DE20304317U1 - Jig for welding plastic pipe branche involves internal collapsible support plate held open by spring-loaded chains - Google Patents
Jig for welding plastic pipe branche involves internal collapsible support plate held open by spring-loaded chainsInfo
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Abstract
Description
- 1 - KHL& SCHAAFEiAUSEN- 1 - KHL& SHEEP'S OUTS
PATE NTANWÄLTEPATENTS ATTORNEYS
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anpressvorrichtung zum Aufbringen eines Anpressdrucks zwischen einem eine erste Öffnung umgebenden Rand eines ersten Bauteils und einem eine zweite Öffnung, die die erste Öffnung wenigstens bereichsweise überdeckt, umgebenden Rand eines zweiten Bauteils.The present invention relates to a pressing device for applying a contact pressure between an edge of a first component surrounding a first opening and an edge of a second component surrounding a second opening which at least partially covers the first opening.
2Ium Verschweißen zweier Bauteile miteinander ist es erforderlich, diese an ihrer Verbindungsfläche zu erwärmen und gegeneinander zu pressen. So ist es bspw. zum Anbringen einer Rohrabzweigung an einem Kunststoffrohr bekannt, ein mit einem flanschartigen Kragen versehenes Abzweigrohr von innen in die Öffnung eines Rohres einzuführen, so dass der flanschartige Kragen an dem die Abzweigöffnung des Rohres umgebenden Rand anliegt. Um den für eine Verschweißung erforderlichen Anpressdruck bereit zu stellen, werden bei nicht begehbaren Rohren bisher Roboter eingesetzt, welche von der Innenseite des Rohres her den flanschartigen Kragen des Abzweigrohres gegen den Rand des Rohres pressen. Derartige Roboter sind in der Anschaffung und im Unterhalt teuer und bei extremen Einsatzbedingungen, bspw. auf Außenbaustellen, teilweise störanfällig, wodurch Zeitverzögerungen in der Herstellung von Rohrabzweigungen auftreten.2In order to weld two components together, they must be heated at their connecting surface and pressed against one another. For example, to attach a pipe branch to a plastic pipe, it is known to insert a branch pipe provided with a flange-like collar into the opening of a pipe from the inside, so that the flange-like collar rests against the edge surrounding the branch opening of the pipe. In order to provide the contact pressure required for welding, robots have so far been used on non-walkable pipes, which press the flange-like collar of the branch pipe against the edge of the pipe from the inside of the pipe. Such robots are expensive to purchase and maintain and are sometimes prone to failure under extreme operating conditions, e.g. on outdoor construction sites, which causes delays in the production of pipe branches.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anpressvorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, welche mit einfachen Mitteln zuverlässig den bspw. für eine Verschweißung erforderlichen Anpressdruck aufbringen kann und gleichzeitig kostengünstig in der Anschaffung und dem Unterhalt ist.The object of the present invention is therefore to provide a pressing device of the type mentioned at the outset, which can reliably apply the contact pressure required, for example, for welding using simple means and at the same time is cost-effective to purchase and maintain.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Anpressvorrichtung einen Abstützrahmen aufweist, der eine Spanneinheit trägt,This object is achieved according to the invention essentially in that the pressing device has a support frame which carries a clamping unit,
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die über Ketten, Seile, Zugstangen oder dgl. mit einem Teller verbunden ist, der um wenigstens eine Schwenkachse zwischen einer zusammengeklappten Position, an welcher der Teller durch die erste und die zweite Öffnung durchführbar ist, und einer aufgeklappten Position verschwenkbar ist, in welcher der Teller gegen den Rand des zweiten Bauteils anlegbar ist. Durch die Möglichkeit, den Teller zusammenzuklappen, kann dieser auch durch kleine Öffnungen, bspw. durch ein Abzweigrohr, in ein Bauteil eingeführt werden und in diesem in seine aufgeklappte Position verschwenkt werden. In dieser aufgeklappten Position liegt der Teller dann an dem die zweite Öffnung umgebenden Rand des zweiten Bauteils an und presst den Teller über die Spanneinheit an den die erste Öffnung umgebenden Rand des ersten Bauteils, so dass der bspw. für eine Verschweißung erforderliche Anpressdruck aufgebracht werden kann. Da die erfindungsgemäße Anpressvorrichtung mit dem Teller leicht durch Öffnungen auch mit verschiedenen Querschnittformen und -großen einführbar ist, ist der Einsatz eines teuren Roboters entbehrlich, um im Inneren eines Bauteils einen Anpressdruck aufzubringen.which is connected via chains, ropes, pull rods or the like to a plate which can be pivoted about at least one pivot axis between a folded position, in which the plate can be passed through the first and second openings, and an unfolded position, in which the plate can be placed against the edge of the second component. Because the plate can be folded up, it can also be inserted into a component through small openings, e.g. through a branch pipe, and pivoted into its unfolded position therein. In this unfolded position, the plate then rests against the edge of the second component surrounding the second opening and presses the plate via the clamping unit against the edge of the first component surrounding the first opening, so that the contact pressure required, for example, for welding, can be applied. Since the pressing device according to the invention with the plate can be easily inserted through openings with different cross-sectional shapes and sizes, the use of an expensive robot is unnecessary in order to apply a contact pressure inside a component.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Bauteil ein Rohr aus schweißbarem Kunststoff, wie Polyethylen, Polypropylen oder dgl. und die erste Öffnung ist eine Abzweigöffnung in dem Rohr. Das zweite Bauteil kann dabei ein Abzweigrohr sein, welches ebenfalls aus einem schweißbaren Kunststoff besteht. Die zweite Öffnung wird dann durch die zentrale Öffnung des Abzweigrohres gebildet, während der Rand des zweiten Bauteils ein flanschartiger Kragen ist. Mit der erfindungsgemäßen Anpressvorrichtung kann so der für eine Verschweißung des flanschartigen Kragens des Abzweigrohres mit dem eine Abzweigöffnung des Rohres umgebenden Rand aufgebracht werden. Die Anpressvorrichtung eignet sich dabei auch für den Einsatz auf Außenbaustellen, wenn die Verwendung von teueren Robotern durch Witterungseinflüsse oder wegen der begrenzten Zugänglichkeit der Rohre nicht oder nur schwierig möglieh ist.According to a preferred embodiment of the invention, the first component is a pipe made of weldable plastic, such as polyethylene, polypropylene or the like, and the first opening is a branch opening in the pipe. The second component can be a branch pipe, which is also made of a weldable plastic. The second opening is then formed by the central opening of the branch pipe, while the edge of the second component is a flange-like collar. The pressing device according to the invention can thus be used to weld the flange-like collar of the branch pipe to the edge surrounding a branch opening of the pipe. The pressing device is also suitable for use on outdoor construction sites when the use of expensive robots is not possible or only possible with difficulty due to weather influences or limited accessibility to the pipes.
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Vorzugsweise ist in dem flanschartigen Kragen des Abzweigrohres eine Heizwendel zur Erzeugung der für eine Verschweißung der Bauteile erforderlichen Wärme vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist es lediglich erforderlich, dass die mit der Heizwendel verbundenen Kontakte an eine Energiequelle angeschlossen werden, so dass durch die entstehende Wärme und den durch die Anpressvorrichtung aufgebrachten Anpressdruck eine gute Verschweißung des flanschartigen Kragens des Abzweigrohres mit dem die Abzweigöffnung umgebenden Rand des Rohres erzielt werden kann.Preferably, a heating coil is provided in the flange-like collar of the branch pipe to generate the heat required for welding the components. In this embodiment, it is only necessary that the contacts connected to the heating coil are connected to an energy source, so that the heat generated and the contact pressure applied by the pressing device can be used to achieve a good welding of the flange-like collar of the branch pipe to the edge of the pipe surrounding the branch opening.
Eine besonders kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Anpressvorrichtung kann dadurch erreicht werden, dass der Abstützrahmen auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der ersten Öffnung auf dem ersten Bauteil aufliegt. Die Abmessungen der Anpressvorrichtung sind dann nur ein wenig größer als die Abmessungen von bspw. einem Abzweigrohr. Es können jedoch auch Abzweigrohre angeschweißt werden, die deutlich kleiner als die Anpressvorrichtung sind. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass sich der Abstützrahmen auf einem geeigneten festen Sockel oder dgl. in der Umgebung des ersten Bauteils abstützt, wenn das Eigengewicht der beiden miteinander zu verbindenden Rohre ausreicht, um den erforderlichen Anpressdruck durch die Schwerkraft aufzubringen. A particularly compact design of the pressing device according to the invention can be achieved by having the support frame rest on the first component on two opposite sides of the first opening. The dimensions of the pressing device are then only slightly larger than the dimensions of, for example, a branch pipe. However, branch pipes that are significantly smaller than the pressing device can also be welded on. Alternatively, it is also possible for the support frame to rest on a suitable solid base or the like in the vicinity of the first component if the dead weight of the two pipes to be connected is sufficient to apply the required contact pressure through gravity.
Eine besonders kostengünstige und wartungsarme Spanneinheit weist einen mit den Ketten, Seilen, Zugstangen oder dgl. verbundenen Gewindebolzen auf, der den Abstützrahmen durchsetzt und über eine Mutter relativ zu dem Abstützrahmen verschiebbar ist. Durch ein manuelles oder motorbetriebenes Anziehen der Mutter wird der Gewindebolzen und damit die Ketten, Seile, Zugstangen oder dgl. in dem Abstützrahmen von den beiden miteinander zu verbindenden Bauteilen weg bewegt. Der Teller wird auf diese Weise mit dem erforderlichen Anpressdruck gegen die zu verbindenden Bauteile angelegt.A particularly cost-effective and low-maintenance clamping unit has a threaded bolt connected to the chains, ropes, tie rods or similar, which passes through the support frame and can be moved relative to the support frame via a nut. By manually or motor-driven tightening of the nut, the threaded bolt and thus the chains, ropes, tie rods or similar in the support frame are moved away from the two components to be connected. In this way, the plate is placed against the components to be connected with the required contact pressure.
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Wenn zwischen der Mutter und dem Abstützrahmen eine den Gewindebolzen umgebende Druckfeder vorgesehen ist, können Setzerscheinungen während eines Schweißvorgangs durch die Feder ausgeglichen werden, ohne dass der Anpressdruck des Tellers unter den erforderlichen Wert sinkt.If a compression spring is provided between the nut and the support frame surrounding the threaded bolt, settling phenomena during a welding process can be compensated by the spring without the contact pressure of the plate falling below the required value.
Vorzugsweise ist der Teller der Anpressvorrichtung in zwei über eine Scharnieranordnung verbundene Hälften unterteilt. In der zusammengeklappten Position des Tellers können diese Hälften über die Scharnieranordnung aufeinander geklappt werden, so dass sich der Teller auch durch besonders kleine Öffnungen in ein Bauteil einführen lässt. Jede dieser Hälften ist dabei über wenigstens eine Kette oder dgl. mit der Spanneinheit verbunden, so dass der Teller in seine aufgeklappte Position verschwenkt, wenn über die Spanneinheit an den Ketten ocler dgl. gezogen wird. Es ist somit nicht notwendig, eine gesonderte Einrichtung vorzusehen, durch welche der Teller aus seiner zusammengeklappten Position in seine aufgeklappte Position verschwenkt wird, wenn er in ein Bauteil eingeführt ist. In Abhängigkeit der Einsatzbedingungen ist es jedoch möglich, der Scharnieranordnung eine oder mehrere Federn zuzuordnen, welche den Teller in seine zusammengeklappte oder aufgeklappte Position beaufschlagen. Darüber hinaus kann der Teller auch in mehr als nur zwei Teilstücke unterteilt sein, die jeweils über Scharnieranordnungen oder dgl. verbunden sind, wenn der Teller besonders klein zusammengeklappt werden muss.Preferably, the plate of the pressing device is divided into two halves connected by a hinge arrangement. When the plate is in the folded position, these halves can be folded onto one another via the hinge arrangement, so that the plate can also be inserted into a component through particularly small openings. Each of these halves is connected to the tensioning unit via at least one chain or the like, so that the plate pivots into its unfolded position when the chains or the like are pulled via the tensioning unit. It is therefore not necessary to provide a separate device by which the plate is pivoted from its folded position into its unfolded position when it is inserted into a component. Depending on the conditions of use, however, it is possible to assign one or more springs to the hinge arrangement, which urge the plate into its folded or unfolded position. In addition, the plate can also be divided into more than just two parts, each of which is connected via hinge arrangements or the like, if the plate has to be folded up particularly small.
Vorzugsweise sind auf der der Scharnieranordnung gegenüberliegenden Seite des Tellers Anschlagvorsprünge vorgesehen, die in der aufgeklappten Position des Tellers aneinander anliegen. Die beiden Hälften des Tellers lassen sich dadurch in einer Richtung nicht weiter als in die aufgeklappte Position des Tellers verschwenken, so dass der Anpressdruck durch den Teller gleichmäßig an den Rand des zweiten Bauteils übertragen wird. Ein unbeabsichtigtes VerschwenkenPreferably, stop projections are provided on the side of the plate opposite the hinge arrangement, which abut against each other when the plate is in the opened position. The two halves of the plate can therefore not be pivoted in one direction further than the opened position of the plate, so that the contact pressure is evenly transferred by the plate to the edge of the second component. Unintentional pivoting
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der beiden Hälften des Tellers in seine zusammengeklappte Position wird auf diese Weise vermieden.The two halves of the plate are thus prevented from folding into their folded position.
Um einen besonders gleichmäßigen Anpressdruck auf den Rand des zweiten Bauteils aufzubringen, wird es bevorzugt, dass der Teller eine der Innenkontur eines Rohres angepasst Wölbung aufweist, wenn die Anpressvorrichtung in einem Rohr eingesetzt wird. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Teller nur bereichsweise an dem Rand des Rohres anliegt, so dass mit der erfindungsgemäßen Anpressvorrichtung eine besonders gute und gleichmäßige Verschweißung zwischen zwei Bauteilen erfolgen kann.In order to apply a particularly uniform contact pressure to the edge of the second component, it is preferred that the plate has a curvature adapted to the inner contour of a pipe when the pressing device is used in a pipe. In this way, it is avoided that the plate only partially rests on the edge of the pipe, so that a particularly good and uniform welding between two components can be carried out with the pressing device according to the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail using an embodiment and with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Schnittansicht eine erfindungsgemäße Anpressvorrichtung 1, welche zur Verbindung eines Rohres 2 mit einem Abzweigrohr 3 eingesetzt wird. Das in der Figur nur ausschnittsweise dargestellte Rohr 2 besteht aus einem schweißbaren Kunststoff, wie bspw. Polyethylen, Polypropylen oder dgl., und weist eine Abzweigöffnung 4 auf. Durch diese Abzweigöffnung 4 ist von innen das Abzweigrohr 3 mit einer zentralen Öffnung 5 durchgeführt, die im Wesentlichen koaxial zu der Abzweigöffnung 4 verläuft.The single figure shows a schematic sectional view of a pressing device 1 according to the invention, which is used to connect a pipe 2 to a branch pipe 3. The pipe 2, which is only shown in part in the figure, consists of a weldable plastic, such as polyethylene, polypropylene or the like, and has a branch opening 4. The branch pipe 3 is led through this branch opening 4 from the inside with a central opening 5, which runs essentially coaxially to the branch opening 4.
An dem Abzweigrohr 3 ist auf der Innenseite des Rohres 2 ein flanschartiger Kragen 6 vorgesehen, welcher an dem die Abzweigöffnung 4 umgebenden Randbereich 7 des Rohres 2 anliegt. In dem flanschartigen Kragen 6 sind Heizwendel 8 angeordnet, über welche die zur Verschweißung des flanschartigen Kragens 6 mit dem Rand 7 erforderliche Wärme erzeugt werden kann.A flange-like collar 6 is provided on the inside of the branch pipe 3, which rests against the edge region 7 of the pipe 2 surrounding the branch opening 4. Heating coils 8 are arranged in the flange-like collar 6, via which the heat required for welding the flange-like collar 6 to the edge 7 can be generated.
Auf der dem flanschartigen Kragen 6 abgewandten Seite des Randes 7 des Rohres 2 liegt ein Abstützrahmen 9 auf. Der Abstützrahmen 9 weist dabei zweiA support frame 9 rests on the side of the edge 7 of the tube 2 facing away from the flange-like collar 6. The support frame 9 has two
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in der Figur in horizontaler Richtung verlaufende Träger 10a und 10b auf, die sich auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Abzweigöffnung 4 abstützen. Die Träger 10a, 10b sind über in der Figur vertikal verlaufende Streben 11a und 11b und einen horizontalen Querträger 12 miteinander verbunden.in the figure, horizontally extending supports 10a and 10b are supported on two opposite sides of the branch opening 4. The supports 10a, 10b are connected to one another via struts 11a and 11b extending vertically in the figure and a horizontal cross member 12.
Der Querträger 12 des Abstützrahmens 9 ist von einem Gewindebolzen 13 durchsetzt, welcher eine Mutter 14 trägt, die über einen Betätigungshebel 15 manuell festziehbar ist. Zwischen dem Querträger 12 und der Mutter 14 ist eine Druckfeder 16 vorgesehen, welche den Gewindebolzen 13 umgibt. Der Gewindebolzen 13 bildet dabei mit der Mutter 14 und der Druckfeder 16 eine Spanneinheit 17.The cross member 12 of the support frame 9 is penetrated by a threaded bolt 13, which carries a nut 14 that can be manually tightened via an actuating lever 15. A compression spring 16 is provided between the cross member 12 and the nut 14, which surrounds the threaded bolt 13. The threaded bolt 13 forms a clamping unit 17 with the nut 14 and the compression spring 16.
Auf der der Mutter 14 gegenüberliegenden Seite des Gewindebolzens 13 sind zwei Ketten 18a und 18b befestigt, welche mit einem Teller 19 verbunden sind.On the side of the threaded bolt 13 opposite the nut 14, two chains 18a and 18b are attached, which are connected to a plate 19.
Der in der gezeigten Ausführungsform kreisscheibenförmige Teller 19 weist eine Wölbung auf, die der Innenkontur des Rohres 2 und des flanschartigen Kragens 6 des Abzweigrohres 3 angepasst ist. Der Durchmesser des Tellers 19 ist dabei so gewählt, dass dieser größer als der Durchmesser der Abzweigöffnung 4 und der zentralen Öffnung 5 des Abzweigrohres 3 ist, so dass der Teller 19 von der Innenseite des Rohres 2 her an dem flanschartigen Kragen 6 des Abzweigrohres 3 anliegt.The circular disk-shaped plate 19 in the embodiment shown has a curvature that is adapted to the inner contour of the pipe 2 and the flange-like collar 6 of the branch pipe 3. The diameter of the plate 19 is selected such that it is larger than the diameter of the branch opening 4 and the central opening 5 of the branch pipe 3, so that the plate 19 rests against the flange-like collar 6 of the branch pipe 3 from the inside of the pipe 2.
Durch eine Betätigung der Mutter 14 über den Betätigungshebel 15 wird der Gewindebolzen 13 relativ zu dem Querträger 12 des Abstützrahmens 9 in der Figur vertikal nach oben bewegt, so dass der Teller 19 über die Ketten 18a und 18b gegen den flanschartigen Kragen 6 des Abzweigrohres 3 festgespannt wird. Da sich der Abstützrahmen 9 mit seinen Trägern 10a und 10b auf der Außenseite des Rohres 2 abstützt, wird dadurch der flanschartige Kragen 6 des Abzweigrohres 3 fest gegen den Rand 7 des Rohres 2 gepresst. Auf diese Weise kann durch die Anpressvorrichtung 1 der für eine Verschweißung des AbzweigrohresBy operating the nut 14 via the operating lever 15, the threaded bolt 13 is moved vertically upwards relative to the cross member 12 of the support frame 9 in the figure, so that the plate 19 is clamped against the flange-like collar 6 of the branch pipe 3 via the chains 18a and 18b. Since the support frame 9 is supported by its supports 10a and 10b on the outside of the pipe 2, the flange-like collar 6 of the branch pipe 3 is pressed firmly against the edge 7 of the pipe 2. In this way, the pressing device 1 can be used to weld the branch pipe.
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3 mit dem Rohr 2 erforderliche Anpressdruck durch den Teller 19 aufgebracht werden. Der Anpressdruck kann dabei über die Spanneinheit 17 variabel eingestellt werden, so dass eine optimale Verschweißung zwischen dem Abzweigrohr 3 und dem Rohr 2 hergestellt werden kann.
53 with the pipe 2, the contact pressure required is applied by the plate 19. The contact pressure can be variably adjusted via the clamping unit 17 so that an optimal weld can be produced between the branch pipe 3 and the pipe 2.
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Der Teller 19 ist in zwei Hälften 20a und 20b unterteilt, welche über eine Scharnieranordnung 21 schwenkbar miteinander verbunden sind. Dabei ist jede der Hälften 20a und 20b des Tellers 19 über eine Kette 18a bzw. 18b mit der Spanneinheit 17 verbunden. Auf der der Scharnieranordnung 21 gegenüberliegenden Seite sind auf jeder Hälfte 20a, 20b des Tellers 19 Anschlagvorsprünge 22a und 22b vorgesehen, welche in der in der Figur dargestellten aufgeklappten Position des Tellers 19 aneinander anliegen. Durch diese Anschlagvorsprünge 22a, 22b wird vermieden, dass bei fortgesetztem Zug über die Ketten 18a, 18b die beiden Hälften 20a, 20b des Tellers 19 aus der dargestellten aufgeklappten Position um die Scharnieranordnung 21 weiter nach oben verschwenkt werden. Umgekehrt ist es jedoch möglich, die beiden Hälften 20a, 20b des Tellers 19 um die Scharnieranordnung 21 in der Figur nach unten in eine zusammengeklappte Position des Tellers 19 zu verschwenken, wenn der Zug der Ketten 18a, 18b nachlässt.The plate 19 is divided into two halves 20a and 20b, which are pivotally connected to one another via a hinge arrangement 21. Each of the halves 20a and 20b of the plate 19 is connected to the tensioning unit 17 via a chain 18a or 18b. On the side opposite the hinge arrangement 21, stop projections 22a and 22b are provided on each half 20a, 20b of the plate 19, which abut one another in the unfolded position of the plate 19 shown in the figure. These stop projections 22a, 22b prevent the two halves 20a, 20b of the plate 19 from being pivoted further upwards around the hinge arrangement 21 from the unfolded position shown when the chains 18a, 18b are pulled further. Conversely, however, it is possible to pivot the two halves 20a, 20b of the plate 19 downwards about the hinge arrangement 21 in the figure into a folded position of the plate 19 when the tension of the chains 18a, 18b is released.
In dieser zusammengeklappten Position des Tellers 19 kann dieser durch die zentrale Öffnung 5 des Abzweigrohres 3 in das Rohr 2 eingeführt bzw. aus diesem herausgezogen werden. Durch diese Möglichkeit, den Teller 19 aus der in der Figur dargestellten aufgeklappten Position in eine zusammengeklappte Position zu überführen, in welcher die Hälften 2Oa1 20b des Tellers im Wesentlichen aufeinander liegen, kann die Anpressvorrichtung 1 unabhängig davon, ob das Rohr 2 durch seine zentrale Öffnung zugänglich ist, zum Aufbringen eines Anpressdrucks auf den flanschartigen Kragen 6 des Abzweigrohres 3 an den Rand 7 des Rohres 2 eingesetzt werden.In this folded position of the plate 19, it can be inserted into or pulled out of the pipe 2 through the central opening 5 of the branch pipe 3. Due to this possibility of transferring the plate 19 from the unfolded position shown in the figure into a folded position in which the halves 20a 1 20b of the plate lie essentially on top of one another, the pressing device 1 can be used to apply a contact pressure to the flange-like collar 6 of the branch pipe 3 on the edge 7 of the pipe 2, regardless of whether the pipe 2 is accessible through its central opening.
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2003
- 2003-03-17 DE DE20304317U patent/DE20304317U1/en not_active Expired - Lifetime
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