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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen von Rohrenden mit den Schritten
- - Auftragen eines Zusatzstoffes auf eine Innenwandung eines Rohrendabschnitts eines Rohrkörpers und
- - Quetschen des Rohrendabschnitts.
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Verfahren der eingangs genannten Art werden dazu benutzt, um Rohrenden von Rohren, beispielsweise Streben, abzudichten, welche dann anschließend in weiteren Prozessschritten weiterverarbeitet z.B. gereinigt oder lackiert werden können.
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Zur Abdichtung von Rohrkörpern wird üblicherweise ein Zusatzstoff, beispielsweise als verformbarer Werkstoff in Form eines Bolzens oder als niedrigschmelzender Werkstoff in dem Rohrkörper angeordnet. Beim Umformen des Rohrendabschnitts des Rohrkörpers schmilzt z.B. ein niedrigschmelzender Werkstoff durch die Umformwärme und dichtet den Restquerschnitt des Rohrkörpers ab.
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Die
DE 31 36 608 A1 offenbart ein Verfahren zum dichten Verschließen eines Füllrohres durch Zusammenquetschen eines Füllrohrabschnitts. Vor dem Zusammenquetschen wird in den Bereich des zusammenzuquetschenden Abschnitts des Füllrohrs ein verformbarer Werkstoff eingeführt.
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Aus der
DE 32 31493 A1 ist ein Verfahren zum Verschließen eines Rohrabschnitts bekannt. Durch Umformung bleibt eine geringe, kaum ersichtliche Restöffnung erhalten, welche durch einen vor oder während des Umformvorgangs in den Rohrabschnitt eingeführten Lotwerkstoff oder einen anderen niedrig schmelzenden Werkstoff druckdicht verschlossen wird.
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Die
DE 10133 086 C1 befasst sich mit einem Gasführungsrohr aus Metall für Luftsäcke von Kraftwagen und einem Verfahren zu dessen Herstellung. Bei der Herstellung des Gasführungsrohres wird vor der Umformung eines Rohrendes in letzteres eine Dichtungsmasse eingefüllt und gemeinsam mit der Herstellung einer bei der Umformung erzeugten Abplattung verpresst.
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Die Dichtwirkung und Tragfähigkeit der Zusatzstoffe hängen jedoch üblicherweise neben den Eigenschaften des Rohrwerkstoffs und des Zusatzstoffs auch von der konstruktiven Gestaltung der zu klebenden Komponenten ab. Daher stellt sich die erreichte Dichtwirkung derzeit als nicht ausreichend dar, da für eine optimale Dichtwirkung ein zu großer offener Restquerschnitt der Rohrendabschnitte des Rohrkörpers nach dem Umformen verbleibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches in zuverlässiger Weise das Verschließen von Rohrenden mit einer langanhaltenden und optimierten Dichtwirkung erlaubt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rohrkörper mit zuverlässig verschlossenen Rohrendabschnitten bereitzustellen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Rohrkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschließen von Rohrenden ist, dass der Rohrendabschnitt derart gequetscht wird, dass der an der Innenwandung des Rohrendabschnitts aufgetragene Zusatzstoff einen beim Quetschen des Rohrendabschnitts verbleibenden Spalt überbrückt und den Rohrkörper hermetisch abdichtet.
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Ein Rohrkörper ist beispielsweise ein Rohr oder eine hohle Strebe, die im Bereich ihrer gegenüberliegenden Enden jeweils einen Rohrendabschnitt aufweisen. Auf die Innenwand des Rohrkörpers, die durch den Innendurchmesser des Rohrers definiert ist, wird im Bereich mindestens eines Rohrendabschnitts ein Zusatzstoff, z.B. ein bekannter Dichtstoff aufgetragen. Der Zusatzstoff wird als Fluid beispielsweise mittels einer Sprühvorrichtung aufgetragen oder über eine Zuführvorrichtung in den Rohrkörper eingeleitet. Der Rohrendabschnitt wird dann z.B. über bekannte Umformvorrichtungen, beispielsweise eine Rohrpresse gequetscht. Quetschen bezeichnet dabei das Zusammenpressen des Rohrkörpers, wobei ein Rohrendabschnitt den Bereich des Rohrkörpers beschreibt, der gequetscht wird. Der Rohrendabschnitt wird derart gequetscht, dass der verbleibende Spalt zwischen der Innenwandung einen geringen Querschnitt aufweist und durch den aufgetragenen Zusatzstoff überbrückt, also vorzugsweise verschlossen wird. Der verbleibende Spalt beschreibt den Zwischenraum, der nach dem Quetschen des Rohrendabschnitts durch die Innenwandung des Rohrkörpers begrenzt ist. Durch das Verschließen des verbleibenden Spalts mittels des Zusatzstoffes wird der Rohrendabschnitt hermetisch abgedichtet, d.h. dass flüssige Fluide, z.B. Reinigungsmittel oder Lacke vorzugsweise nicht mehr in den Rohrkörper eindringen können.
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Das Verfahren ermöglicht durch die Kombination der Aufbringung des Zusatzstoffes und der anschließenden Quetschung des Rohrendabschnitts die hermetische Abdichtung des Rohrkörpers. Hierdurch kann eine langanhaltende und optimierte Dichtwirkung erzielt werden. In weiteren Prozessschritten ist durch die hermetische Abdichtung des Rohrkörpers auf vorteilhafte Weise gewährleistet, dass beispielsweise bei einem Lackierverfahren, z.B. der kathodischen Tauchlackierung, eine Nachbearbeitung, die durch evtl. in einem undichten Rohrkörper verbliebene Lackreste erforderlich wird, entfällt. Dies führt ebenso vorteilhaft zu einer Reduzierung der Fertigungskosten und ermöglicht eine sicherere Planung der Fertigung der Rohrkörper. Mit der hermetischen Abdichtung durch das Auftragen des Zusatzstoffes und dem Quetschen des Rohrkörpers kann ebenso vorteilhaft auf ein bisher für ein in nachfolgenden Prozessschritten folgendes Lackierverfahren erforderliches, die Struktur schwächendes Lackablaufloch verzichtet werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Zusatzstoff mittels einer auf die Innenwandung gerichteten Schleudervorrichtung ringartig auf die Innenwandung des Rohrendabschnitts aufgetragen wird. Die Schleudervorrichtung weist bevorzugt eine Applikatoreinheit und eine Schleuderscheibe auf, die vorzugsweise über eine Welle rotierbar mit einem Antrieb verbunden ist. Die Applikatoreinheit ist beispielsweise als Spritze, die manuell bedient wird oder vorzugsweise als Zuführung ausgebildet, die mit einer Pumpe verbunden ist. Die Schleuderscheibe wird im Bereich des Rohrendabschnitts im Rohrkörper platziert, auf die Innenwandung ausgerichtet und durch den Antrieb beispielsweise pneumatisch, bevorzugt elektrisch angetrieben. Auf die Innenwandung ausgerichtet bedeutet, dass die Rotationsachse der Schleuderscheibe parallel zur Längsachse des Rohrkörpers ausgerichtet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schleuderscheibe vorzugsweise eine Mantelfläche aufweist, die konzentrisch zu der Innenwandung des Rohrkörpers ausgerichtet wird, um so einen besonders gleichmäßigen Auftrag des Zusatzstoffes zu erreichen. Sobald die Schleuderscheibe ausgerichtet ist wird der Zusatzstoff über die Applikatoreinheit auf die Schleuderscheibe aufgebracht. Der Zusatzstoff kann beispielsweise separat über die Applikatoreinheit auf die Schleuderscheibe aufgebracht oder alternativ durch eine als Hohlwelle ausgebildete mit der Antriebseinheit verbundene Welle in Richtung auf die Schleuderscheibe gefördert werden und z.B. über radial angeordnete Öffnungen an der Schleuderschreibe austreten. Durch die Rotation der Schleuderscheibe wird der Zusatzstoff ringartig auf die Innenwandung des Rohrendabschnitts aufgetragen. Hierdurch kann auf äußerst vorteilhafte Weise gewährleistet werden, dass der Zusatzstoff auf der Innenwandung flächig und gleichmäßig aufgetragen wird.
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Die Schleudervorrichtung kann beispielsweise in beliebiger Weise relativ gegenüber dem Rohrkörper in eine vorgegebene ortsfeste Position innerhalb des Rohrkörpers verstellt werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Schleudervorrichtung während einer Zuführung des Zusatzstoffes entlang der Längsachse des Rohrkörpers axial zu einer zur Rohrkörperstirnfläche beabstandeten Position verstellt wird. Die Rohrkörperstirnfläche beschreibt hierbei die abschließende Querschnittsfläche eines Rohrendabschnitts. Die Schleudervorrichtung wird während der Zuführung des Zusatzstoffes zwischen zwei beabstandet zur Rohrkörperstirnfläche angeordneten Positionen verstellt. Die Schleudervorrichtung kann z.B. manuell verstellt werden. Vorzugsweise wird die Schleudervorrichtung mit einem Antrieb, z.B. einem Linearantrieb, beispielsweise elektrisch axial entlang der Längsachse des Rohrkörpers verstellt. Die axiale Verstellung der Schleudervorrichtung entlang der Längsachse des Rohrkörpers ermöglicht auf vorteilhafte Weise eine exakte Positionierung der Schleudervorrichtung im Rohrkörper. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Zusatzstoff an der richtigen Position zum Verschließen des Rohrendabschnitts aufgetragen wird. Durch die Verstellung der Schleudervorrichtung während der Auftragung des Zusatzstoffes kann ferner ermöglicht werden, dass der Zusatzstoff gezielt und einstellbar auf einer größeren Fläche der Innenwandung aufgetragen wird. Hiermit lässt sich die Dichtwirkung in ergänzender Weise erhöhen.
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Es ist möglich, dass die Rohrendabschnitte eines Rohrkörpers nacheinander verschlossen werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass zwei sich gegenüberliegende Rohrendabschnitte zeitgleich verschlossen werden. Der Rohrkörper, z.B. ein Rohr oder eine hohle Strebe, weist üblicherweise zwei gegenüberliegende Rohrendabschnitte auf. Alternativ sind auch zwei Rohrendabschnitte unterschiedlicher Rohrkörper denkbar. An den beiden gegenüberliegenden Rohrendendabschnitten wird zeitgleich innenwandig ein Zusatzstoff aufgetragen. Anschließend erfolgt zeitgleich das Quetschen der beiden Rohrendabschnitte. Dadurch kann der beim Quetschen verbleibende Spalt bei beiden Rohrendabschnitte zeitgleich hermetisch abgedichtet werden, wodurch auf besonders vorteilhafte Weise gewährleistet wird, dass der Rohrkörper schnell und effizient hermetisch abgedichtet wird.
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Der Zusatzstoff kann grundsätzlich über eine frei wählbare Einbringzeit aufgetragen werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Auftragen des Zusatzstoffes innerhalb einer Einbringzeit von bis zu 6 Sekunden, bevorzugt bis zu 5 Sekunden, besonders bevorzugt bis zu 4 Sekunden erfolgt. Das bedeutet z.B. für den Fall, dass zwei gegenüberliegende Rohrendabschnitte zeitgleich verschlossen werden, dass der Zusatzstoff an beiden Rohrendabschnitten innerhalb der beschriebenen Einbringzeit zeitgleich aufgebracht wird. Vorzugsweise ist die Einbringzeit an die Eigenschaften des Zusatzstoffes angepasst. Durch das zeitlich begrenzte Aufbringen des Zusatzstoffes wird auf vorteilhafte Weise gewährleistet, dass der Zusatzstoff schnell auf die Innenwandung aufgebracht wird. Ferner wird hierdurch im Fall eines reaktiven Zusatzstoffs einer Reaktion vor dem Quetschen des Rohrendabschnitts vorteilhaft entgegengewirkt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Zusatzstoff ein Klebstoff aufgebracht wird. Es kann beispielsweise ein Reaktionsklebstoff, z.B. ein Polyadditions- oder ein Polymerisationsklebstoff aufgebracht werden. Als Polyadditionsklebstoff ist z.B. Epoxidharz als 1- oder 2- Komponentenklebstoff denkbar. Acrylatklebstoffe können z.B. als Polymerisationsklebstoff als 1-Komponentenklebstoff eingesetzt werden. Der Klebstoff kann z.B. pulverbasiert oder bevorzugt als flüssiges Medium aufgetragen werden. Mit einem Klebstoff als Zusatzstoff kann auf vorteilhafte Weise gewährleistet werden, dass der beim Quetschen verbleibende Spalt ohne zusätzliche Wärmeeinwirkung hermetisch abgedichtet wird. Ferner kann ein flüssiger Klebstoff den verbleibenden Spalt optimal ausfüllen und gewährleistet eine besonders gute Dichtwirkung.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach dem Auftragen des Zusatzstoffes und dem Quetschen des Rohrendabschnitts, der Rohrendabschnitt abgelängt und/oder zur Weiterverarbeitung gedreht und positioniert wird. Beim Ablängen wird der Rohrendabschnitt z.B. durch eine Stanzvorrichtung oder durch einen Laser auf eine definierte Länge gekürzt. Drehen und Positionieren des Rohrkörpers werden beispielsweise manuell durch einen Bearbeiter oder vorzugsweise maschinell z.B. durch einen programmierbaren Roboterarm durchgeführt. Durch die weiteren Schritte wird auf vorteilhafte Weise ermöglicht, dass der Rohrkörper, z.B. die Strebe ideal für die Weiterverarbeitung vorbereitet ist.
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Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Rohrkörper weist zwei verquetschte Rohrendabschnitte mit einem zwischen den Innenwandungen der Rohrendabschnitte verlaufenden Spalt auf. Der Spalt ist durch einen auf die Innenwandungen der Rohrendabschnitte jeweils mittels einer Schleudervorrichtung aufgetragenen Zusatzstoff hermetisch abgedichtet und als Zusatzsoff ist ein Klebstoff aufgebracht. Der Rohrkörper ist z.B. ein Rohr oder eine hohle Strebe und weist zwei im Bereich der Rohrenden angeordnete Rohrendabschnitte auf. Die Rohrendabschnitte sind durch plastische Verformung gequetscht, sodass der Spalt zentral zwischen der gequetschten Innenwandung der Rohrendabschnitte verläuft. Durch den jeweils auf die Innenwandung der Rohrendabschnitte mittels der Schleudervorrichtung aufgetragenen Zusatzstoff ist der Spalt hermetisch abgedichtet. Die Schleudervorrichtung kann wie bereits beschrieben ausgebildet sein. Dadurch dass der Spalt der Rohrendabschnitte durch den Zusatzstoff hermetisch abgedichtet ist, wird gewährleistet, dass während eines nachfolgenden Bearbeitungsprozesses, bei dem dieser mit flüssigen Medien in Kontakt gelangt, das flüssige Medium nicht in den Rohrkörper eintritt. Wird der Rohrkörper nachfolgend z.B. gereinigt oder lackiert wird einem Zurückbleiben von Reinigungsmittel oder Lackresten innerhalb des Rohrkörpers zuverlässig vorgebeugt. Die Ausgestaltung des Rohrkörpers erlaubt es auf ein Lackablaufloch zum Ablauf von eingetretenem Reinigungsmittel oder Lack zu verzichten. Das mit einem Lackablaufloch einhergehende Risiko von möglichen Lackläufern, die durch eine fehlerhafte Haftung von Lack aufgrund nicht vollständig abgelaufener Reinigungsmittel entstehen können, sowie die aus dem Lackablaufloch resultierende strukturelle Schwächung des Rohrkörpers können hierdurch vermieden werden.
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Der Rohrkörper kann zwischen den beiden Rohrendabschnitten beliebig ausgebildet, bspw. gebogen ausgebildet sein. Der Rohrkörper ist jedoch gekennzeichnet durch einen zwischen den beiden Rohrendabschnitten angeordneten, gerade ausgebildeten Rohrabschnitt. Der gerade ausgebildete Rohrabschnitt ist beispielsweise annähernd gerade ausgebildet oder weist eine sehr geringe Biegung z.B. 1- 10° auf. Der gerade ausgebildete Rohrabschnitt ermöglicht eine einfache Handhabung des Rohrkörpers und gewährleistet dadurch günstigere Fertigungskosten.
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Nach einer Vorteilhaften Ausgestaltung des Rohrkörpers ist vorgesehen, dass der Zusatzstoff sich über 10- 70 %, bevorzugt 20- 50 %, besonders bevorzugt 30- 40 % der Innenwandung in Längsrichtung des Rohrendabschnitts erstreckt. Der Zusatzstoff ist an der Innenwandung in Längsrichtung des Rohrendabschnitts angeordnet. Dadurch dass der Zusatzstoff sich über den definierten Bereich des Rohrendabschnitts erstreckt ist gewährleistet, dass der zwischen den Innenwandungen der Rohrendabschnitte verlaufende Spalt mit einer besonders hohen Dichtwirkung hermetisch abgedichtet wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Verschließen von Rohrenden,
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens von 1 und
- 3 in schematischer Darstellung eine perspektivische Ansicht auf einen verschlossenen Rohrendabschnitt eines Rohrkörpers;
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In 1 ist in schematischer Darstellung ein Verfahren zum Verschließen von Rohrenden dargestellt. Eine Schleudervorrichtung 1 wird durch einen Linearmotor (nicht dargestellt) mit einer Schleuderscheibe 2 in einem Rohrendabschnitt 3 eines Rohrkörpers 4 positioniert. Hierbei wird die Schleudervorrichtung 1 in eine zu einer Rohrkörperstirnfläche 5 beabstandeten Position verstellt und so ausgerichtet, dass die Mantelfläche 6 der Schleuderscheibe konzentrisch zu einer Innenwandung 7 des Rohrkörpers 4 ausgerichtet ist.
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Die Schleuderscheibe 2 wird über eine Antriebswelle 8 durch einen Antrieb (nicht dargestellt) rotiert und ein Zusatzstoff in Form eines Klebstoffs 9 mittels einer Pumpe (nicht dargestellt) über eine Applikatoreinheit in Form einer Klebstoffzuführung 10 der Schleudervorrichtung 1 auf die Schleuderscheibe 2 aufgebracht. Durch die Rotation der Schleuderscheibe 2 wird der Klebstoff 9 ringartig auf die Innenwandung 7 des Rohrendabschnitts 3 aufgetragen. Die Schleudervorrichtung 1 kann währenddessen axial in Richtung der Längsachse L des Rohrkörpers 4 verstellt werden. Dadurch wird der Klebstoff 9 flächig und gezielt eingestellt auf die Innenwandung 7 aufgetragen. Das Aufbringen des Klebstoffs 9 erfolgt innerhalb einer Einbringzeit von bis zu 4 Sekunden.
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In einem nächsten Schritt wird die Schleudervorrichtung 1 mit der Schleuderscheibe 2 aus dem Rohrkörper 4 verstellt und der Rohrendabschnitt 3 mit einer Rohrpressmaschine (nicht dargestellt) gequetscht. Der Rohrendabschnitt 3 wird dabei derart gequetscht, dass der verbleibende Spalt 11 durch den Klebstoff 9 hermetisch abgedichtet wird.
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Bei dem beschriebenen Verfahren werden zeitgleich zwei sich gegenüberliegende Rohrendabschnitte 3 eines Rohrkörpers 4 verschlossen.
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In 2 ist ein schematischer Ablauf des Verfahrens dargestellt. In den folgenden Schritten werden die Rohrendabschnitte 3 zuerst abgelängt und anschließend wird der Rohrkörper 4 gedreht und positioniert.
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Der Rohrkörper 4 weist nach dem Abdichten mit Klebstoff 9 zwei verquetschte Rohrendabschnitte 3 und einen zwischen den Innenwandungen 7 der Rohrendabschnitte 3 verlaufenden Spalt 11 auf, der durch den Klebstoff 9 hermetisch abgedichtet ist. Zwischen den beiden Rohrendabschnitten 3 ist ein gerader Rohrabschnitt 12 angeordnet (vgl. 3).
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Durch den auf der Innenwandung 7 aufgetragenen Klebstoff 9 und das vorteilhafte Quetschen der Rohrendabschnitte 3 kann der Rohrkörper 4 hermetisch mit einer hohen Dichtwirkung abgedichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schleudervorrichtung
- 2
- Schleuderscheibe
- 3
- Rohrendabschnitt
- 4
- Rohrkörper
- 5
- Rohrkörperstirnfläche
- 6
- Mantelfläche der Stirnscheibe
- 7
- Innenwandung des Rohrendabschnitts
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Klebstoff
- 10
- Klebstoffzuführung
- 11
- Spalt
- 12
- gerader Rohrabschnitt
- L
- Längsachse des Rohrkörpers
