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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Spannsystem zum Verbinden zweier Rohre, deren gegenüberliegende Enden Spannflächen aufweisen, die von zylindrischen Außenflächen der Rohre vorstehen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Spannsysteme der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus den europäischen Patenten
EP 1 451 498 und
EP 2 598 785 bekannt.
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Bei einem solchen System umfasst eine Schelle ein Band, das um die Spannflächen der Rohre gespannt werden kann. Das Band hat Flanken, zwischen denen ein innerer Rücksprung abgegrenzt ist, in dem die Spannflächen der Rohre angeordnet werden können, um das Spannen durchzuführen. Die Rohre werden dann relativ zueinander gespannt gehalten. Wie in den genannten Patenten angegeben, kann es nützlich sein, das Spannsystem am Ende wenigstens eines der Rohre vor dem Verbinden vorzumontieren.
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Um eine Vormontage auf den Rohren zu ermöglichen, empfiehlt die
EP 2 598 785 , dass das Spannsystem eine Unterlegscheibe umfasst, die mittels Befestigungslaschen relativ zur Schelle gehalten wird und die erste und zweite Vormontagelaschen aufweist, die in der Lage sind, jeweils mit dem ersten und zweiten Rohr zusammenzuwirken, um die Unterlegscheibe und somit das gesamte Spannsystem relativ zu den jeweiligen Spannflächen der Rohre vor dem Spannen zu halten. Die Vormontagelaschen umfassen dabei kurze Laschen, die sich über die kegelstumpfförmige Ringform der Unterlegscheibe herum erstrecken, um mit der Spannfläche eines Rohres zusammenzuwirken, dessen Spannfläche zwischen dem Band und der Unterlegscheibe angeordnet ist. Die Vormontagelaschen umfassen ferner lange Laschen, die sich von der Oberseite der Unterlegscheibe in entgegengesetzter Richtung zur Unterlegscheibe erstrecken, um mit der Spannfläche des anderen Rohres zusammenzuwirken.
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Gemäß der
EP 2 598 785 sind die Laschen der beiden Arten elastisch verformbar. Die Vorrichtung ist im Allgemeinen zufriedenstellend, aber für einige Anwendungen ist es wichtig, die Zuverlässigkeit des Festhaltens der Laschen im Verhältnis zu den Spannflächen zu verbessern, insbesondere bei den langen Laschen. Tatsächlich kann es bei besonders langen Laschen schwierig sein, den richtigen Bereich der elastischen Verformung für einige Spanndurchmesser zu gewährleisten, insbesondere bei großen Durchmessern in der Größenordnung von 5 cm oder mehr. So muss sichergestellt werden, dass der Elastizitätsmodul dieser Laschen ausreichend hoch ist, damit sie die erwünschte Elastizität haben, um nach der Verformung beim Einrasten des Rohres in das Spannsystem eine Position einzunehmen, die den vormontierten Halt dieses Rohres gewährleistet. Sie müssen ferner die nötige elastische Ansprechempfindlichkeit aufweisen, um nicht zu leicht verformt zu werden, wenn auf das Rohr in Richtung des Lösens des Rohres aus dem Spannsystem Zug ausgeübt wird. Diese elastische Rückhaltung ist jedoch nur im vormontierten Zustand vor dem Spannen sinnvoll. Im gespannten Zustand ist es dagegen wünschenswert, dass die Laschen verformt werden, um in das Band der Schelle gedrückt zu werden, ohne die Qualität des Spannens zu beeinträchtigen. Dies kann jedoch insbesondere bei Schellen mit großen Durchmessern dann schwer zu erreichen sein, wenn der Elastizitätsmodul der Laschen hoch ist. Wenn der Elastizitätsmodul zu hoch ist, kann außerdem die für das Festspannen der Laschen an der Spannfläche des Rohres erforderliche Einrastdruckkraft hoch und im Rahmen der Endmontage schwer zu erreichen sein.
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Auch wenn das System gemäß der
EP 2 598 785 mithin für eine Vielzahl von Anwendungen zufriedenstellend ist, ist es wünschenswert, eine weitere Lösung vorzuschlagen, die eine Vormontage des Spannsystems am Ende eines Rohres ermöglicht und die im Wesentlichen frei von den oben genannten Nachteilen ist, insbesondere bei Schellen mit großen Durchmessern.
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Die
EP 1 451 498 schlägt ein System vor, das eine Vormontage in Bezug auf ein Rohr ermöglicht, wobei Vormontagelaschen verwendet werden, die ebenfalls vom Band über eine vom Band selbst getragene Unterlegscheibe getragen werden. Bei der Vormontage auf ein einzelnes Rohr können die gleichen Probleme wie die oben genannten auftreten.
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Es sind auch andere Spannsysteme bekannt, die eine Schelle und eine von der Schelle getragene Unterlegscheibe umfassen, wobei die Unterlegscheibe innere Laschen hat, die in eines der Rohre greifen können, um das Spannsystem am Ende des Rohres vormontieren zu können. Es kann nützlich sein, dieses System so zu vervollständigen, dass auch eine Vormontage in Bezug auf das andere Rohr möglich ist. Hierfür können die von
EP 2 598 785 vorgeschlagenen langen Laschen verwendet werden, aber insbesondere für Schellen mit großen Durchmessern ist eine andere Lösung erforderlich, die im Wesentlichen frei von den oben genannten Nachteilen ist.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es wird ein Spannsystem benötigt, das ein kontrolliertes Festhalten im vormontierten Zustand in Bezug auf die Spannfläche eines der Rohre, die miteinander verbunden werden sollen, ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spannsystem zum Verbinden zweier Rohre, deren gegenüberliegende Enden Spannflächen aufweisen, die von zylindrischen Außenflächen der genannten Rohre vorstehen, wobei das System eine Schelle umfasst, die ein Band umfasst, das um die genannten Spannflächen gespannt werden kann, wobei das Band eine erste und eine zweite Flanke aufweist, zwischen denen ein innerer Rücksprung abgegrenzt ist, der die Spannflächen aufnehmen kann, wobei die Schelle eine äußere Haltevorrichtung trägt, die einen Haltesteg aufweist, der axial von der ersten Flanke vorsteht, während er quer zur Achse der Schelle ausgerichtet ist, und der eine quer verlaufende Haltekante aufweist, wobei der Steg in der Lage ist, aus einer Ruheposition, in der die Haltekante in Richtung der Achse der Schelle relativ zum Rand der Flanke in der nicht gespannten Situation der Schelle vorsteht, elastisch verformt zu werden, um den Haltesteg von der Achse der Schelle weg zu beabstanden.
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Mit einem solchen System ist die Rückhaltung des Spannsystems relativ zur Spannfläche des ersten Rohres besonders einfach zu realisieren. In der Tat verhält sich der Haltesteg während des Einpassens des ersten Rohrs in das Spannsystem wie die Sehne eines Bogens, die sich nach außen biegt, um den Durchgang der Spannfläche des ersten Rohrs zu ermöglichen, bevor sie auf natürliche Weise ihre Ruheposition wieder einnimmt, in der der Haltekante mit dem Rand der ersten Flanke interferiert. Geometrisch bildet der Teil des Randes der ersten Flanke, der sich dann radial außerhalb der Haltekante befindet, einen Bogen, dessen Kante die Sehne bildet.
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Optional wird die Haltekante am Ende einer Rampe gebildet.
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Optional wird die äußere Haltevorrichtung durch eine Lasche an der ersten Flanke des Bandes befestigt, wobei diese Lasche optional an der ersten Flanke angeschweißt wird.
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Optional umfasst die äußere Haltevorrichtung einen polygonalen Rahmen, wobei die Haltekante an einer der Seiten des Rahmens ausgebildet ist.
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Optional umfasst der Rahmen zwei Stützseiten, durch die der Rahmen von der Schelle gestützt wird.
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Optional ist eine der Stützseiten an der ersten Flanke befestigt, während die andere Stützseite gegen Verschiebung relativ zur Schelle festgeklemmt ist.
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Optional verfügt die äußere Haltevorrichtung über zwei Haltestege, die beidseits der Achse der Schelle angeordnet sind. Optional erstrecken sich die beiden Haltestege zwischen den beiden Stützseiten.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der vier Figuren umfassenden Zeichnung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Spannsystem.
- 2 zeigt eine Seitenansicht des Endes des zweiten Rohrs, das mit einem erfindungsgemäßen Spannsystem versehen ist, vor seiner Verbindung mit dem ersten Rohr.
- 3 ist eine Draufsicht auf das Ende des Rohres mit dem Spannsystem gemäß 2.
- 4 ist eine Seitenansicht, die das System im gespannten Zustand zeigt.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zunächst werden die
1 und
2 beschrieben. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, umfasst das Spannsystem eine Schelle
10 des Typs, der in der
EP 2 598 785 beschrieben ist, und eine Unterlegscheibe
28, die zusammenwirken, um zwei Rohre
2,
4 miteinander zu verbinden.
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Im Folgenden bezeichnet „radial innere“ Elemente solche Elemente, die zur Achse A der beiden aneinandergereihten Rohre gerichtet sind und die dieser Achse A im Verhältnis zu anderen Elementen, die als „radial äußere“ Elemente bezeichnet werden, am nächsten liegen, wobei die „radial äußeren“ Elemente diejenigen sind, die von der Achse A weggerichtet sind. Im montierten Zustand entspricht die Achse A der Rohre der Achse der Schelle, genauer gesagt der Achse des Bandes der Schelle, das auf sich aufgewickelt wird.
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Ferner wird ein zweites Element als „außen“ oder „axial außen“ zu einem ersten Element bezeichnet, wenn das zweite Element neben dem ersten Element liegt, d.h. außerhalb des axialen Schnitts, den das erste Element einnimmt.
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Die Schelle umfasst ein Band 12, das einen Rücksprung 14 begrenzt, in den die Spannfläche 18 des ersten Rohres 2 und die Spannfläche 20 des zweiten Rohres 4 eingesetzt werden können. Der Rücksprung und die Spannflächen haben eine solche Form, dass das Spannen des Bandes der Schelle die Enden der Rohre 2 und 4 zwingt, sich einander anzunähern. Der Rücksprung 14 wird zwischen einer ersten und einer zweiten Flanke 13A und 13B des Bandes 12 abgegrenzt, wobei diese Flanken in diesem Fall im Axialschnitt gesehenen die Schenkel eines V definieren. So weist das Band 12 einen vorteilhaften V-förmigen Axialschnitt auf, während die Spannflächen 18 und 20 einen Durchmesser aufweisen, der zu den gegenüberliegenden freien Enden der Rohre hin progressiv zunimmt und z.B. eine kegelstumpfförmige Form hat.
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Das Band
12 weist zwei Enden auf, die im Wesentlichen radial ausgerichtet sind, so dass sie Lagerlaschen
12A und
12B bilden. Diese Lagerlaschen
12A und
12B sind gelocht, um den Durchgang des Schaftes
24A einer Spannschraube
24 durch die Lagerlaschen zu ermöglichen. Der Kopf
24B der Schraube
24 ist in Bezug auf eine der Lagerlaschen, in diesem Fall die Lagerlasche
12B, verklemmt, während eine Mutter
26 in Bezug auf die andere Lagerlasche
12A festgehalten wird. Es versteht sich, dass die Drehung der Mutter in Schraubrichtung die Lagerlaschen einander näher bringt und somit den Innendurchmesser der Schelle verringert, d.h. das Festspannen des Bandes der Schelle ermöglicht. Natürlich können auch andere Möglichkeiten zum Festspannen des Bandes in Betracht gezogen werden, zum Beispiel Hakensysteme, wie sie insbesondere in der Patentanmeldung
FR 3 008 160 beschrieben werden.
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Die genannte Unterlegscheibe
28 des Spannsystems ist an der Schelle befestigt. Die Unterlegscheibe kann insbesondere von der in der
EP 1 451 498 beschriebenen Art sein.
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Die Unterlegscheibe 28 hat einen kegelstumpfförmigen ringförmigen Abschnitt 30, der zwischen den gegenüberliegenden Enden der beiden Rohre 2 und 4 liegt, wenn diese in das Spannsystem eingreifen. Die Unterlegscheibe 28 wird relativ zum Band, in diesem Fall relativ zu dessen zweiter Flanke 13B, durch Befestigungslaschen gehalten, so dass zwischen der zweiten Flanke und der Unterlegscheibe ein Ringraum entsteht. Das freie Ende des zweiten Rohres 4, das dessen Spannfläche 20 trägt, wird in diesen Ringraum innerhalb des Rücksprungs 14 eingeführt, während das freie Ende des ersten Rohres 2, das dessen Spannfläche 18 trägt, auf der der Unterlegscheibe gegenüberliegenden Seite des Ringraumes eingeführt wird, d.h. gegen die Innenfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 30 der Unterlegscheibe 28.
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Bei dem gezeigten Beispiel ist das Ende des Rohres 4 ein sog. weibliches, konisch erweitertes Aufnahmeende, wobei der Innenumfang der Spannfläche 20 ein konisch erweitertes Teil bildet. Dagegen ist das freie Ende des ersten Rohres 2 ein sog. männliches Einsteckende, das jenseits seiner Spannfläche 18 einen Außenumfang aufweist, dessen Durchmesser zum Ende des freien Endes hin allmählich abnimmt. Der so gebildete Endteil 23 kann daher im Wesentlichen formschlüssig in das Innere des am Ende des Rohres 4 gebildeten aufgeweiteten Teils eingeführt werden. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 30 der Unterlegscheibe 28 kann ringförmige Verformungen 32 aufweisen, die eine Dichtung zwischen der Innenfläche des aufgeweiteten Teils 19 und dem Außenumfang des Endteils 23 bilden.
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Die Befestigung der Unterlegscheibe
28 der Schelle
10 und/oder die Vormontage des aus Schelle und Unterlegscheibe bestehenden Spannsystems auf dem Rohr
4 kann wie in
EP 1 451 498 durch Befestigungslaschen und/oder Vormontagelaschen 34, mit denen die Unterlegscheibe ausgestattet ist, gewährleistet werden, wobei diese Laschen zum Einhaken der Unterlegscheibe auf der zweiten Flanke
13B des Bandes dienen, wobei der oben genannte Ringraum, wie in
EP 1 451 498 beschrieben, angeordnet wird.
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Es können auch andere Arten der Befestigung der Unterlegscheibe an der Schelle verwendet werden. So kann die Unterlegscheibe z.B. eine Halteschlaufe haben, in die der Schaft der Schraube 24 eingreifen kann, sowie eine oder mehrere Haltelaschen, die z.B. durch Einhaken oder Einspannen am Rand des Bandes gehalten werden können. Ebenso können andere Arten der Vormontage des Spannsystems in Bezug auf das Rohr 4 verwendet werden, z.B. indem die Unterlegscheibe mit innenliegenden Laschen oder Bolzen versehen wird, die in das Rohr 4 eingreifen und sich an der Innenfläche des Rohres 4 festhalten.
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Die Schelle trägt eine äußere Haltevorrichtung 40. Die äußere Haltevorrichtung umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Haltestege 42A bzw. 42B, die axial außerhalb der Schelle angeordnet sind, genauer gesagt axial neben der ersten Flanke 13A des Bandes. Jeder dieser Haltestege ist quer zur Achse A der Schelle ausgerichtet. In diesem Fall bilden sie in Ruhe geradlinige Segmente, die parallel zueinander verlaufen. Wie in 3 am besten zu erkennen, hat jeder Haltesteg eine quer verlaufende Haltekante 44A bzw. 44B. Bei diesem Beispiel sind die quer verlaufenden Haltekanten parallel zueinander und senkrecht zur Achse A der Schelle.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind bei jedem Haltesteg die Haltekanten 44A bzw. 44B am Ende jeweils einer Rampe 43A bzw. 43B, gebildet. Die Rampen bilden Gleitflächen, die sich allmählich nach außen hin, d.h. von der ersten Flanke 13A weg, erstrecken. Diese Rampen können so mit dem Außenumfang des freien Endteils 23 des Rohres 2 während des Einführens von dessen Spannfläche 18 in das Spannsystem zusammenwirken, um die Haltestege auseinanderzudrücken.
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Wie in den 1 und 3 zu sehen ist, umfasst die äußere Haltevorrichtung 40 einen polygonalen Rahmen 46, dessen Haltekanten zwei einander diametral gegenüberliegende Seiten bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Rahmen in Bezug auf eine zur Achse A senkrechte Radialebene des Spannsystems im Wesentlichen symmetrisch. Der Rahmen 46 hat daher zwei parallele Seiten, die durch die Haltestege 42A und 42B gebildet werden.
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Der Rahmen 46 umfasst ferner zwei Stützseiten, nämlich eine erste Stützseite 47, über die der Rahmen 46 an der ersten Flanke 13A befestigt ist, und eine zweite Stützseite 48, besser sichtbar in 2, die gegen Verschiebung relativ zur Schelle verklemmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die äußere Haltevorrichtung 40 durch eine Lasche 49 an der ersten Flanke 13A des Bandes 12 befestigt. Diese Lasche ist z.B. mit der ersten Flanke verschweißt. Wenn, wie dargestellt, die äußere Haltevorrichtung aus einem polygonalen Rahmen 46 besteht, kann die Lasche 49 durch eine Verlängerung, insbesondere eine axiale Verlängerung, der ersten Stützseite 47 gebildet werden.
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Bei diesem Beispiel wird die zweite Stützseite 48 des Rahmens sowohl in einer Querebene als auch in axialer Richtung gegen eine Verschiebung relativ zur Schelle gehalten.
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Die zweite Seite 48 weist einen Rücksprung nach hinten, d.h. in Richtung der zweiten Flanke 13B auf. Dieser Rücksprung wird durch die Wangen 48A und 48B begrenzt, zwischen denen sich die Lagerlaschen 12A und 12B des Bandes 12 erstrecken. Die Stützseite 48 wird also durch diese Lagerlaschen 12A und 12B in Bezug auf Verschiebungen in einer Querebene, insbesondere senkrecht zur Achse A, gesichert.
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Der gemeinsame Teil der Stützseite 48, der sich zwischen den Wangen 48A und 48B erstreckt, ist an der Rückseite der Lagerlaschen 12A und 12B angeordnet, im Gegensatz zum Rest des Rahmens 46, der sich an der Vorderseite der Flanke 13A befindet. Die Seite 48 wird also auch von den Lagerlaschen 12A und 12B des Bandes in Bezug auf eine axiale Verschiebung nach vorne, d.h. entlang des in 1 angegebenen Pfeils F, gehalten.
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Für die Montage der Anordnung mit den beiden Rohren und dem Spannsystem wird zunächst das freie Ende des Rohres 4 in der Schelle angeordnet, d.h. radial innerhalb der Flanke 13B des Bandes, eingeführt. In diesem Fall kann sich dann das freie Ende dieses Rohres, das die Spannfläche 20 trägt, in dem zwischen der Unterlegscheibe 28 und der Flanke 13B angeordneten Ringraum befinden. Das Spannsystem ist also um das freie Ende des Rohres 4 vormontiert. Dann wird das freie Ende des ersten Rohres 2 in das Spannsystem eingeführt, indem dieses freie Ende entgegen der Pfeilrichtung F in 1 nach hinten verschoben wird. Dabei wirkt das Endteil 23 des ersten Rohres 2 mit den Haltestegen 42A und 42B zusammen, um sie radial voneinander zu entfernen. Wenn sie vorhanden sind, können die Rampen 43A und 43B die Zusammenarbeit zwischen der Oberfläche des Endteils 23 und den Haltestegen erleichtern, um sie auf natürliche Weise voneinander zu entfernen.
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Sobald die Spannfläche 18 des Rohres 2 die Rückseite der Haltekanten 44A und 44B erreicht hat, können die Haltestege auf natürliche Weise ihre Ruheposition wieder einnehmen, in der sie mit dem Rand der ersten Flanke 13A interferieren, wobei die jeweiligen Haltekanten jeweils die Sehne eines Bogens bilden, dessen Bogenteil durch den Teil des Randes der ersten Flanke 13A gebildet wird, der radial außerhalb der betrachteten Haltekante liegt. Diese Situation ist in 4 dargestellt. Das Spannsystem ist auf den beiden vorverbundenen Rohren vormontier. In der Tat ist in dieser Figur zu sehen, dass die Haltekanten 44A und 44B mit der Spannfläche 18 zusammenwirken, um einer Bewegung des ersten Rohres 2 nach vorne, in Richtung des Pfeils F, relativ zum Spannsystem entgegenzuwirken.
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Das Spannband und die Unterlegscheibe sowie die äußere Haltevorrichtung sind vorzugsweise aus Metall gefertigt. Zum Beispiel können die Unterlegscheibe und die Haltevorrichtung aus einem rostfreien Stahlstreifen austenitischer Art hergestellt sein, der z.B. eine Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, und insbesondere zwischen 0,2 und 0,4 mm aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Achse
- 2
- Rohr
- 4
- Rohr
- 10
- Schelle
- 12
- Band
- 12A
- Lagerlasche
- 12B
- Lagerlasche
- 13A
- erste Flanke
- 13B
- zweite Flanke
- 14
- Rücksprung
- 18
- Spannfläche
- 19
- aufgeweiteter Teil
- 20
- Spannfläche
- 23
- Endteil
- 24
- Spannschraube
- 24A
- Schraubenschaft
- 24B
- Schraubenkopf
- 26
- Mutter
- 28
- Unterlegscheibe
- 30
- Abschnitt
- 32
- Verformung
- 40
- Haltevorrichtung
- 42A
- Haltesteg
- 42B
- Haltesteg
- 43A
- Rampe
- 43B
- Rampe
- 44A
- Haltekante
- 44B
- Haltekante
- 46
- polygonaler Rahmen
- 47
- erste Stützseite
- 48
- zweite Stützseite
- 48A
- Wange
- 48B
- Wange
- 49
- Lasche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1451498 [0002, 0007, 0024, 0027]
- EP 2598785 [0002, 0004, 0005, 0006, 0008, 0019]
- FR 3008160 [0023]
