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Die Erfindung betrifft eine Dichtvorrichtung zur Abdichtung des Übergangs zwischen einer Fluid-Hauptleitung und einer Fluid-Zweigleitung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Sanierung eines Anschlusses, der eine Fluid-Hauptleitung und eine davon abzweigende Fluid-Zweigleitung aufweist, wobei in die Fluid-Hauptleitung ein schlauchförmiger Inliner eingebracht und ausgehärtet wird und anschließend der Übergangsbereich zwischen dem Inliner und der Fluid Zweigleitung abgedichtet wird.
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Die Hauptleitung und die Zweigleitung können jedes beliebige Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Öl, oder auch ein Gas, beispielsweise Erdgas fördern. Im Folgenden wird beispielhaft davon ausgegangen, dass es sich bei dem Fluid um Trinkwasser handelt, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
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Um die Gebäude einer Stadt mit Trinkwasser zu versorgen, ist ein unterirdisches Netz von Trinkwasser-Leitungen vorgesehen, das zentral mit Trinkwasser unter Druck gespeist wird. Von diesen Trinkwasser-Hauptleitungen führt jeweils zumindest eine Trinkwasser-Zweigleitung zu dem Gebäude bzw. dem in dem Gebäude verlegten Leitungsnetz. Im Laufe der Zeit kann es passieren, dass insbesondere die Trinkwasser-Hauptleitungen durch äußere Beeinflussungen und insbesondere Wurzelwuchs benachbarter Bäume oder in Folge üblicher Alterungserscheinungen undicht werden. Es ist deshalb notwendig, die Trinkwasser-Hauptleitungen nachträglich abzudichten. Da die Abmessungen einer Trinkwasser-Hauptleitung so gering sind, dass ein Mensch sich in ihnen nicht bewegen kann, werden üblicherweise fahrbare Roboter eingesetzt, die Bearbeitungswerkzeuge und Überwachungsinstrumente tragen und die Sanierungsarbeiten durchführen. Dabei ist es bekannt, entweder nur einzelne schadhafte Stellen lokal zu bearbeiten und abzudichten oder in die Trinkwasser-Hauptleitung ein schlauchartiges Innenrohr, einen sogenannten Inliner einzusetzen.
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Für die lokale Reparatur der Trinkwasser-Hauptleitung sind verschiedene Arbeitsvorgänge nacheinander durchzuführen, die jeweils eine Umrüstung des Roboters notwendig machen. Die Durchführung der einzelnen Arbeitsgänge und das wiederholte Umrüsten des Roboters sind sehr zweitaufwändig, so dass sich diese Vorgehensweise in wirtschaftlicher Hinsicht nur dann lohnt, wenn eine einzige, klar definierte Undichtigkeitsstelle zu reparieren ist.
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Wenn mehrere Undichtigkeitsstellen in einem Abschnitt der Trinkwasser-Hauptleitung vorhanden sind, empfiehlt es sich, einen Inliner einzusetzen. Dabei handelt es sich um einen vorkonfektionierten, mit Kunstharz getränkten Glasfasergewebe- oder Nadelfilzschlauch, der in den zu sanierenden Abschnitt der Trinkwasser-Hauptleitung eingebracht und mit Luftdruck, Dampfdruck oder Wasserdruck axial aufgeweitet und anschließend ausgehärtet wird. Durch die Aushärtung des Inliners entsteht ein statisch tragfähiges Innenrohr innerhalb der bestehenden Trinkwasser-Hauptleitung. Der ausgehärtete Inliner bildet im Inneren eine kontinuierliche Hülle und verdeckt somit auch die Mündungen der in die Trinkwasser-Hauptleitung mündenden Trinkwasser-Zweigleitungen. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt müssen die Öffnungsquerschnitte der Trinkwasser-Zweigleitungen mittels eines Fräsroboters geöffnet werden, indem die Wandung des Inliners in diesem Bereich entfernt wird. Um zu verhindern, dass später das in der Trinkwasser-Hauptleitung unter Druck anstehende Trinkwasser im Mündungs- bzw. Übergangsbereich der Trinkwasser-Zweigleitung in den Zwischenraum zwischen dem Inliner und der bestehenden Trinkwasser-Hauptleitung strömt, muss dieser Bereich abgedichtet werden. Da die Trinkwasser-Zweigleitung üblicherweise einen nur sehr geringen Durchmesser von beispielsweise 2 bis 3 cm aufweist, ist es sehr schwierig, von der Trinkwasser-Hauptleitung aus Abdichtungsmittel einzubringen. Üblicherweise wird deshalb der Anschlussbereich zwischen der Trinkwasser-Hauptleitung und der Trinkwasser-Zweigleitung von der Erdoberfläche aus aufgegraben, bis er von außen zugänglich ist. Dann wird die Wandung der Trinkwasser-Zweileitung geöffnet und der Übergangsbereich durch Einbringung von Dichtelementen oder Dichtpasten abgedichtet. Anschließend muss die Wandung der Trinkwasser-Zweigleitung wieder verschlossen und die Grube wieder zugeschüttet werden. Dieses Vorgehen ist sehr zeitaufwändig und kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtvorrichtung zur Abdichtung des Übergangs zwischen einer Hauptleitung und einer Zweigleitung zu schaffen, die sich in einfacher Weise von der Hauptleitung aus montieren lässt.
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Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Sanierung eines Anschlusses und insbesondere Hausanschlusses geschaffen werden, der eine Hauptleitung und eine davon abzweigende Zweigleitung aufweist, wobei eine erfindungsgemäße Dichtvorrichtung in möglichst einfacher Weise montierbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch eine Dichtvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Dichtvorrichtung weist dabei eine ringförmige aufweitbare Manschette auf, die gegen die Innenwandung der Hauptleitung spannbar ist und die einen in die Zweigleitung einführbaren Einführstutzen aufweist. Der Einführstutzen sollte dabei so dimensioniert sein, dass er unter enger Passung oder mit einem nur sehr geringen Spiel von der Hauptleitung aus in die Zweigleitung einsetzbar ist. Vorzugsweise ist auf der Außenseite des Einführstutzens eine Ringdichtung angeordnet, die mit der Innenwandung der Zweigleitung in dichtende Anlage bringbar ist.
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Der Einführstutzen kann mit einer Grundplatte der Manschette fest verbunden sein. Die Grundplatte erstreckt sich senkrecht zur Längsrichtung des Einführstutzens und kann auf ihrer dem Einführstutzen zugewandten Seite einen Dichtring tragen, der vorzugsweise so dimensioniert ist, dass er den Einführstutzen mit Abstand umgibt.
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Um die Manschette zu montieren, wird der Einführstutzen in die Zweigleitung eingeführt und vorzugsweise außenseitig gegenüber dieser abgedichtet. Anschließend wird die Manschette innerhalb der Hauptleitung radial aufgeweitet und damit von der Innenseite gegen die Innenwandung des in der Hauptleitung vorher positionierten Inliners gespannt. Die Manschette wird in dieser gespannten Position gehalten und verbleibt in der Hauptleitung. Die Dichtwirkung wird dadurch erreicht, dass sich die Grundplatte mit dem Dichtring um den Mündungsquerschnitt der Zweigleitung herum in abdichtender Weise an den Inliner anlegt und der Einführstutzen unter Abdichtung in der Zweigleitung sitzt. Die Verbindung zwischen dem Innenraum der Hauptleitung und dem Innenraum der Zweigleitung wird durch den Einführstutzen hindurch erreicht, indem beispielsweise in dem Einführstutzen ein Verbindungskanal oder Axialkanal ausgebildet ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Manschette zwei in Umfangsrichtung der Manschette relativ zueinander verstellbare Materialstreifen aufweist. Die Materialstreifen, bei denen es sich beispielsweise um relativ dünne Bänder insbesondere aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Edelstahl handeln kann, sind auf entgegengesetzten Seiten an die Grundplatte der Manschette angeschlossen und an ihren entgegengesetzten Enden in Überlappung gebracht, so dass ein geschlossener Ring gegeben ist. Alternativ ist es auch möglich, die Materialstreifen und die Dichtplatte als einstückiges und vorzugsweise als monolitisches Bauteil auszubilden. Durch Verstellen oder Verschieben der Materialstreifen relativ zueinander in Umfangsrichtung der Manschette bzw. des Ringes lässt sich der Durchmesser der Manschette verändern. Dabei ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Materialstreifen mittels eines Verschlusses so miteinander in Eingriff stehen, dass nur eine relative Verstellung unter Vergrößerung des Außenumfangs der Manschette möglich ist. Somit ist es zwar möglich, die Manschette radial aufzuweiten, jedoch ist eine nachträgliche Reduzierung des Außenumfangs der Manschette nicht möglich. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Verschluss nach Art einer irreversiblen Rastleiste ausgebildet ist, wie sie beispielsweise bei Kabelbindern bekannt ist.
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Vorzugsweise ist zwischen den Materialstreifen eine Führungsvorrichtung vorgesehen, die eine Relativverstellung der Materialstreifen in Umfangsrichtung der Manschette zulässt und verhindert, dass sich die Materialstreifen seitlich, d. h. senkrecht zur Umfangsrichtung der Manschette verschieben.
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In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Dabei wird in die Hauptleitung zunächst in üblicher Weise ein schlauchförmiger Inliner eingebracht, aufgeweitet und ausgehärtet. Anschließend wird der Übergangsbereich zwischen dem Inliner und der Zweigleitung abgedichtet, wobei zur Abdichtung des Übergangsbereichs eine aufweitbare Manschette verwendet wird, wie sie vorstehend erläutert wurde. Die Manschette wird so im Übergangsbereich positioniert, dass sie mit dem Einführstutzen dichtend in die Zweigleitung eingreift. Anschließend wird die Manschette in der Hauptleitung radial aufgeweitet und gegen die Innenwandung der Hauptleitung gespannt und in dieser gespannten Position gehalten. Die Manschette verbleibt in ihrer montierten Stellung in der Hauptleitung.
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Vorzugsweise kann zum Aufweiten der Manschette ein flexibler Druckkörper, beispielsweise ein aufblähbarer Ballonkörper vorgesehen sein. Der flexible Druckkörper wird innerhalb der vorpositionierten Manschette angeordnet und anschließend wird ein Druckfluid, beispielsweise Druckluft in den flexiblen Druckkörper eingebracht, wodurch dieser sich radial ausdehnt und dadurch die Manschette aufweitet und von innen gegen den Inliner bzw. die Hauptleitung spannt.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Manschette und
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2 bis 9 die einzelnen Phasen des Verfahrens zur Sanierung eines Hausanschlusses: 2 die Reinigung der Hauptleitung,
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3 das Einsetzen eines Stopfens in die Zweigleitung,
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4 das Einsetzen eines Inliners,
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5 das Öffnen der Zweigleitung,
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6 das Positionieren der Manschette,
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7 das Positionieren des flexiblen Druckkörpers in der Manschette,
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8 das Aufweiten des Druckkörpers und Verspannen der Manschette,
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9 eine Druckprüfung des sanierten Hausanschlusses, und
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10 eine Detaildarstellung der Grundplatte mit dem Einführstutzen in perspektivischer Schnittdarstellung.
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1 zeigt in schematischer, vereinfachter Darstellung eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Manschette 10. Die Manschette 10 besitzt eine Grundplatte 11, an der auf entgegengesetzten Seiten jeweils ein Materialstreifen 12 und 13 angebracht ist. Alternativ ist es auch möglich, die Grundplatte 11 und die beiden Materialstreifen 12 und 13 als einstückiges monolitisches Bauteil auszubilden. Die Grundplatte 11 und die Materialstreifen 12 bestehen aus Metall und insbesondere aus Edelstahl. Die Materialstreifen 12 und 13 sind so lang, dass sie sich an ihren der Grundplatte 11 abgewandten Enden überlappen. Dort stehen sie mittels einer Führungsvorrichtung 21 in Eingriff, die in einem der Materialstreifen ausgebildete Führungsnuten 18 umfasst. An dem anderen Materialstreifen ist ein Führungselement 19 angeordnet, das in die Führungsnuten 19 des anderen Materialstreifens eingreift und somit eine exakte relative Verstellung der beiden Materialstreifen 12 und 13 sicherstellt. Aufgrund der Führungsvorrichtung 21 ist verhindert, dass die Materialstreifen 12, 13 sich relativ zueinander quer zur Mittelebene der Manschette 10 bewegen, d. h. sich gemäß 1 nach rechts oder links gegenseitig verschieben.
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Die Grundplatte 11 und die beiden Materialstreifen 12 und 13 bilden einen geschlossenen Ring, wobei durch einen Verschluss 20 sichergestellt ist, dass sich durch eine gegenseitige Verstellung der Materialstreifen 12 und 13 lediglich eine Vergrößerung des Außenumfangs des Rings bzw. der Manschette 10 erreichen lässt. Der Verschluss 20, der nach Art eines unidirektionalen Zahnleistenverschlusses aufgebaut ist, verhindert, dass die Materialstreifen 12 und 13 sich so zusammenschieben lassen, dass der Umfang der Manschette 10 sich verringert. Wenn somit die Manschette 10 eine radial aufgeweitete Position eingenommen hat, ist eine nachträgliche Reduzierung des Umfangs bzw. der Manschette 10 nicht mehr möglich.
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Auf der Außenseite der Grundplatte 11 ist ein sich radial nach außen erstreckender Einführstutzen 14 angebracht und vorzugsweise aufgeschweißt, der nach außen frei auskragend hervorsteht und im Inneren einen Verbindungskanal 15 besitzt, der eine radial äußere Stirnseite des Einführstutzens 14 mit dem Innenraum der Manschette 10 verbindet und somit nicht nur den Einführstutzen 14, sondern auch die Grundplatte 11 durchdringt.
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Auf der Außenseite des Einführstutzens 14 ist eine umlaufende Ringdichtung 16 ausgebildet, die vorzugsweise nach außen aufweitbar ist, indem beispielsweise zwei Abschnitte des Einführstutzens 14 axial gegeneinander verstellbar sind.
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Auf der äußeren, dem Einführstutzen 14 zugewandten Seite der Grundplatte 11 ist ein umlaufender Dichtring 17 angeordnet, der den Einführstutzen 14 mit Abstand umgibt. Der Dichtring 17 liegt bei montierter Manschette 10 dichtend an der Innenoberfläche des Inliners an und umgibt den Mündungsquerschnitt der Zweigleitung.
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10 zeigt die Grundplatte 11 mit dem Einführstutzen 14 in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Die Grundplatte 11 ist von dem Dichtring 17 eingefasst, der im dargestellten Ausführungsbeispiel drei parallel verlaufende Dichtlippen besitzt. An die Grundplatte 11 sind die beiden Materialstreifen 12 und 13 in genannter Weise angeschlossen.
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Im Wesentlichen normal zur Grundplatte 11 erstreckt sich der Einführstutzen 14 radial nach oben. Der Einführstutzen 14 ist als zweiteiliger Stutzen aufgebaut und besitzt eine Außenhülse 22 mit kreiszylindrischem Querschnitt. An ihrem oberen, der Grundplatte 11 abgewandte Ende trägt die Außenhülse 22 die Ringdichtung 16. Unterhalb der Ringdichtung 16 sind auf der Außenrohrfläche der Außenhülse 22 radial nach außen federnd her vorstehende Distanzfinger 24 ausgebildet. Die Distanzfinger 24 legen sich an die Innenwandung der Zweigleitung an, wenn der Einführstutzen 14 in die Zweigleitung eingeführt ist, und sorgen dafür, dass der Einführstutzen 14 innerhalb der Zweigleitung richtig positioniert ist.
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Auf ihrer Innenwandung trägt die Außenhülse 22 im unteren Bereich umlaufende Rastelemente 26 sowie eine umlaufende Innendichtung 25.
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In die Außenhülse 22 ist eine Innenhülse 23 in Axialrichtung eingesetzt, wie es durch den Pfeil A in 10 angedeutet ist. Die Innenhülse 23 trägt auf ihrer Außenseite im unteren Bereich Rastelemente 27, die mit den Rastelementen 26 der Außenhülse 22 in Eingriff bringbar sind.
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An oberen Ende besitzt die Innenhülse 23 eine radial nach außen vorstehende Ringwulst 28. Wenn die Innenhülse 23 in die Außenhülse 22 eingeschoben wird, kommt die Ringwulst 28 mit der Ringdichtung 16 der Außenhülse 22 in Anlage und weitet diese radial auf, so dass im montierten Zustand des Einführstutzens 14 eine dichtende Anlage an der Innenwandung der Zweigleitung erreicht ist. Die Innenhülse 23 wird in ihrer gewünschten Relativposition zu der Außenhülse 22, der die Ringdichtung 16 aufgeweitet ist, sicher gehalten, indem die Rastelemente 27 der Innenhülse 23 mit den Rastelementen 26 der Außenhülse 22 in Eingriff treten.
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Im Folgenden soll anhand der 2 bis 9 das Verfahren zur Sanierung eines Hausanschlusses in den einzelnen Phasen erläutert werden. Der Hausanschluss umfasst eine unterirdische Hauptleitung HL, von der eine Zweileitung ZL zu einem Gebäude G abzweigt. Von einer Baugrube oder einem Schacht S aus wird mittels eines nicht näher dargestellten Roboters ein Reinigungskopf K in die Hauptleitung HL eingeführt, der von einem oberirdisch positionierten Fahrzeugs F gesteuert wird, wie 2 zeigt. Mittels des Reinigungskopfs K wird die Hauptleitung HL gereinigt.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird gemäß 3 in den Mündungsquerschnitt der Zweileitung ZL von der Hauptleitung HL aus ein Stopfen mittels eines Roboters R eingesetzt, wodurch die Zweigleitung ZL verschlossen wird.
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Nachfolgend wird gemäß 4 ein mit Kunstharz getränkter Schlauch, ein sogenannter Inliner I, in die Hauptleitung HL eingeführt und in üblicher Weise axial aufgeweitet und ausgehärtet.
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Nach dem Aushärten des Inliners I wird der mit einem Fräskopf ausgerüstete Roboter R in die Hauptleitung HL bzw. den Inliner I eingefahren und öffnet den Anschlussquerschnitt der Zweitleitung ZL, indem beispielsweise das Material des Inliners I und der Stopfen ausgefräst werden, wie es in 5 dargestellt ist.
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Der Roboter R wird mit einer erfindungsgemäßen Manschette 10 ausgerüstet und fährt mit dieser unter den Anschluss der Zweigleitung ZL, wobei der Einführstutzen der Manschette in die Zweigleitung ZL eingeführt und die Ringdichtung des Einführstutzens in dichtende Anlage mit der Innenwandung der Zweigleitung ZL gebracht wird. Damit ist die Manschette 10 vorpositioniert, wie es in 6 dargestellt ist.
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Der Roboter R führt einen aufblähbaren Druckkörper D mit sich, der in einem nachfolgenden Verfahrensschritt innerhalb der Manschette 10 positioniert wird, wie es in 7 dargestellt ist. Zu diesem Zweck braucht der Roboter R lediglich ein geringes Maß in Längsrichtung der Hauptleitung HL zu verfahren.
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Nachdem der Druckkörper D innerhalb der Manschette 10 positioniert ist, wird ihm ein Druckfluid, beispielsweise Druckluft zugeführt, wodurch er sich aufbläht und dadurch die Manschette 10 radial von innen gegen die Innenwandung des Inliners I bzw. der Hauptleitung HL spannt. Dieser Zustand ist in 8 dargestellt.
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Nachdem die Manschette 10 korrekt positioniert und verspannt ist, wird der Roboter R aus der Hauptleitung HL zurückgezogen. Aufgrund der dargestellten Ausführung des Verschlusses als unidirektional verstellbarer Verschluss bleibt die Manschette in ihrer verspannten Position. Abschließend erfolgt eine Druckprüfung des sanierten Anschlusses, indem die Hauptleitung HL bereichsweise abgedichtet und mit unter Druck stehendem Wasser geflutet wird, wie es in 9 dargestellt ist.
