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Die Erfindung betrifft eine Stützhülse für Rohrleitungen, insbesondere eine Stützhülse für Kunststoff-Rohrleitungen.
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Solche Stützhülsen werden beispielsweise bei Zugsicherungssystemen für Kunststoff-Rohrleitungen verwendet, bei denen die Zugsicherung auf der Rohraußenfläche angreift. Insbesondere bei dünnwandigen Rohren aus Kunststoff bringt eine solche von außen angreifende Zugsicherung Probleme mit sich, da das Rohr den angreifenden, in radialer Richtung nach innen gerichteten Kräften oftmals nicht standhält. Daher werden zur Stabilisierung der Rohrwandung üblicherweise Stützkörper in das Rohr eingebracht, die an der Rohrinnenseite aufliegen und die Rohrwandung somit stützen und vor einer Überlastung sichern. Mit zunehmendem Rohrdurchmesser werden die vorherrschenden Fertigungstoleranzen der Rohre allerdings so groß, dass geschlossene Stützhülsen mit festem Durchmesser nicht mehr verwendet werden können. Letztendlich wären Beeinträchtigungen der Zugsicherheit und der Rohrabdichtung zu befürchten. Für größere Rohrdurchmesser werden daher mittels eines keilförmigen Spreizelements aufspreizbare Stützhülsen verwendet, die sich auf diese Weise individuell an den jeweiligen Rohrinnendurchmesser anpassen lassen. Allerdings stellen gerade diese Spreizelemente eine Schwachstelle solcher Stützhülsen dar. Bekannte Spreizelemente bestehen aus einer Blechstruktur, die im Bereich der keilförmig zusammenlaufenden Seitenkanten zu Führungsschienen gebogen wird, in welchen die Kanten der Hülsenwandung gehalten werden und beim Verschieben des Spreizelements auseinandergedrückt werden, so dass sich die Stützhülse letztendlich aufspreizt. Durch diese Ausgestaltung bedingt sind die Führungsschienen solcher Spreizelemente radial relativ weit vom Innendurchmesser der Hülse beabstandet, so dass von der Hülse in das Spreizelement eingeleitete Kräfte dieses auf Biegung beanspruchen, was zu einem Versagen des Spreizelements führen kann.
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Aus der
DE 10 2013 018 207 B3 ist eine Vorrichtung zum Verbindung von zwei aneinander anschließenden Rohren bekannt, bei welcher mittels eines keilförmigen Spreizelements eine Hülse aufgeweitet wird, so dass sich diese an eine Rohrinnenwandung anlegt und dort gehalten wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stützhülse für Rohrleitungen bereitzustellen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet und insbesondere eine gegenüber bekannten anpassbaren Hülsen erhöhte Festigkeit und somit Ausfallsicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stützhülse gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
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Die anpassbare Rohrleitungs-Stützhülse gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
- – eine Hülse mit einem offenen Querschnitt; und
- – ein axial verschieblich an der Hülse gelagertes Spreizelement,
wobei das Spreizelement schräg zueinander verlaufende Kontaktflächen aufweist, welche korrespondierende Kontaktflächen der Hülse gleitend kontaktieren und ein Aufweiten der Hülse bewirken, sobald das Spreizelement relativ zur Hülse verschoben wird, wobei an der Hülse eine Lagerung für das Spreizelement ausgebildet ist, die das Spreizelement zumindest teilweise umgreift, und wobei die Lagerung mehrere in Reihe an die Hülse angeformte und durch Einschneiden und Durchsetzen der Wandung gebildete Vorsprünge umfasst, welche das Spreizelement jeweils im Bereich der Kontaktfläche umgreifen, wobei die durchgesetzten Bereiche der Vorsprünge einen gekrümmten, die Vorsprünge in einer radialen Richtung versteifenden Querschnitt aufweisen, und sich der von den mit dem Hülsenradius einen Winkel einschließenden Kontaktflächen der Hülse begrenzte Raum zur Wandung der Hülse hin weitet.
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Mit anderen Worten weist die erfindungsgemäße Stützhülse einen hülsenförmigen Grundkörper auf, der in axialer Richtung betrachtet einen runden, in axialer Richtung gespaltenen Querschnitt aufweist, so dass die Hülse in radialer Richtung nach außen aufgeweitet werden kann. Ferner weist die Stützhülse ein keilförmiges Spreizelement auf, mittels dem die zur Aufweitung der Hülse notwendige Kraft in die Hülse eingeleitet werden kann. Das Spreizelement ist dabei an der Hülse so gelagert, dass die Spreizkraft zu beiden Seiten der Querschnittsöffnung in die Hülse eingeleitet wird, sobald das Spreizelement relativ zur Hülse in axialer Richtung verschoben wird, so dass sich der an der Hülse anliegende Querschnitt des Spreizelements stetig vergrößert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung stellt die Hülse dabei eine Lagerung bereit, mittels der das Spreizelement in Position gehalten und bei einer Verschiebung geführt wird. Hierfür weist die Lagerung zumindest einen insbesondere schienenförmigen Umgriff für das Spreizelement auf.
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Die an der Hülse ausgebildete Lagerung kann das Spreizelement hierbei im Bereich zumindest einer der Kontaktflächen des Spreizelements umgreifen. Insbesondere können die Kontaktflächen der Hülse, welche durch die korrespondierenden Kontaktflächen des Spreizelements kontaktiert werden, im Bereich der Lagerung ausgebildet sein oder gar von dieser bereitgestellt werden. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso vorstellbar, dass die Kontaktflächen der Hülse, über welche die notwendige Spreizkraft in die Hülse eingebracht wird, und die Lagerung für das Spreizelement an unterschiedlichen Stellen an der Hülse, insbesondere durch unterschiedliche Elemente bereitgestellt werden.
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Vorteihafterweise stellt die Lagerung für das Spreizelement allerdings auch die Kontaktflächen bereit, über welche die notwendige Spreizkraft in die Hülse eingebracht wird.
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Wenn man sich vorstellt, dass die Lagerung für das Spreizelement gänzlich an der Hülse ausgebildet ist, besteht keine Notwendigkeit mehr, eine Lagerung für die Hülse am Spreizelement auszubilden, wie dies bisher der Fall war. Somit entfallen bei der vorliegenden Erfindung die Lagerelemente am Spreizelement, die oftmals zur Überbeanspruchung bekannter Spreizelemente führen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Lagerung an der Innenfläche der Hülse ausgebildet, so dass der Außendurchmesser der Hülse weder durch das Spreizelement noch für die hierfür vorgesehene Lagerung beeinträchtigt wird. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso vorstellbar, die Lagerung für das Spreizelement an der Außenfläche der Hülse vorzusehen. Ferner ist es von Vorteil, die Lagerung des Spreizelements zu beiden Seiten der Querschnittsöffnung der Hülse auszubilden, so dass das Spreizelement letztendlich im Bereich der Querschnittsöffnung verschieblich am Spreizelement gehalten wird.
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Auch kann sich die Wandung der Hülse über die von der Querschnittsöffnung beabstandete Lagerung hinweg erstrecken. Mit anderen Worten ist das Spreizelement also nicht unmittelbar an den Kanten der Hülsenwandung gelagert, welche die Querschnittsöffnung begrenzen, sondern in von der Querschnittsöffnung beabstandeten Bereichen. Insbesondere wenn das Spreizelement eine an den Durchmesser der Hülse angepasste Krümmung aufweist und somit einer gewissen Biegebeanspruchung unterliegt, kann sich das Spreizelement an der sich über die Lagerung hinaus erstreckenden Bereichen der Hülsenwandung abstützen.
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Doch ist es vorstellbar, dass sich zumindest ein Teil des von den Kontaktflächen der Hülse begrenzten Raums zur Wandung der Hülse hin weitet. Eine solche Weitung bewirkt beim Anliegen einer im Wesentlichen tangential zur Hülsenwandung verlaufenden Spreizkraft eine radiale Kraft in Richtung der Hülsenwandung, was letztendlich dazu führt, dass das Spreizelement zumindest im Bereich seiner Kontaktflächen an der Hülsenwandung aufliegt und somit eine weitere Abstützung durch die Hülse erfährt.
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Des Weiteren können das Spreizelement und die Hülse so ausgelegt sein, dass das Spreizelement über weite Bereiche an der Wandung der Hülse anliegt, dadurch von dieser gestützt und somit letztendlich einer geringeren Belastung ausgesetzt ist, sobald tangential zur Hülsenwandung verlaufende Kräfte auf das Spreizelement wirken.
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Die Lagerung weist für das Spreizelement mehrere in Reihe an die Hülse angeformte Vorsprünge auf, welche das Spreizelement jeweils im Bereich der Kontaktfläche umgreifen. So muss von der Hülse nicht zwingend eine durchgängige schienenartige Lagerung für das Spreizelement bereitgestellt werden, vielmehr genügt es, mehrere Einzelelemente vorzusehen, die in ihrer Gesamtheit eine Lagerung für das Spreizelement bilden. Diese Vorsprünge können so auch gleich die Kontaktflächen bereitstellen, mittels denen die notwendige Spreizkraft in die Hülsenwandung eingeleitet wird.
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Diese Vorsprünge werden durch Einschneiden und Durchsetzen der Hülsenwandung gebildet, so dass die Hülse zusammen mit den einzelnen Lagervorsprüngen ein integrales Bauteil bildet. Die Bereiche der Vorsprünge sind aus Steifigkeitsgründen gekrümmt ausgestaltet sein, wobei diese Krümmung im gleichen Arbeitsschritt ausgebildet werden kann, der auch für das Ausbilden der Vorsprünge durch Einschneiden und Durchsetzen der Hülsenwandung notwendig ist.
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Die Erfindung wird im Weiteren anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Sie kann alle hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie in jedweder sinnvollen Kombination umfassen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Stützhülse;
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2 eine vergrößerte, perspektivische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stützhülse aus 1 im Bereich der Lagerung des Spreizelements;
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3 eine nochmals vergrößerte, perspektivische Schnittansicht durch einen Vorsprung der Lagerung für das Spreizelement; und
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4 eine axiale Schnittansicht durch den Bereich der Spreizelement-Lagerung.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Stützhülse mit einer Hülse 1, die einen offenen, runden Querschnitt aufweist und mittels eines Spreizelements 3 so weit aufgeweitet werden kann, bis sie mit der Außenfläche ihrer Wandung 8 an der Innenfläche eines Rohres (nicht gezeigt) anliegt und somit eine Stützfunktion im Bereich einer Zugsicherung übernimmt. Zum Spreizen der Hülse 1 wird das Spreizelement 3 in axialer Richtung in die Hülse 1 eingeschoben, was aufgrund der auseinanderlaufenden Kontaktflächen 4 zu beiden Seiten des Spreizelements 3 eine Aufweitung der Querschnittsöffnung 2 bewirkt. Beide Kontaktflächen 4 werden nämlich durch reihenförmig in die Wandung 8 der Hülse 1 eingeschnittene und durchgesetzte Vorsprünge 9 zu beiden Seiten der Querschnittsöffnung 2 umgriffen (siehe hierzu 2), die letztendlich auch zu den Kontaktflächen 4 des Spreizelements 3 komplementäre Kontaktflächen 5 (siehe 3) bereitstellen. Über die Kontaktflächen 4 kann die zum Spreizen der Hülse 1 notwendige Kraft in die Hülsenwandung 8 eingeleitet werden. Da die zur Lagerung des Spreizelements 3 notwendigen Elemente 9 gänzlich an der Hülse 1 ausgebildet sind, bedarf es keinerlei Lagerung am Spreizelement 3 für die Hülse 1. So kann das Spreizelement 3 aus einem keilförmigen Blech gebildet werden, welches allenfalls eine an den Durchmesser der Hülse 1 angepasste Krümmung aufweist und somit eine gegenüber bekannten Lösungen erhöhte Stabilität gegen Biegung aufweist.
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Wie insbesondere auch der 2 entnommen werden kann, liegt das Spreizelement 3 flächig am Innendurchmesser 7 der Hülsenwandung 8 an und wird durch diese unterstützt. Ebenfalls ist zu erkennen, dass die das Spreizelement 3 umgreifenden Bereiche der Vorsprünge 9 zusammen mit den Kontaktflächen 5 aus der Hülsenwandung 8 ausgeschnitten wurden, woraufhin die gesamten Vorsprünge 9 durch ein Durchsetzen der Hülsenwandung 8 gebildet wurden.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, verlaufen die Kontaktflächen 5 schräg zum Hülsenradius und schließen mit diesem einen Winkel α ein. Dies bewirkt, dass eine in tangentialer Richtung zur Hülsenwandung 8 verlaufende und in die Kontaktflächen 4 des Spreizelements eingeleitete Kraft bewirkt, dass das Spreizelement 3 in radialer Richtung nach außen gedrückt wird und sich so an die Hülseninnenwandung 7 anlegt. Das Spreizelement 3 kontaktiert die in den Bereichen zwischen der Lagerung 6 und der Querschnittsöffnung 2 angeordneten Flächen der Hülsenwandung 8 flächig und wird somit gegen Durchbiegung gesichert wird.
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Insbesondere in der 4 ist gut zu erkennen, dass die durchgesetzten und das Spreizelement 3 umgreifenden Bereiche 10 der Vorsprünge 9 eine Krümmung in axialer Richtung aufweisen, was die Stabilität der einzelnen Vorsprünge 9 in radialer Richtung erhöht.
