben.
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Häufig werden Rohre über längere Strecken als Hauptleitungen mittels eines Bohrgerätes, z. B. eines sogenannten HDD-Bohrgerätes, grabenlos ins Erdreich eingezogen oder in bestehende, defekte Leitungen werden neue Leitungen eingezogen, oder diese werden durch neue Leitungen ersetzt. Ferner gibt es viele Leitungen größerer Längen im Bestand, bisher ohne Nebenleitungen. Entlang solcher Strecken ist es oft erforderlich, Nebenleitungen wie Hausanschlussleitungen an eine Hauptleitung anzubinden. Dies geschieht vorteilhaft in der Weise, dass zunächst an der vorgesehenen Abzweigstelle über der Hauptleitung eine Baugrube mit möglichst geringen Ausmaßen ausgehoben wird. Anschließend werden sogenannte Druckanbohrventile (DAV) oder Druckanbohrarmaturen (DAA), wie sie beispielsweise von der Firma Friatec angeboten werden, auf eine Hauptleitung aufgeschweißt, oder mittels Schellen aufgeschraubt. An diesen können die Nebenleitungen/Hausanschlussleitungen angebunden werden. In jedem Fall muss die Hauptleitung an der Abzweigstelle mit einer möglichst glatten, sauberen Oberfläche versehen werden, damit die Verbindung später dicht wird. Bei Kunststoffrohren, die beispielsweise aus HD-PE bestehen und an denen die Ventile/Armaturen angeschweißt werden sollen, ist es darüber hinaus erforderlich, die bestehende Oxidschicht vor dem Schweißen zu entfernen, da nur so eine sichere Schweißverbindung erstellt werden kann.
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Zum Abschälen der äußeren Schicht(en) eines Rohres oder Kabels sind verschiedene Techniken bekannt, die darauf basieren, dass eine Vorrichtung mit einem Messer auf ein Rohr aufgesetzt wird und dann entweder komplett oder nur in einem bestimmten Winkelbereich händisch um das Rohr herum oder hin und her bewegt wird.
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So ist aus der
DE 102 51 999 A1 ein Schälgerät bekannt, welches zwei um ein Gelenk aufweitbare und gegen eine Federkraft zusammengespannte Bügel, drei mit Rollen versehene, an der Rohroberfläche geführte Laufwagen und eine an einem der Bügel angeordnete Schälvorrichtung mit einem Schälmesser aufweist. Die beiden Bügel werden mittels einer kniehebelförmigen Verbindung zusammengespannt. Mit den drei mit Rollen versehenen Laufwagen wird eine Dreipunktabstützung und -führung der Vorrichtung am Rohr gebildet und die Vorrichtung eine mit einem Schälmesser versehene separat angeordnete Schälvorrichtung aufweist.
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Aus der
EP 1 112 794 A2 ist ein Schälwerkzeug bekannt, dass ein Unterteil und ein Oberteil umfasst, die schraubzwingenartig relativ zueinander bewegt werden können. Sowohl das Oberteil als auch das Unterteil weisen Rollen auf, die zusammen ein Aufnahmelager für ein Kabel bzw. Rohr bilden. Am Oberteil ist ferner ein Messer angebracht, dessen Schnittkante die Rollen des Oberteils überragt und ein Gefälle gegenüber der Kabel- bzw. Rohrachse aufweist.
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GB 2 407 787 A offenbart eine Vorrichtung zum Abschälen der Oberfläche eines thermoplastischen Rohrs, bei der ein Schälmesser mittels eines Halters manuell in Längsrichtung geführt wird.
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DE 690 16 588 T2 offenbart eine Methode und einen Apparat zum Schneiden eines Rohres, bei der bzw. dem aus der metallischen Außenwand des Rohres ein Fenster geschnitten wird. Es sind ein handbetätigtes Kettenrad zur Steuerung einer Umfangsbewegung und ein Handrad für eine Längsbewegung der Schneidgruppe vorgesehen.
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EP 2 517 845 A1 offenbart ein Rohrabschälwerkzeug, bei dem ein Schälmesser in einem Bogen längs einer Umfangslinie geführt wird.
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Die im vorgenannten Stand der Technik aufgefundenen Schriften weisen den Nachteil auf, dass sich eine Bedienperson unmittelbar im Bereich des Rohrs oder Kabels vor Ort aufhalten muss, um die Geräte zu bedienen. Es ist nicht möglich, diese von oberhalb der Erdoberfläche aus, innerhalb einer tiefen und engen Baugrube einzusetzen und zu betätigen, es sei denn man stattet sie mit kostenträchtigen, aufwendigen Antrieben aus. Daher ist es mit den aus dem Stand der Technik bekannten Geräten notwendig, die vorgesehenen Stellen beispielsweise einer Hauptleitung vor dem Einzug in das Erdreich zu schälen. Dies ist aus dreierlei Gründen meist nicht möglich: Zum einen sind die genauen Positionen der Abzweige vor dem Rohreinzug kaum zu bestimmen. Zum anderen kann und wird es beim Einzug zu Beschädigungen der Rohroberfläche beispielsweise durch Steine kommen, wodurch die spätere Dichtheit und/oder Schweißbarkeit der Verbindungen stark gefährdet ist. Weiterhin ist eine erneute Oxidation durch den zeitlichen Verzug zwischen Schälen und Schweißen möglich, wodurch das Schweißen unmöglich wird.
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Ein weiteres Problem im Stand der Technik ergibt sich daraus, dass eine zwangsgeführte und damit sichere und zuverlässige Vorschubbewegung zum Abschälen eines in Richtung der Längsachse eines Rohrs/Kabels längeren Bereiches dieses Rohrs/Kabels oftmals nicht gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abschälen der äußeren Schicht(en) eines Rohres oder Kabels zu schaffen, welches zumindest einen der vorgenannten Nachteile im Stand der Technik vermeidet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Vorrichtung zum Abschälen der äußeren Schicht(en) eines Rohres oder Kabels zu schaffen, die von oberhalb der Erdoberfläche aus betätigt und in einer(m) tiefen, engen Baugrube (Kanalschacht) eingesetzt werden kann.
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Ferner wurde erstmals erkannt, dass mit einer von außerhalb der Grube betätigbaren Vorrichtung ein Längsvorschub dafür sorgt, dass ein breiter Bereich sicher und zuverlässig mit definiertem Vorschub geschält werden kann.
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Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Vorrichtung zunächst mittels eines oder mehrerer Betätigungsarme in eine tiefe, enge Baugrube über ein bereits im Erdreich verlegtes Rohr abgesenkt und anschließend auf dieses aufgesteckt werden kann. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, dass mindestens ein Greifer, der sich später an das zu schälende Rohr/Kabel mittels Spannelementen anlegt, zunächst in eine geöffnete Position gebracht und arretiert werden kann. Während des Aufsetzens der Vorrichtung auf ein Rohr/Kabel kann sich die Arretierung lösen, wonach der Greifer das Rohr/Kabel umgreift. Jeder Greifer ist vorzugsweise mit zumindest zwei Rollen ausgestattet, um eine rotatorische Bewegung der Vorrichtung um das Rohr/Kabel zu erleichtern. Eine oder mehrere Rolle(n) kann/können an einer Quertraverse als Gegenlager angebracht sein. Die gesamte Vorrichtung kann nun mittels des/der Betätigungsarme(s) pendelartig in einem bestimmten Winkelbereich um das Rohr/Kabel verschwenkt werden, wobei ein Schälmesser, das vorzugsweise federbelastet auf die Oberfläche des zu schälenden Rohrs/Kabels gepresst wird, in einer Bewegungsrichtung Material von der Oberfläche dieses Rohrs/Kabels abnehmen kann.
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Der Greifer kann das Rohr/Kabel zumindest teilweise umgreifen. Das Umgreifen kann derart sein, dass der Greifer einen Umfang des Rohrs/Kabels mit den Rollen derart überspannt, dass der Greifer entlang einer Radiuslinie nicht vom Rohr/Kabel abgezogen bzw. entfernt werden kann, wenn der Greifer arretiert ist. Die Rollen weisen im Wesentlichen eine Abrollachse auf, die sich parallel zum Rohr/Kabel erstreckt. Die Abrollachse kann im Wesentlichen quer zum Greifer verlaufen, der sich längs einer Umfangslinie des Rohrs/Kabels erstreckt. Der Greifer kann lösbar das Rohr im arretierten Zustand zumindest teilweise umschließen, wobei der Winkel zwischen den beiden Rollen größer als 230°, bevorzugt größer als 250°, noch bevorzugter größer als 280°, insbesondere bevorzugt größer als 310° ist. Es können mehr als zwei Rollen vorgesehen sein, wobei der Winkelabstand bezüglich der am weitest beabstandeten Rollen entlang eines Greifers gemessen wird.
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Der Greifer kann ein oder mehrere Greifarme umfassen. Die Greifarme können angelenkt sein sein und gegeneinander verschwenkbar ausgestaltet sein. Die Greifarme eines Greifers können zum Aufsetzen der Vorrichtung verschwenkt und nach dem Aufsetzen in der an das Rohr/Kabel angelegten Position arretiert werden.
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Bevorzugt sind zwei Greifer vorgesehen, die beabstandet längs der Längsachse des Rohrs/Kabels angeordnet sein können. Zwei Greifer an dem Rohr/Kabel können die Vorrichtung bei der Betätigung stabilisieren.
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Die Rollen können derart profiliert sein, dass eine Relativbewegung der Rolle zum Rohr/Kabel quer zur Abrollbewegung weitestgehend verhindert wird. Die Rollen können eine oder mehrere Längsrillen entlang des Umfangs des Rohrs/Kabels aufweisen. Die Längsrillen können längs des Greifers ausgebildet sein.
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Ein oder mehrere Betätigungsarme ermöglichen eine Betätigung der Vorrichtung von außerhalb einer Grube. Der Betätigungsarm bzw. die Betätigungsarme können an mindestens einem Greifer mittelbar oder unmittelbar angelenkt sein. Der Betätigungsarm bzw. die Betätigungsarme können eine Länge in Verlängerung des Greifers aufweisen, die mindestens der Tiefe des verlegten Rohrs/Kabels entspricht. Die Länge des Betätigungsarms in Verlängerung des Greifers kann größer als 1 m sein. In Querrichtung können – sofern mehr als ein Betätigungsarm vorgesehen ist – die Betätigungsarme einen Abschnitt aufweisen, der sich zwischen den Greifern erstreckt, wobei der Abschnitt im Wesentlichen parallel zum Rohr/Kabel ausgerichtet sein kann. Genau ein Betätigungsarm kann mittelbar oder unmittelbar mit zwei Greifern verbunden sein.
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Um das Abschälen eines, die Breite des Schälmesser überragenden Längsabschnitts des Rohrs/Kabels sicher und zuverlässig ermöglichen zu können, kann ein Vorschub des Schälmessers in Längsrichtung des Rohrs/Kabels erforderlich sein. Dieser erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch, dass das Schälmesser von einem längsbeweglichen Schälkopf aufgenommen wird, der vorzugsweise über eine Gewindemutter und eine Gewindespindel, die in zwei Quertraversen drehbar gelagert sein kann, in Längsrichtung bewegt werden kann.
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Hierdurch kann ermöglicht werden, der Bewegung des Messers in Umfangsrichtung auch eine Komponente in Längsrichtung aufzuprägen. Eine derartige Bewegung des Schälmessers kann zur Ausbildung eines zwei-dimensional abgeschälten Bereichs führen. Mit einer geeigneten Übersetzung bzw. einem eingestellten Verhältnis der beiden Bewegungsrichtungen kann die Größe des abgeschälten Bereichs gewählt werden. Mittels einer pendelförmigen Betätigung der Vorrichtung, die zu einer Bewegung der Vorrichtung um das Rohr/Kabel führt, kann das Schälmesser auch in Längsrichtung bewegt werden. Vorzugsweise kann der „Versatz” bzw. das Ausmaß der Bewegung in Längsrichtung des Rohrs/Kabels in Abhängigkeit der Größe bzw. Länge des Schälmessers in Längsrichtung (Schällänge des Messers) eingestellt sein.
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Zumindest an einem Abschnitt der Gewindespindel kann eine (Grip-)Rolle befestigt sein, welche an der Oberfläche des Rohrs/Kabels angreift und welche sich bei einer Bewegung der Vorrichtung um das Rohr/Kabel herum auf der Oberfläche desgleichen abrollen kann, wodurch sich die Gewindespindel dreht und somit über die vorzugsweise am Schälkopf drehfest angebrachte Gewindemutter dafür sorgt, dass der Schälkopf einen Vorschub erfährt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann zwischen Gewindespindel und (Grip-)Rolle ein Freilauf angeordnet werden. Dadurch kann ermöglicht werden, dass trotz der Pendelbewegung der Vorrichtung ein Vorschub des Schälkopfes in nur einer Richtung erfolgen kann.
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Vorzugsweise erfolgt der Vorschub während des Schälvorgangs und nicht während der Leerfahrt, wodurch es eine weitere Ausführungsform ermöglicht, dass beispielsweise im Einsatz außerhalb einer engen Baugrube die Vorrichtung in einer Richtung kontinuierlich um ein Rohr/Kabel herum gedreht werden kann, um so ein Rohr/Kabel am gesamten Umfang abzuschälen. Vorzugsweise können dazu die langen Betätigungsarme, die zur Betätigung der Vorrichtung in einer tiefen, engen Baugrube/Schacht dienen, gegen einen oder mehrere kurze Griff(e) ausgetauscht werden, um die Drehung der Vorrichtung um ein Rohr/Kabel zu erleichtern.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann durch das Aufsetzen der Vorrichtung auf ein Rohr/Kabel eine Arretierlasche um einen Drehpunkt verschwenkt werden, so dass die Arretierung für die geöffneten Greifarme gelöst wird und diese mittels Spannelement(en) gegen ein Rohr/Kabel gepresst werden, wodurch ein manuelles, händisches Lösen der Arretierung entfallen kann.
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Bevorzugt weisen die Spannelemente einen Hubweg auf, der es ermöglicht, mit einer einzigen Ausführungsform von Greifarmen einen größeren Durchmesserbereicht der zu schälenden Rohre/Kabel abzudecken.
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In einer besonderen Ausführungsform können die Greifarme auf einfache Weise, vorzugsweise durch Umstecken, ausgetauscht werden, wodurch der Durchmesserbereich erheblich erweitert werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während des Aufsetzens auf ein Rohr,
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2 eine Teilansicht von Griprolle und Gewindespindel an einer Vorrichtung gemäß 1,
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3 eine auf ein Rohr aufgesetzte Vorrichtung gemäß 1 vor einer Schnittbewegung,
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4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1 bei Einsatz auf einem Rohr mit kleinem Durchmesser und
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5 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1 bei Einsatz auf einem Rohr mit großem Durchmesser.
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Die 1 zeigt eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung 1 zum Abschälen der äußeren Schicht(en) eines Rohres 2. Die Vorrichtung 1 umfasst insgesamt zwei Greifer mit je zwei Greifarmen 4, von denen jeweils zwei, schwenkbar um Achsen 20, an zwei Quertraversen 6 angebracht sind. Die Greifarme 4 sind jeweils mit einer Gleitrolle 5 ausgestattet. Die beiden Quertraversen 6 sind mittels zweier Verbindungselemente 7, in diesem Fall Hohlwellen mit Innengewinde an den Wellenenden, verbunden und tragen jeweils eine Gegenrolle 10. An den äußeren, gegenüberliegenden Enden der beiden Quertraversen 6 ist je ein Betätigungsarm 14 schwenkbar angebracht. Zwischen den die Quertraversen 6 überragenden Hebelarmen der sich gegenüberliegenden Greifarme 4 ist jeweils ein Spannelement 3 sowie eine Arretierlasche 16 mit Arretierung 18 angeordnet. Auf den Verbindungselementen 7 ist ein Schälkopf 8 längsbeweglich geführt, Der Schälkopf 8 nimmt zum einen ein federbelastetes Messer 9 auf, zum anderen eine Gewindemutter 12, die wirkverbunden ist mit einer, in den beiden Quertraversen 6 drehbar gelagerten Gewindespindel 13.
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2 zeigt eine mit der Gewindespindel 13 in Eingriff stehende bzw. verbundene Griprolle bzw. Rolle 11. Zwei der Rollen 11 sind vorgesehen, e eine Rolle 11 ist im Bereich der Quertraversen 6 befestigt. Die Rollen 11 tragen einen nicht dargestellten Freilauf zwischen der Befestigung auf der Gewindespindel 13 und der äußeren Umfangsfläche der Rollen 11, um die Gewindespindel in einer Drehrichtung der Rollen 11 von der Bewegung der Rollen 11 zu entkoppeln, während in der anderen Drehrichtung eine Kopplung zwischen Gewindespindel 13 und Rolle(n) 11 vorliegt.
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1 zeigt das Aufsetzen der Vorrichtung 1 auf ein abzuschälendes Rohr 2. Zunächst werden die Greifarme 4 gegen die Spannkraft der Spannelemente 3 auseinandergezogen und zwar soweit, bis dass ein an einem der gegenüberliegenden Greifarme 4 angebrachter Arretierbolzen 17 in die, an der um einen Drehpunkt 19 des anderen Greifarms 4 schwenkbaren Arretierlasche 16 angebrachten Arretierung 18 einrasten kann und so die Führungsarme 4 geöffnet hält (4). Sobald die Vorrichtung 1 auf dem Rohr 2 aufgesetzt wird, sorgt ein an der Arretierlasche 16 angebrachter Stößel 21 dafür, dass die Arretierlasche 16 so verschwenkt wird, dass der Arretierbolzen 17 aus der Arretierung 18 herausbewegt wird. Alternativ ist es auch möglich, die Arretierlasche 16 mittels eines handbetätigten Hakens aus der Arretierung zu lösen. Durch die Spannkraft der Spannelemente 3 werden die Greifarme 4 mit den Gleitrollen 5 gegen das Rohr 2 gedrückt, so dass die Vorrichtung 1 mit den Gleitrollen 5 und den Gegenrollen 10 auf dem zu schälenden Rohr 2 aufgespannt wird.
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3 zeigt die Position der Vorrichtung vor einem Schneidhub, d. h. einer Endlage der pendelförmigen Bewegung der Vorrichtung in Umfangsrichtung des Rohrs 2: Die Vorrichtung 1 wurde durch Schieben an einem und Ziehen an dem anderen Betätigungsarm 14 in die dargestellte Position gebracht. Dabei kam der Freilauf der Rollen 11 derart zum Einsatz, dass die Gewindespindel 13 nicht gedreht wurde und somit der Schälkopf 8 keinen Vorschub erfahren hat. Der Schälhub erfolgt dermaßen, dass nun an dem jeweils anderen Betätigungsarm 14 geschoben und gezogen wird, so dass sich die Vorrichtung 1 in dieser Darstellung entgegen dem Urzeigersinn in einem Winkelbereich 15 um das Rohr 2 dreht. Dabei nimmt das durch eine nicht dargestellte Feder auf die Rohroberfläche gedrückte Messer 9 Material von der Oberfläche des Rohrs 2 ab. Gleichzeitig rollen die Rollen 11 an der Oberfläche des Rohrs 2 ab, wobei der Freilauf dieser Rollen 11 nun derart zum Einsatz kommt, dass sich die Gewindespindel 13 dreht, wodurch der Schälkopf 8 mit dem Messer 9 eine Linearbewegung in Längsrichtung des Rohrs 2 erfährt. Diese Vorgehensweise wird nun so oft wiederholt, bis dass eine entsprechende Länge des Rohrs 2 abgeschält ist und später an dieser Position beispielsweise ein Druckanbohrventil (DAV) oder eine Druckanbohrarmatur (DAA) aufgeschweißt oder aufgeschraubt werden kann. Nach Beendigung der Schälarbeit kann die Vorrichtung 1 problemlos vom Rohr 2 abgezogen werden.
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5 stellt die Position der Greifarme 4 und der Spannelemente 3 beim Schälen eines Rohrs 2 mit größerem Durchmesser dar. Sollen Rohre geschält werden, die über oder unter den Durchmesserbereich der Darstellungen in 4 und 5 (Durchmesser 125 mm bis Durchmesser 160 mm) hinausgehen, so werden die Greifarme 4 gegen anders geformte Greifarme ausgetauscht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10251999 A1 [0004]
- EP 1112794 A2 [0005]
- DE 20117063 U1 [0006]
- DE 9305220 U1 [0006]
- JP 59059301 A [0006]
- DE 10313507 A1 [0006]
- DE 10152910 A1 [0006]
- GB 2407787 A [0007]
- DE 69016588 T2 [0008]
- EP 2517845 A1 [0009]
