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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arretierungsvorrichtung zum Arretieren eines eingestellten Innendurchmessers einer anpassbaren Dichtungsmanschette, die aus einem Band gebildet ist, welches zwei überlappende Enden aufweist, und die zueinander durch eine Rasteinrrichtung arretiert werden, um den Innendurchmesser einzustellen.
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Im Stand der Technik sind zwei grundlegende mögliche Abdichtungen von Rohrleitungssystemen bekannt. Die eine Abdichtung betrifft eine innenliegende Abdichtung, wobei von Innen gegen die Leckstelle der Rohrinnenwand des Rohrleitungssystems eine herkömmliche gummiarmierte Abdichtungsvorrichtung angesetzt wird.
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Die zweite Möglichkeit betrifft eine von Außen gegen die Leckstelle der Rohraußenwand des Rohrleitungssystems angesetzte gummiarmierte Abdichtung.
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Beispielsweise kann eine herkömmliche an der Innenwand anzubringende Abdichtung eine Dichtungsinnenmanschette aufweisen, die ein aufweitbares elastisches Band, wie ein Stahlband oder ein Band aus einem kunststoffartigen Material, und eine Arretierungsvorrichtung umfasst.
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Manuell oder mit Hilfe von maschineller Unterstützung wird das Stahlband bei dem Übergang von der Offenposition in die Sperrposition aufgeweitet und in seiner aufgeweiteten Position, also in Sperrposition, mit Hilfe der Arretierungsvorrichtung gehalten.
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Beispielsweise ist in dem innenliegenden Bandende des Stahlbandes ein mit einer Zahnreihe oder zwei Zahnreihen versehener Schlitz angeordnet, während an dem außenliegenden Bandende des Stahlbandes ein Spannritzel drehbar gelagert ist.
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Mit Hilfe einer Spannfeder greift das Sperrritzel in die Zahnreihen des Schlitzes als Ausnehmung ein, sodass nach erfolgtem Aufweiten die Spannung der Dichtungsinnenmanschette nach Einrasten des Sperrritzels in die Zahnreihen des Schlitzes die Dichtungsinnenmanschette in Sperrposition in ihrem aufgeweiteten Zustand festlegt. Mit Hilfe des unter Einwirkung einer Spannfeder stehenden Sperrriegels wird ermöglicht, dass nach dem erfolgten Aufweiten die Spannung der Dichtungsinnenmanschette nach Einrasten des Sperrritzels in die Zahnreihen erhalten bleiben soll und das außenseitig auf der Dichtungsinnenmanschette aufgebrachte Dichtungsband vollflächig gegen die Leckstelle des herkömmlichen Rohrleitungssystems kraftbeaufschlagt angesetzt ist.
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Es zeigt sich jedoch, dass bei dieser herkömmlichen Dichtungsinnenmanschette der Mechanismus von Sperrriegel kompliziert und auch für Störungen anfällig ist, da der Sperrriegel mit einem Führungsritzel und einem Sperrritzel drehbar gelagert werden muss.
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Die Spannfeder greift an der Drehachse des Sperrritzels an, hält das Sperrritzel im Eingriff mit dem Führungsritzel und drückt es in den Zwischenraum zwischen Spannritzel und Führungsritzel. Der Aufbau ist nicht nur komplex und störanfällig, sondern gewährleistet keine dauerhafte Abdichtung der Leckstelle eine Rohrleitungssystems aufgrund der Anfälligkeit des Mechanismusses in Gegenwart von Materialermüdung.
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So ist beispielsweise in
DE 20 2016 104 723 U1 eine herkömmliche Dichtungsmanschette zum innenliegenden Einsetzen in ein Rohrleitungssystem zwecks Abdichtung der Leckstelle der Rohrinnenwand des Rohrleitungssystems beschrieben, die ein ringförmig zusammengebogenes, aufweitbares Stahlband mit zwei Bandenden umfasst, wobei das innenliegende Bandende und das außenliegende Bandende sich in einem Überlappungsbereich überlappen.
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Die herkömmliche Dichtungsmanschette weist zusätzlich eine Arretiervorrichtung auf, die sowohl einen in dem Stahlband in Umfangsrichtung angeordneten Schlitz mit mindestens einer Zahnreihe und einem Rastorgan umfasst. Das Rastorgan greift rastend mit seinen Zähnen in die Zahnreihe des Schlitzes ein. Das Rastorgan hat einen Träger der mit mehreren elastischen kunststoffartigen Federelementen versehen ist, die elastisch federnd und gegen den Träger federnd verschwenkbar ausgebildet ist.
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Die Federelemente sind mit einem kunststoffartigen Träger fest verbunden, ggf. einstückig, und schräg zur Umfangsrichtung ausgerichtet, wobei der Abstand der freien Enden benachbarter Federelemente entsprechend dem Abstand benachbarter Zähne der Zahnreihen entsprechen, in die die freien Enden der Federelemente rastend eingreifen.
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Bei dieser herkömmlichen Dichtungsmanschette erweist sich die Arretierungsvorrichtung als empfindlich gegenüber den hohen Druckkräften, die auf die Federelemente einzuwirken vermögen, sodass eine dauerhafte Aufweitung oder Aufspreizung der Dichtungsmanschette mit Verbleib derselben in Sperrposition und die Beaufschlagung des außenliegenden Dichtungsbandes auf der Außenseite der Dichtungsmanschette gegen die Leckstelle nicht von Dauer ist, sondern aufgrund der Materialermüdung der Verbleib der aus kunststoffartigem Material bestehenden Federelemente in Zahnreihen des Schlitzes unterbleibt. Die Materialermüdung führt zu Rissen und Spalten in den Federelementen, so dass aufgrund des hierdurch auftretenden Zerbröselns der Federelemente die Dichtungsmanschette aus ihrer Sperrposition in ihre Offenposition zurückkehrt und das elastische Gummi-band die Leckstelle hierdurch freigibt.
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DE 10 2020 122 833 B3 beschreibt eine Dichtungsinnenmanschette zum Einsetzen in Rohre. Bei der dort offenbarten Dichtungsmanschette handelt es sich insbesondere um eine Liner-End-Manschette. Die Dichtungsinnenmanschette weist einen Manschettenkörper aus einem ringförmig gebogenen Band auf, wobei sich ein inneres Bandende und ein äußeres Bandende überlappen.
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Der Manschettenkörper ist dabei aufweitbar, so dass das innere Bandende relativ zum äußeren Bandende entlang einer Aufweitrichtung U verlagerbar ist. Eine Arretierungsanordnung verhindert dabei, dass das innere Bandende relativ zum äußeren Bandende entgegen der Aufweitrichtung zurückverlagerbar ist.
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Die Arretierungsanordnung weist einen dabei am inneren Bandende in Umfangsrichtung angeordneten Schlitz mit einer Zahnreihe sowie einem Rastmechanismus mit einem Rastorgan auf. Das Rastorgan steht unter Einwirkung eines Federelements und greift mit seinen Rastzähnen in die Zahnung der Zahnreihe ein. Das Rastorgan und das Federelement sind in einer Kammer eines Führungskörper angeordnet, wobei das Rastorgan in der Kammer verlagerbar ist. Dabei weist die Kammer sogenannte Backen auf die ein Herausfallen des Rastorgans und/oder des Federelements verhindern.
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Problematisch hierbei ist, dass die Arretierungsvorrichtung einen komplexen Aufbau hat und das Rastorgan und das Federelement aus dem Gehäuse herausfallen können, sollte dieses nicht mit einem Deckel verschlossen sein.
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Daher lag die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere eine Vorrichtung zu liefern, die einen die weniger fehleranfällig ist und ohne zusätzliche Verschlusselemente auskommt, sondern das Rastelement stets sicher gelagert ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Arretierungsvorrichtung zum Arretieren eines eingestellten Innendurchmessers einer anpassbaren Dichtungsmanschette, die aus einem Band gebildet ist, welches zwei überlappende Enden aufweist, umfassend ein Gehäuse mit einem Rastorgan und einem Federelement, wobei
das Rastorgan in einer Kammer des Gehäuses beweglich angeordnet ist und mit dem Federelement in Wirkverbindung steht, und wobei das Rastorgan in eine auf dem Band angeordnete Zahnreihe durch eine Öffnung der Kammer eingreift, um das Band in einer Bewegungsrichtung zu arretieren, wobei die Kammer des Gehäuses eine Mittelachse K, welche unter einem Winkel α zur Längsachse L der Öffnung angeordnet ist, aufweist, und die Seitenwände der Kammer, insbesondere im Wesentlichen, parallel zu der Mittelachse ausgebildet sind, so dass sich das Rastorgan entlang der Mittelachse K zu der Zahnreihe hin und von dieser weg bewegt bzw. bewegen kann.
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Unter dem Innendurchmesser einer Dichtungsmanschette wird der Durchmesser verstanden, welcher den Durchmesser des Hohlraums im Inneren der Dichtungsmanschette und die Dicke der Dichtungsmanschette umfasst und somit dem Durchmesser der abzudichtenden Leitung entspricht.
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Eine erfindungsgemäße Zahnreihe ist insbesondere in einem Sägezahnprofil ausgeformt, wobei die relativ zur Öffnung senkrechten Kanten in Bewegungsrichtung der Rasteinrichtung beim Arretieren angeordnet sind.
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Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Zahnreihe insbesondere vertikal zur Bewegungsrichtung der Bandende zueinander angeordent sind, wobei das Gehäuse insbesondere auf dem Bandende aufliegt oder in diesem ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Rastorgan einen zu der Zahnreihe des Bands korrespondieren weitere Zahnreihe aufweist.
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Die weitere Zahnreihe des Rastorgans ist erfindungsgemäß insbesondere in einem Sägezahnprofil ausgeformt, wobei die relativ zur Aussparung senkrechten Kanten entgegen der Bewegungsrichtung der Rasteinrichtung beim Arretieren angeordnet sind, so dass diese in einem arretierten Zustand auf denen senkrechten Kanten der Zahnreihe der Aussparung aufliegen.
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Der Winkel α beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform 0° bis 90° und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 1° bis 89°, wobei sich ein Winkel in einem Bereich von 70° bis 89°, insbesondere 80° sich als besonders erwiesen hat.
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Die Öffnung der Kammer weist bevorzugt dieselbe Länge wie die Zahnreihe des Rastorgans auf.
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Dabei kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Zahnreihe an einem äußeren Bandende und die Rasteinrichtung an einem inneren Bandende auf einem gebogenen, den Manschettenkörper bildenden Band angeordnet sind, wobei sich das innere Bandende und das äußere Bandende überlappen.
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Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der aus dem Band gebildete Manschettenkörper in einem Transportzustand als Band oder als aufweitbare Manschette vorliegt, wobei die Manschette durch Überlagern des inneren Bandendes mit dem äußeren Bandende und Einsetzen der Rasteinrichtung in die Aussparung geformt wird.
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Dabei kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Manschettenkörper aufweitbar ist und das innere Bandende relativ zum äußeren Bandende entlang der Aussparung verlagerbar ist
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Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Rasteinrichtung ein zweites Rastorgan und die Aussparung eine zweite der ersten gegenüberliegende Zahnreihe umfasst, wobei das zweite Rastorgan in der Kammer des Gehäuses beweglich angeordnet ist und mit dem ersten Federelement in Wirkverbindung steht und in die zweite Zahnreihe durch eine zweite Öffnung der Kammer eingreift, wobei die Kammer des Gehäuses eine zweite Mittelachse (J), welche unter einem Winkel (β) zur Längsachse (L) der Aussparung angeordnet ist aufweist, entlang der sich das zweite Rastorgan bewegt
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweites Rastorgan und eine zweite Zahnreihe der Aussparung vorgesehen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Dichtungsmanschette nach dem Arretieren gleichmäßig belastet wird und die Spannkraft der Manschette auf zwei Zahnreihen verteilt wird, was zu einer erhöhten Beständigkeit und Lebensdauer führt.
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Der Winkel β beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform 0° bis 90° und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 1° bis 89°, wobei sich ein Winkel in einem Bereich von 20° bis 70° sich als besonders erwiesen hat.
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Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Winkel α und der Winkel β absolut gesehen gleich gewählt werden, so dass eine Bewegungssymmetrie der beiden Rastelemente entsteht, insbesondere in dem beide Winkel um eine Parallele zur Bewegungsachse des Bandendes spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
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Die zweite Öffnung der Kammer weist bevorzugt dieselbe Länge wie die Zahnreihe des zweiten Rastorgans auf.
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Dabei stehen das erste und das zweite Rastorgan insbesondere mit demselben Federelement in Wirkverbindung und werden von diesem in Richtung der ersten und zweiten Öffnung gedrückt.
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Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Kammer des Gehäuses einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil ausgelegt und eingerichtet ist, das erste Rastorgan und das erste Federelement aufzunehmen, und der zweite Teil ausgelegt und eingerichtet ist, das zweite Rastorgan und ein zweites Federelement aufzunehmen und dabei eine zweite Öffnung der Kammer aufweist.
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Insbesondere ist dabei eine spiegelbildliche Anordnung des ersten und des zweiten Teils der Kammer mit dem jeweils ersten und zweiten Rastorgan und Federelement vorgesehen. Dies gewährleistet, dass die durch die Manschette wirkenden Kräfte gleichmäßig verteilt werden.
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Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das erste Rastorgan mit dem ersten Federelement und das zweite Rastorgan mit dem ersten Federelement oder dem zweiten Federelement verbunden ist und das erste und/oder zweite Federelement mit dem Gehäuse verbunden ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein solche Verbindung vorgesehen sein, da so ein Herausfallen des Rastorgans und/oder des Federelements verhindert werden kann.
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Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das erste und/oder zweite Federelement als Formfedern, Bandfedern, Flachfedern, Blattfedern, Federklammern, Spiralfedern, Tellerfedern, Wellenfedern, Kegelfedern, Tonnenfedern oder Ringfedern ausgeformt ist.
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Insbesondere sind die Federelemente dabei aus einem korrosionsbeständigen Material, wie Edelstahl und/oder Kunststoff gefertigt und für den Einsatz in Trinkwasser geeignet.
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Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Federelement aus einem elastischen Material gefertigter Körper ist, der eine Federwirkung aufweist.
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Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das erste und/oder zweite Federelement eine Feststelleinrichtung umfassen, die ausgelegt und eingerichtet ist die Rückstellkraft des Federelementes zu halten und bei Bedarf freizugeben, wobei in einer bevorzugt Ausführungsform das erste und oder zweite Rastorgan im festgestellten Zustand nicht in die erste und/oder zweite Zahnreihe der Aussparung eingreift.
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Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Rasteinrichtung in einem festgestellten Zustand einfacher in die Aussparung eingesetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Verwendung einer Arretierungsvorrichtung zum Feststellen eines Innendurchmessers einer anpassbaren Dichtungsmanschette vorgesehen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen beispielhaft erläutert werden, ohne dadurch die Erfindung zu beschränken.
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Dabei zeigt:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Arretierungsvorrichtung zum Feststellen eines Innendurchmessers einer anpassbaren Dichtungsmanschette;
- 2 a und b: eine schematische Schnittansichten einer erfindungsgemäßen Rasteinrichtung in verschiedenen Ausführungsformen.
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In 1 ist eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Arretierungsvorrichtung 1 umfassend eine Aussparung 2 mit einer Zahnreihe 3 sowie ein Rasteinrichtung 4 gezeigt. Die Arretierungsvorrichtung 1 umfasst dabei ein Gehäuse 5 sowie ein Rastorgan 6 und ein Federelement 7.
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Das Rastorgan 6 ist in einer Kammer 8 des Gehäuses 5 beweglich angeordnet und steht mit dem Federelement 7 in Wirkverbindung. Durch eine erste Öffnung der Kammer 9 greifen Zähne der Rasteinrichtung 4 in die Zahnreihe 10 eingreift, so dass sich aufgrund der gewählten Form der Zähne die Bänder zueinander in einer ersten Bewegungsrichtung verschieben können und in einer entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung blockiert sind.
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Die Kammer des Gehäuses 8 weist dabei eine Mittelachse (K) auf, welche unter einem Winkel α zur Längsachse (L) der Aussparung 2 angeordnet ist. Das Rastorgan 6 bewegt sich dabei entlang der Mittelachse (K) und ist durch diese zur Bandbewegung schräg verlaufende Bewegung stets sicher arretiert.
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Die 2a und 2b zeigen weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Rasteinrichtung 4.
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Dabei weist die Rasteinrichtung 4 gemäß 2a weiterhin ein zweites Rastorgan 11 und eine Feststelleinrichtung 12, wobei die Feststelleinrichtung 12 nicht aktiviert ist und Kammer des Gehäuses 8 eine zweite Mittelachse (J), welche unter einem Winkel β zur Längsachse (L) der Aussparung 2 angeordnet ist, aufweist.
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Die 2b zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rasteinrichtung 4. Die Rasteinrichtung 4 umfasst dabei weiterhin eine zweite Kammer 13 und Öffnung 14 sowie ein zweites Rastorgan 15 und eine zweites Federelement 16.
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Die in der voranstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202016104723 U1 [0010]
- DE 102020122833 B3 [0014]
