DE29519073U1 - Inner seal sleeve for insertion in pipes - Google Patents
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Description
U 4534/95U4534/95
27. November 199527 November 1995
BeschreibungDescription
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsinnenmanschette zum Einsetzen in Rohre zwecks Abdichtung von Leckstellen, bestehend aus einem ringförmig zusammengebogenen, aufweitbaren Band aus Stahlblech, dessen Bandenden sich in Umfangsrichtung überlappen, mit wenigstens einer Arretierungsvorrichtung in Gestalt eines am innenliegenden Bandende in Umfangsrichtung angeordneten Schlitzes, dessen eine Längskante eine Zahnreihe trägt, und einem am außenliegenden Bandende drehbar gelagerten Spannritzel, welches in die Zahnreihe eingreift, sowie einem Rastorgan, das unter Einwirkung eines Federelements steht und in die Zahnung des Spannritzels eingreift.The invention relates to an inner sealing sleeve for insertion into pipes for the purpose of sealing leaks, consisting of a ring-shaped, expandable band made of sheet steel, the band ends of which overlap in the circumferential direction, with at least one locking device in the form of a slot arranged in the circumferential direction at the inner band end, one longitudinal edge of which carries a row of teeth, and a clamping pinion rotatably mounted on the outer band end, which engages in the row of teeth, as well as a locking member which is under the influence of a spring element and engages in the teeth of the clamping pinion.
Die Erfindung wird angewandt bei der Sanierung von Rohrleitungen. Mit Hilfe von Dichtungsinnenmanschetten können Undichtigkeitsstellen von unterirdisch verlegten Rohren aus Beton oder einem anderen Werkstoff ohne Grabarbeiten repariert werden.The invention is used in the renovation of pipelines. With the help of inner sealing sleeves, leaks in underground pipes made of concrete or other materials can be repaired without excavation work.
Es ist bekannt, Leckstellen von Rohren vom Rohrinnern her abzudichten. Hierzu dienen spiralig zusammengebogene, gummiüberzogene und mit besonderen Dichtungsringen versehene Manschetten aus federelastischen, korrosionsbeständigem Stahlblech, welche in das zu dichtende Rohr bis zur Stelle der Undichtigkeit eingebracht werden. Dort werden sie mittels eines aufblasbaren Luftkissens oder einer mechanischen Montiereinrichtung so lange aufgeweitet, bis sie sich unter Zusammenpressen der Dichtungsringe sehr eng an die Rohrinnenwand angelegt haben. Eine Arretierungsvorrichtung, umfassend ein mit einer Zahnreihe kämmendes Ritzel und einen in dessen Zähne eingreifenden, federnden Sperriegel hält die Dichtungsmanschette in ihrer aufgeweiteten Stellung. Nachteilig ist jedoch hierbei, daß die erzielbaren Rastschritte des Ritzels aufgrund der vorgegebenen Ritzelzahnung so groß sind, daß - nach bis zur Grenzbelastung durchgeführter Aufweitung - sich der Umfang der Manschette zwangsläufig um bis zuIt is known to seal leaks in pipes from the inside of the pipe. Spirally bent, rubber-coated sleeves made of spring-elastic, corrosion-resistant sheet steel are used for this purpose and are fitted with special sealing rings. These are inserted into the pipe to be sealed up to the point of the leak. There they are expanded using an inflatable air cushion or a mechanical assembly device until they are very tightly pressed against the inside wall of the pipe by the sealing rings. A locking device comprising a pinion meshing with a row of teeth and a spring-loaded locking bolt engaging in its teeth holds the sealing sleeve in its expanded position. The disadvantage here, however, is that the achievable locking steps of the pinion are so large due to the specified pinion teeth that - after expansion has been carried out up to the limit load - the circumference of the sleeve inevitably increases by up to
einem ganzen Rastschritt wieder verkleinert, was die gewünschte Abdichtung und das Zusammendrücken der Dichtungen mangels festpressenden Anliegens an der Rohrinnenwand in Frage stellt (DE 44 01 318).a whole locking step, which calls into question the desired sealing and the compression of the seals due to the lack of a tight fit against the inner wall of the pipe (DE 44 01 318).
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Konzeption einer Dichtungsinnenmanschette mit einer Arretierungsvorrichtung, welche sehr kleine Rastschritte gestattet und damit nach erfolgter Aufweitung ein festes, dauerhaftes Anliegen an der Rohrinnenwand bei hoher Preßwirkung auf die Dichtorgane gewährleistet.The object of the invention is to design an inner sealing sleeve with a locking device which allows very small locking steps and thus, after expansion, ensures a firm, permanent fit on the inner pipe wall with a high pressing effect on the sealing elements.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einer Dichtungsinnenmanschette der eingangs beschriebenen Bauart ausgegangen, und gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruchs 1.To solve the problem, an inner sealing sleeve of the type described above is used, and the problem is solved by the characterizing features of claim 1.
Mit Hilfe des unter der Einwirkung der Spannfeder stehenden, als Riegel wirkenden Sperritzel wird erreicht, daß nach erfolgtem Aufweiten die Spannung der Dichtungsinnenmanschette nach Einrasten des Sperriegels in das Spannritzel nahezu vollständig erhalten bleibt, was die Voraussetzung für ein ausgezeichnetes Abdichten der Leckstelle ist.With the help of the locking pinion, which acts as a latch under the influence of the tension spring, it is ensured that after expansion has taken place, the tension of the inner sealing sleeve is almost completely maintained after the locking latch has engaged in the tension pinion, which is the prerequisite for excellent sealing of the leak point.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen 2 bis 5 zu entnehmen.Advantageous embodiments of the subject matter of the invention can be found in subclaims 2 to 5.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiden beigefügten Zeichnungsblätter näher erläutert. Dabei zeigenThe invention is explained in more detail below using the two attached drawings.
Figur 1 eine Teilansicht einer Dichtungsinnenmanschette, perFigure 1 is a partial view of an inner sealing sleeve, per
spektivisch dargestellt;presented in perspective;
Figur 2 einen Ausschnitt der Dichtungsmanschette nach Figur 1Figure 2 shows a section of the sealing sleeve according to Figure 1
mit der Arretierungsvorrichtung, in einer Draufsicht wie in Figur 1 angedeutet, in vergrößertem Maßstab.with the locking device, in a plan view as indicated in Figure 1, on an enlarged scale.
Die dargestellte, zum Einsetzen in Rohre zum Abdichten von Leckstellen vorgesehene Dichtungsinnenmanschette 1 besteht aus einem federelastischen Material, vorzugsweise einem Blech aus nichtrostendem Stahl, und sie besitzt die Form eines ringförmig zusammengebogenen, mehr oder weniger breiten Bandes, dessenThe illustrated inner sealing sleeve 1, intended for insertion into pipes to seal leaks, consists of a spring-elastic material, preferably a sheet of stainless steel, and has the shape of a ring-shaped, more or less wide band, the
innenliegendes Bandende 2 vom außenliegenden Bandende 3 in Umfangsrichtung ein großes Stück überlappt wird. Diese Dichtungsmanschette 1 kann an der Leckstelle durch geeignete Vorrichtungen aufgeweitet werden, so daß sie an der Innenseite des zu dichtenden Rohres stramm anliegt.the inner band end 2 is overlapped by the outer band end 3 in the circumferential direction by a large distance. This sealing sleeve 1 can be expanded at the leak point using suitable devices so that it fits tightly against the inside of the pipe to be sealed.
Die Dichtungsinnenmanschette 1 ist zweckmäßigerweise mit einem (nicht dargestellten) Schlauch aus gummielastischem, beständigem Material vollständig überzogen, und sie kann auf diesem Schlauch im Bereich ihrer beiden Enden mindestens ein ringsum laufendes Dichtungsband (nicht dargestellt) tragen.The inner sealing sleeve 1 is expediently completely covered with a (not shown) hose made of rubber-elastic, durable material, and it can carry at least one sealing strip (not shown) running all the way around this hose in the area of its two ends.
Die Dichtungsmanschette 1 weist eine Arretierungsvorrichtung 4 mit einem Rastorgan auf, dessen Aufgabe es ist, sie nach ihrem erfolgten Aufweiten im aufgeweiteten Zustand auf Dauer zu halten. Diese Arretierungsvorrichtung 4 besteht aus einem breiten, am innenliegenden Bandende 2 in umfangsrichtung vorgesehenen Schlitz 5, dessen beide Längskanten 6 und 7 gleich ausgebildete Zahnreihen 8 und 9 tragen, aus einem Spannritzel 10, einem Führungsritzel 11 und einem Sperritzel 12.The sealing sleeve 1 has a locking device 4 with a locking element, whose task is to permanently hold it in the expanded state after it has been expanded. This locking device 4 consists of a wide slot 5 provided in the circumferential direction on the inner band end 2, the two longitudinal edges 6 and 7 of which have identical rows of teeth 8 and 9, a tensioning pinion 10, a guide pinion 11 and a locking pinion 12.
Das Spannritzel 10 ist am außeniiegenden Bandende 3 drehbar gelagert und greift in die eine Zahnreihe 8 ein. Das Führungsritzel 11 ist im Abstand neben dem Spannritzel 10 ebenfalls am äußeren Bandende 3 drehbar gelagert und kämmt mit der zweiten Zahnreihe 9 des Schlitzes 5, welche der ersten Zahnreihe 8 gegenüberliegt.The tensioning pinion 10 is rotatably mounted on the outer band end 3 and engages in one row of teeth 8. The guide pinion 11 is also rotatably mounted on the outer band end 3 at a distance from the tensioning pinion 10 and meshes with the second row of teeth 9 of the slot 5, which is opposite the first row of teeth 8.
Das Sperritzel 12 dient als Rastorgan, das unter der Einwirkung eines Federelements steht und in die Zahnung des Spannritzels 10 eingreift. Dieses Sperritzel 12 ist auf dem außenliegenden Bandende 3 drehbar und verschiebbar gelagert. Ein Niederhalter 13 ist mit zwei Stiften am außenliegenden Bandende 3 befestigt. Er überragt die beiden Längskanten 6 und 7 des Schlitzes 5, überdeckt teilweise das Sperritzel 12 und dient zu dessen Führung bei seiner Verschiebung.The locking pinion 12 serves as a locking element, which is under the influence of a spring element and engages in the teeth of the tensioning pinion 10. This locking pinion 12 is mounted on the outer band end 3 so that it can rotate and move. A hold-down device 13 is attached to the outer band end 3 with two pins. It projects beyond the two longitudinal edges 6 and 7 of the slot 5, partially covers the locking pinion 12 and serves to guide it during its movement.
Das Spannritzel 10, das Führungsritzel 11 und das Sperritzel 12 besitzen die gleiche Zähnezahl. Die Verbindungslinie 16 der Drehachsen von Spannritzel 10 und Führungsritzel 11 stehen senkrecht zur Längsachse des Schlitzes 5. Das Spannritzel 10 überragt das Führungsritzel 11 und das Sperritzel 12 um wenigstens das Doppelte. Dies ermöglicht einer Betätigungsvorrichtung (nicht ge-The tension pinion 10, the guide pinion 11 and the locking pinion 12 have the same number of teeth. The connecting line 16 of the rotation axes of the tension pinion 10 and the guide pinion 11 are perpendicular to the longitudinal axis of the slot 5. The tension pinion 10 extends at least twice beyond the guide pinion 11 and the locking pinion 12. This enables an actuating device (not
zeichnet) - etwa in Gestalt einer Steckaufnahme eines Schraubwerkzeuges von einem Drehschrauber - das Spannritzel 10 zu ergreifen und anzutreiben, wodurch das Aufweiten der Dichtungsinnenmanschette 1 bewirkt wird. Dieses Aufweiten kann aber auch mit einem in die Dichtungsinnenmanschette eingeführten aufpumpbaren Luftsack geschehen, in diesem Fall sind Spannritzel 10, Führungsritzel 11 und Sperritzel 12 gleich hoch.(draws) - for example in the form of a plug-in socket of a screwing tool from a screwdriver - to grip and drive the clamping pinion 10, which causes the expansion of the inner sealing sleeve 1. This expansion can also be carried out using an inflatable air bag inserted into the inner sealing sleeve, in which case the clamping pinion 10, guide pinion 11 and locking pinion 12 are the same height.
Bei dem Federelement, unter dessen Einwirkung das Sperritzel 12 steht, handelt es sich um eine U-förmig gebogene Spannfeder 17, die am außenliegenden Bandende 3, nämlich am zum Beispiel angenieteten Stift 15, befestigt ist, wozu sie eine Öse 18 trägt. Mit ihrem freien Ende, welches rechtwinkelig abgebogen ist, greift die Spannfeder 17 in die Drehachse des Sperritzels 12 ein.The spring element under whose influence the locking pinion 12 is a U-shaped tension spring 17 which is attached to the outer end of the band 3, namely to the riveted pin 15, for example, for which purpose it has an eyelet 18. With its free end, which is bent at a right angle, the tension spring 17 engages in the axis of rotation of the locking pinion 12.
Die Spannfeder 17 ist um den am äußeren Bandende 3 befestigten Achsstummel 20 des Führungsritzels 11 geschlungen, was bewirkt, daß sie das Sperritzel 12 während seiner Verschiebungen dauernd im Eingriff mit dem Spannritzel 10 hält, zugleich drückt sie das Sperritzel 12 in den Zwischenraum 21 zwischen dem Spannritzel 10 und dem Führungsritzel 11, welcher kleiner ist als der Durchmesser des Fußkreises 22 des Sperritzels 12.The tension spring 17 is wound around the axle stub 20 of the guide pinion 11, which is attached to the outer end of the band 3, which means that it keeps the locking pinion 12 permanently in engagement with the tension pinion 10 during its displacement, and at the same time presses the locking pinion 12 into the gap 21 between the tension pinion 10 and the guide pinion 11, which is smaller than the diameter of the root circle 22 of the locking pinion 12.
Die Funktion und die Wirkungsweise der Arretierungsvorrichtung ist folgende:The function and operation of the locking device is as follows:
Durch Drehen bewegt sich das Spannritzel 10 an der Zahnreihe 8 des innenliegenden Bandendes entlang und verschiebt dabei das äußere Bandende 3.By turning, the tensioning pinion 10 moves along the row of teeth 8 of the inner band end and thereby displaces the outer band end 3.
Da die Vorrichtung auf dem außenliegenden Bandende 3 montiert ist, bewegt sich die gesamte Vorrichtung ebenfalls relativ zum innenliegenden Bandende 2. Dabei rollt das Führungsritzel 11 zwangsweise an der zweiten Zahnreihe 9 entlang ab. Durch die feste Kopplung zwingt es außerdem das Sperritzel 12 ebenfalls zu einer Drehbewegung.Since the device is mounted on the outer belt end 3, the entire device also moves relative to the inner belt end 2. The guide pinion 11 is forced to roll along the second row of teeth 9. The fixed coupling also forces the locking pinion 12 to rotate.
Spannritzel 10 und Sperritzel 12 drehen sich also beide mit gleichem Drehsinn und dadurch entgegengesetzter Bewegung der Zähne im Eingriffspunkt.Tension pinion 10 and locking pinion 12 both rotate in the same direction and therefore the teeth move in opposite directions at the point of engagement.
Wird versucht, das Spannritzel 10 in Sperrichtung zu drehen, so kommt es im Eingriffspunkt zu entgegengesetzten Kräften, die sich blockieren. Der Mechanis-If an attempt is made to turn the tension pinion 10 in the locking direction, opposing forces will occur at the point of engagement, which will block each other. The mechanism
• *• *
:J £- j y. : J £- j y.
mus hält die beiden Bandenden 2 und 3 also in ihrer gegenwärtigen Position.mus holds the two band ends 2 and 3 in their current position.
Soll das Spannritzel 10 in Spannrichtung gedreht werden, dann machen die geometrischen Verhältnisse der Arretierungsvorrichtung ein Ausweichen des Sperrritzels 12 möglich. Die Spannfeder 17 verlagert die Drehachse des Sperritzels 12, das Spannritzel 10 und das Führungsritzel 11 drehen sich. Dabei kommt es zwischen Spannritzel 10 und Sperritzel 11 zu einer Versetzung um jeweils einen Zahn aneinander vorbei. Die Kraft der Spannfeder 17 bringt das Sperritzel 12 dann wieder in seine arretierende Ruheposition.If the tension pinion 10 is to be rotated in the tension direction, the geometric conditions of the locking device make it possible for the locking pinion 12 to move out of the way. The tension spring 17 shifts the axis of rotation of the locking pinion 12, the tension pinion 10 and the guide pinion 11 rotate. This causes the tension pinion 10 and the locking pinion 11 to shift past each other by one tooth at a time. The force of the tension spring 17 then brings the locking pinion 12 back into its locked rest position.
Bei einer Umdrehung des Spannritzels 10 arretiert also jeder Zahn des Spannritzels 10 einmal am Eingriffspunkt. Gleichzeitig dreht sich das Sperritzel 12 und arretiert ebenfalls entsprechend der Zähnezahl des Führungsritzels 11. Da es sich um ein Versetzen der Zähne ■■ nicht um ein Abrollen - im Eingriffspunkt handelt und die Bewegung der Zähne entgegengesetzt sind, addiert sich die Zahl der Rasterstufen. When the tension pinion 10 rotates, each tooth of the tension pinion 10 locks once at the point of engagement. At the same time, the locking pinion 12 rotates and also locks according to the number of teeth on the guide pinion 11. Since it is a matter of the teeth being displaced ■■ not rolling - at the point of engagement and the movement of the teeth is opposite, the number of grid steps is added up.
Dieser Mechanismus weist somit gegenüber bekannten Vorrichtungen die doppelte - bzw. je nach Geometrie - eine vielfache Anzahl von Rasterstufen auf.This mechanism therefore has twice the number of grid steps - or, depending on the geometry, many times the number of grid steps - compared to known devices.
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U 4534/95U4534/95
27. November 199527 November 1995
Zusammenstellung der BezugszeichenList of reference symbols
Claims (5)
FELIX-MOTTL-STRASSE &Igr;&Agr; D-76185 KARLSRUHE TELEFON *(0721) 85 33 55EUROPEAN'FA*T5!fi;r ATJjjqiJI^YS **· &iacgr;
FELIX-MOTTL-STRASSE &Igr;&Agr; D-76185 KARLSRUHE TELEPHONE *(0721) 85 33 55
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:teeth of the clamping pinion,
characterized by the following features:
die Spannfeder (17) hält das Sperritzel (12) im Eingriff mit dem Führungsritzela tension spring (17) as a spring element, which is attached to the outer band end (3) and engages with its free end (19) on the axis of rotation of the locking pinion (12),
the tension spring (17) keeps the locking pinion (12) in engagement with the guide pinion
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