DE2251082A1 - TENSILE LOCKING OF DUCTING ELEMENTS - Google Patents
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Zugfeste Verriegelung von KanalisationselementenTensile locking of sewer elements
Die Erfindung bezieht sich auf eine zugfeste Verriegelung an der Verbindungsstelle von zwei Kanalisationselementen insbesondere solchen großen Durchmessers.The invention relates to a tension-proof lock at the junction of two sewer elements especially of such a large diameter.
Bei einer unter Druck stehenden Kanalisation können die von dem Schub des transportierten Mediums her rührenden Kräfte beträchtlich sein. Sie erreichen ca. 900 Tonnen bei einer Leitung von 160 mm, die unter einem Innendruck von 40 bar steht. Die Schubkräfte werden an jedem Ende der Rohrleitung, bei jeder Richtungsänderung oder Änderung des Durchmessers und an jeder Abzweigung erzeugt.In the case of a pressurized sewer system, those caused by the thrust of the transported medium can occur Forces can be considerable. They reach approx. 900 tons with a pipe of 160 mm, which is under an internal pressure of 40 bar. The shear forces are applied at each end of the pipeline, with each change of direction or change of the diameter and at each branch.
Die bekannten Dichtungen haben die Aufgabe, die Dichtheit zwischen den verschiedenen Elementen des LeitungssystemsThe known seals have the task of ensuring the tightness between the various elements of the pipe system
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sicherzustellen, wirken jedoch nicht den auf den Flüssigkeitsdruck zurückgehenden Schubkräften entgegen. Aus diesem Grunde wird überall dort, wo dies möglich ist, an den oben genannten Stellen des Leitungssystems ein Auflager mittels massiver Betonteile vorgesehen, die so berechnet und bemessen sind, daß sie entweder infolge ihres eigenen Gewichtes oder infolge ihrer Abstützung an den Wänden des Kanalisationsgrabens, falls der Boden eine genügende Festigkeit aufweist, diesen Kräften wiederstehen können.ensure, however, do not counteract the shear forces due to the fluid pressure. For this reason, wherever possible, a support by means of solid concrete parts is provided at the above-mentioned points of the pipeline system, which are calculated and dimensioned in such a way that they are either due to their own weight or due to their support on the walls of the sewer trench, if the soil has sufficient strength, these forces can withstand.
Es kommt jedoch vor, daß die Herstellung derartiger massiver Teile entweder unmöglich oder zu teuer ist. Es ist dann erforderlich, diese Maßnahmen durch Rückgriff auf die Verwendung von Verriegelungsdichtungen zu ersetzen, in denen jedesmal an zwei zu koppelnden Kanalisationselementen feste oder fest gemachte Stücke das Trennen dieser Elemente unmöglich machen.However, there are times when such massive parts are either impossible or too expensive to manufacture. It is then necessary to replace these measures by resorting to the use of locking seals in which each time it is impossible to separate these elements on two sewer elements to be coupled do.
Die Wahl von Umdrehungskörpern für diese Festlegung erlaubt bei bedeutendem Schub, die Anwendung von zu massiven Teilen an Punkten nur des Umfanges der Leitung.The choice of bodies of revolution for this fixation allows the use of parts that are too massive when there is significant thrust at points only the circumference of the line.
Überdies müssen diese Umdrehungskörper ein" wirksames Widerlager auf den ganzen Umfang der Leitung finden. Diese Bedingung ist jedoch nicht mehr erfüllbar, sobald zwei aufeinanderfolgende Leitungselemente eine Winkelabweichung zeigen.In addition, this body of revolution must be an "effective Find abutments on the entire circumference of the line. However, this condition can no longer be fulfilled as soon as two consecutive Line elements show an angular deviation.
Die Erfindung hat die Aufgabe eine Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die einen Umdrehungskörper verwendet, bei der jedoch dieser Umdrehungskörper ein wirksames Widerlager aufThe invention has for its object to provide a locking device using a revolution body in which however, this body of revolution has an effective abutment
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dem ganzen Umfang der Leitung auoh für den Pail einer v Winkelabweichung zwischen den Kanalisationselementen findet. ■the entire circumference of the pipe AUOH for Pail is a v angular deviation between the drains elements. ■
Diese Vorrichtung zur Zugverriegelung der Verbindungsstelle von zwei Kanalisationselementen, die eine Winkelabweichung zwischen den Achsen derselben aufzunehmen vermag, enthält eine Anschlagschulter, die auf der Außenoberfläche des Endes des einen Kanalisationselementes fest ist und sich an einer Schulter abstützt, die durch die Innenfläche eines Umdrehungskörpers gebildet wird, der den Verbindungsbereich und die Anschlagschulter umgibt und selbst auf der Außenoberfläche des Endes des ■ zweiten Kanalisationselementes fest ist.This device for pull locking the junction of two sewer elements that have an angular deviation able to accommodate between the axes of the same, contains a stop shoulder on the outer surface of the end of a sewer element is fixed and is supported on a shoulder that passes through the inner surface of a body of revolution is formed which surrounds the connection area and the stop shoulder and is fixed even on the outer surface of the end of the second sewer element.
Die Erfindung besteht darin, daß einerseits ein Ring vorhanden ist, der sich gegen die Anschlagschulter auf der Seite der Schulter anlegt und andererseits eine aus härtbarem Material bestehende Masse im ganzen Raum untergebracht ist, der im Umdrehungskörper um die Anschlagschulter und den Ring freibleibt.The invention consists in that on the one hand a ring is present, which rests against the stop shoulder on the side of the shoulder and on the other hand a consisting of hardenable material mass is housed in the entire space, the body of the revolution around the stop shoulder and leave the ring free.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Die Zeichnungen zeigen inFurther advantages and features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments. The drawings show in
Fig. 1 einen diametralen Längsschnitt durch die Verbindung zweier Kanalisationselemente mit Spitzende und Muffe unter Verriegelung durch eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die beiden Elemente eine 'bestimmte Winkelabweichung voneinander zeigen;Fig. 1 is a diametrical longitudinal section through the connection of two sewer elements with spigot end and socket under interlocking by a device according to the present invention, the two elements show a certain angular deviation from one another;
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Pig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1;Pig. 2 shows an enlarged partial section from the illustration according to Fig. 1;
Pig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 2, wobei jedoch die beiden Kanalisationselemente ausgefluchtet sind;Pig. 3 shows a representation similar to that in FIG. 2, wherein however, the two sewer elements are aligned;
Fig. 4 , 5 und 6 diametrale Teillängsschnitte durch drei abgeänderte Ausführungsformen gemäß der Erfindung mit einer Anschlagschulter auf dem Spitzende;Fig. 4, 5 and 6 diametrical partial longitudinal sections through three modified embodiments according to the invention with a stop shoulder on the spigot end;
Fig. 7 eine den Fig. 2 und 3 ähnliche Darstellung zur Wiedergabe der Muffe und des Ringes bei der Montage;7 is a view similar to FIGS. 2 and 3 showing the sleeve and the ring during assembly;
Fig. 8 und 9 perspektivische Ansichten dee Ringes in zwei aufeinanderfolgenden Stellungen während seiner Montage unter leichter Vergrößerung der Abmessungen zur besseren Veranschaulichung des Montageschrittes.Figures 8 and 9 are perspective views of the ring in two successive positions during its assembly with a slight increase in dimensions for better illustration of the assembly step.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Verbindung erfolgtThe connection shown in the drawing takes place
1 2 zwischen zwei Rohrelementen T und T aus Gußeisen mit sphäroidischem Graphit, von denen das Spitzende des einen und die Muffe 1 des zweiten Rohres wiedergegeben sind, in die das Spitzende eingeführt ist.1 2 between two tubular elements T and T made of cast iron with spheroidal graphite, of which the spigot end of one pipe and the socket 1 of the second pipe are shown in which the spigot is inserted.
Das Spitzende T weist einen ringförmigen Anschlagvorsprung 2 von quadratischem Querschnitt auf, dessen Seitenlänge in der Größenordnung der Dicke der Kanalisationselemente liegt. Dieser Anschlagvorsprung besteht aus Stahl oder aus Gußelsen mit sphäroidischem Graphit und ist auf das Rohrelement T in einer Ebene senkrecht zur Achse X-X dieses Elementes ange-The pointed end T has an annular stop projection 2 of square cross-section, the side length of which in the order of magnitude of the thickness of the sewer elements. This stop projection is made of steel or cast iron with spheroidal graphite and is on the tubular element T in a plane perpendicular to the X-X axis of this element.
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passt und fabrikmässig aufgeschweißt.fits and factory-welded.
ρ
Die Muffe 1 des Rohrelementes T weist innen zwei
rotationssymmetrische Muffenkammem auf.ρ
The socket 1 of the pipe element T has two rotationally symmetrical socket chambers on the inside.
Eine erste Muffenkammer 3 (Abdichtmuffenteil), besitzt ein an sich bekanntes inneres Profil und istvon einer inneren ringförmigen Schulter 4 an ihrem an sich bekannt ausgebildeten Ende begrenzt und enthält eine radiale Druckdichtung aus elastomerem Material.A first socket chamber 3 (sealing socket part) has a inner profile known per se and is of an inner one annular shoulder 4 limited at its end, which is known per se, and contains a radial pressure seal made of elastomeric material.
Eine zweite Muffenkammer 5 (Verriegelungsmuffenteil) be-A second socket chamber 5 (locking socket part) loads
steht aus dem Material des Elementes T und ist einstückig mit diesem hergestellt und erstreckt sich über die Schulter 4 hinaus. Diese zweite Muffenkammer 5 wird ihrerseits von einer der Schulter 4 gegenüberliegenden anderen, inneren ringförmigen Schulter 6 begrenzt. Zwischen diesen beiden Schultern 4 und β befindet sich ein kegelstumpfförmiger Wandungsabschnitt 5a im Anschluß an die Schulter 4 sowie ein zylindrischer Wandungsabschnitt 5b, der in die Schulter 6 übergeht. Die axialen und radialen inneren Abmessungen dieser Muffenkammer 5 sind beträchtlich größer als diejenigen der Muffenkammer 3. Der Eingangsdurchmesser, der von dem Innendurchmesser D der Schulter 6 bestimmt wird, ist so groß, daß alle zulässigen Winkelabweichungen der beiden Rohrelemente in einem das Abdichten sicherstellenden Variationsintervall möglich sind, wie dies durch die 1 und 2 angedeutet ist.is made of the material of the element T and is made in one piece with this and extends over the shoulder 4 addition. This second socket chamber 5 is in turn of one of the shoulder 4 opposite other, inner annular shoulder 6 limited. Between these two shoulders 4 and β there is a frustoconical one Wall section 5a following the shoulder 4 as well a cylindrical wall section 5b which merges into the shoulder 6. The axial and radial inner dimensions these socket chambers 5 are considerably larger than those the socket chamber 3. The inlet diameter, which is determined by the inner diameter D of the shoulder 6, is so large that all permissible angular deviations of the two pipe elements in one ensuring the sealing Variation interval are possible, as indicated by FIGS. 1 and 2.
Der Vorsprung 2 ist in der Nähe des Endes des einzuführenden Teiles T angeordnet, weist jedoch vom Ende einen so großen Abstand auf, daß er die Schulter 4 desThe protrusion 2 is near the end of the to be inserted Part T arranged, but has such a large distance from the end that it the shoulder 4 of the
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2
Rohrelementes T nicht berührt, wenn sich die Verbindung nach dem Einsetzen der Dichtungspackung G in ihrer endgültigen
lage befindet.2
Pipe element T is not touched when the connection is in its final position after inserting the packing G.
Die Verriegelung der beiden Rohrelemente erfolgt mit Hilfe eines Stahlringes 7 von quadratischem, Querschnitt, dessen Seitenlänge im Vergleich zum Durchmesser gering ist, jedoch größer als diejenige des Vorsprunges 2 und annähernd gleich der radialen Abmessung der Schulter 6 des Verriegelungsmuffenteiles.Es ist wesentlich, daß der Außendurchmesser dieses Ringes größer ist als der Durchmesser D des Muffenteiles 5, wie später noch näher erläutert werden soll. Dieser Ring ist vergleichsweise elastisch und längs eines zu seiner Umdrehungsachse parallelen Schlitzes 8 geschlitzt. Sein Querschnitt braucht nicht unbedingt quadratisch zu sein, wenn nur seine Innenoberfläche zylindrisch ist.The locking of the two tubular elements takes place with the help of a steel ring 7 of square, cross-section, whose side length is small compared to the diameter, but greater than that of the projection 2 and approximately equal to the radial dimension of the shoulder 6 of the locking sleeve part. It is essential that the outer diameter of this ring is greater than the diameter D of the socket part 5, as will be explained later should be explained. This ring is comparatively elastic and along one of its axis of rotation parallel slot 8 slotted. Its cross-section does not necessarily have to be square, if only its inner surface is cylindrical.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die beiden Rohrelemente T undFIGS. 2 and 3 show the two tubular elements T and
2
T in ihrer miteinander verbundenen Lage, nach^dem die Verriegelungsvorrichtung eingesetzt ist. Der verfügbare
Zwischenraum in der Verriegelungsmuffe 5, das heißt der Raum, der nicht von dem geschlitzten Ring 7 und dem mit
dem Rohrelement T eine Einheit bildenden Schultervorsprung eingenommen wird, ist mit einem ausgehärteten
Dichtungsmaterial 9 ausgefüllt. Dieses Material, das beim Einfüllen plastisch oder flüssig ist, ist entsprechend
seinem Aushärteverhalten und entsprechend den zu erzielenden ausreichenden mechanischen Pestigkeitseigenschaften
hinsichtlich Zusammenrl rückung, Scherverhalten und Nichtverformbarkeit derart gewählt, daß es
jeder trennenden Kraft zu widerstehen vermag.2
T in their interconnected position, after which the locking device is inserted. The available space in the locking sleeve 5, that is to say the space which is not occupied by the slotted ring 7 and the shoulder projection which forms a unit with the tubular element T, is filled with a hardened sealing material 9. This material, which is plastic or liquid when filled, is selected in accordance with its hardening behavior and in accordance with the sufficient mechanical strength properties to be achieved with regard to compression, shear behavior and non-deformability in such a way that it is able to withstand any separating force.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung besteht dieses Material aus einem Gemisch aus Sand und Epoxyharz in entsprechenden Anteilen und entsprechender Qualität, um bei Umgebungstemperatur und in annehmbarer Zeit Druckwiderstandswerke, Scherwiderstandswerte, Elastitätsmodule, Wärmeausdehnungskoeffizienten und Absorbtionskoeffizienten für Wasser zu erhalten, daß der axiale Schub während der gesamten Lebensdauer des Leitungsnetzes aufgefangen wird, indem die Kanalisationselemente angeordnet sind, ohne daß sich dieses Material ändert. Die Mengenanteile betragen beispielsweise auf einen Anteil Expoxyharz. zwei Anteile Sand.In a preferred embodiment of the locking device this material consists of a mixture of sand and epoxy resin in appropriate proportions and appropriate Quality in order to obtain pressure resistance works, shear resistance values, Modulus of elasticity, coefficient of thermal expansion and coefficient of absorption for water to get that the axial thrust is absorbed during the entire service life of the pipe network by arranging the sewerage elements without this material changes. The proportions amount to, for example, one proportion of epoxy resin. two portions of sand.
Übrigens ist es erforderlich, daß die dem Ring 7 und der äußeren Schulter 6 des Verriegelungsmuffenteiles gegenüberliegenden Wandungen ein ausreichend starkes Widerlager für das ausgehärtete Dichtungsmaterial bilden. PurIncidentally, it is necessary that the ring 7 and the outer shoulder 6 of the locking sleeve part opposite Walls form a sufficiently strong abutment for the hardened sealing material. Pure
C: Kompressionswiderstand des Dichtungsmaterials; s: gemeinsamer Querschnitt der Flächen von Schulter und RingC: compression resistance of the sealing material; s: common cross-section of the surfaces of shoulder and ring
S: Querschnitt entsprechend dem Außendurchmesser desS: cross section corresponding to the outer diameter of the
Einsteckendes T1 (=7TD2/4) und P: VersuchsdruckInserting T 1 (= 7TD 2/4 ) and P: test print
ergibt sich C . s^-P S.results in C. s ^ -P S.
Es zeigt sich somit, daß der äußere Durchmesser des Ringes größer als der Durchmesser D am Eingang zur Muffe entsprechend diesem Zustand sein muß.It can thus be seen that the outer diameter of the ring must be larger than the diameter D at the entrance to the socket according to this condition.
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Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform kann der Vorsprung einen Querschnitt aufweisen, wie er in Fig. 4 wiedergegeben ist, wo man einen Teil 2a von quadratischem Querschnitt erkennt, der aus Material am Ende einer Manschette 10 von rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist, deren Dicke im Vergleich zur Seitenlänge des Vorsprunges und der Länge gemessen in Richtung der Achse von T klein ist, die ein vielfaches dieser Seitenlänge beträgt. Der echulterförmige Vorsprung ist zur Erleichterung der Montage ebenfalls geschlitzt und fabrikmässig angebaut sowie durch Kleben fixiert. Bei zwei weiteren abgewandelten Ausführungsformen ist ein Vorsprung 2b (Fig. 5) vorgesehen, der aus dem Material des Einsteckendes des Rohrabschnittes T einstückig mit diesem hergestellt ist. Es kann auch ein schulterförmiger Vorsprung 2c entsprechend dem Vorsprung 2 vorgesehen sein, der Jedoch in einer Auskehlung verankert ist, die sich bis in die mittlere Dicke des Rohrelementes T erstreckt (Fig. 6). Der Vorsprung kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, vorausgesetzt, daß die innere Seite parallel zur Achse des Rohrabschnittes T verläuft und die andere Seite, die gegenüber dem Einsteckende des Rohrabschnittes T liegt, senkrecht zu dieser Achse steht.According to a modified embodiment, the projection can have a cross-section as shown in Fig. 4, where one recognizes a part 2 a of square cross-section, which is formed from material at the end of a sleeve 10 of rectangular cross-section, the thickness in comparison to Side length of the projection and the length measured in the direction of the axis of T is small, which is a multiple of this side length. The shoulder-shaped projection is also slotted to facilitate assembly and is attached at the factory and is fixed by gluing. In two further modified embodiments, a projection 2b (FIG. 5) is provided which is made from the material of the insertion end of the pipe section T in one piece with the latter. A shoulder-shaped projection 2c corresponding to the projection 2 can also be provided, but which is anchored in a groove which extends into the mean thickness of the tubular element T (FIG. 6). The projection can have any cross-section, provided that the inner side runs parallel to the axis of the pipe section T and the other side, which lies opposite the insertion end of the pipe section T, is perpendicular to this axis.
Das Verriegeln der Verbindung erfolgt, wie nachstehend näher erläutert wird.The connection is locked as explained in more detail below.
Im freien Zustand sind die beiden durch den Schlitz 8 gebildeten Schenkel des Ringes 7 miteinander in Kontakt.In the free state, the two legs of the ring 7 formed by the slot 8 are in contact with one another.
Vor dem Ineinanderfügen der Rohrelemente wird zuerst der Ring in den Verriegelungsmuffenteil eingeführt, indem manBefore the pipe elements are inserted into one another, the ring is first inserted into the locking sleeve part by
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ihn nach. Pig. 8 derart zusammendrückt, daß die beiden dem Schlitz benachbarten sbhenkel über eine bestimmte Mnge in axialer Richtung übereinandergreifen. Anschließend wird er gegen die Wandung 5b dieses Muffenteiles gespreizt, indem in seinen Schlitz ein Spreizkeil 11 eingeführt wird, der diesen Ring auf, wie Pig. 7 und 9 zeigen, gespreizt hält. In dieser Lage kann der Ring über den Vorsprung 2 beim Einschieben des Spitzendes des Rohrabschnittes T in den Rohr-after him. Pig. 8 compresses so that the two dem Slit adjacent shackles about a certain amount overlap in the axial direction. Then it is spread against the wall 5b of this socket part by in its slot an expanding wedge 11 is inserted, which this ring on, like Pig. 7 and 9 show, holds spread. In this position, the ring can slide over the projection 2 of the spigot end of the pipe section T into the pipe
2
abschnitt T gleiten. Um ein Einführen zu ermöglichen muß erkennbar der innere Durchmesser des zylindrischen Abschnittes
5b der Muffe 5 größer sein als der äußere Durchmesser des Vorsprunges 2 und zwar wenigstens um das Zweifache der Stärke des
Ringes 7.2
section T slide. In order to enable insertion, the inner diameter of the cylindrical section 5b of the sleeve 5 must clearly be greater than the outer diameter of the projection 2, namely at least twice the thickness of the ring 7.
Beim Vereinigen der Rohrelemente geht man nach dem klassischen Montageverfahren bei der Herstellung von solchen Verbindungen einschließlich eines notwendig werdenden Ausrichtens vor. Man führt das Spitzende des Rohrabschnittes T mit dem Vorsprung 2 in die Doppelmuffe des RohrelementesWhen joining the pipe elements, the classic assembly process for the manufacture of these is used Connections including any alignment that becomes necessary. Lead the spigot end of the pipe section T with the projection 2 in the double socket of the pipe element
T ein, die die Dichtungspackung G- und den Verriegelungsring 7 enthält, (Pig. 7). T a, which contains the packing G and the locking ring 7, (Pig. 7).
Der eigentliche Verriegelungsvorgang besteht in einem ersten Schritt darin, den Spreizteil 11 zu entfernen, der den Ring gespreizt hält, und diesen Ring in seine endgültige Lage an dem Vorsprung 2 auf der dem Spitzende abgewendeten Seite des Rohrabschnittes T festzulegen.Dann wird das plastische oder flüssige Dichtungsmaterial in den gesamten frei bleibenden Raum innerhalb des Verriegelungsmuffenteiles 5 um den Vorsprung 2 und den Ring 7 eingeführt.The actual locking process consists in a first step in removing the expansion part 11, the keeps the ring spread, and this ring in its final position on the projection 2 on the turned away from the spigot end Side of the pipe section T. Then the plastic or liquid sealing material in the entire remaining space within the locking sleeve part 5 is inserted around the projection 2 and the ring 7.
Die Pig. 1 und 2 sowie Pig. 3 zeigen die montierte und ver-The Pig. 1 and 2 as well as Pig. 3 show the assembled and
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riegelte Verbindung in einer geknickten bzw. ausge-bolted connection in a kinked or dislocated
i ρ fluchteten Lage der Rohrelemente T und T .i ρ aligned position of the pipe elements T and T.
Die erfindungsgemäße Art der Verriegelung besitzt den Vorteil, daß mit Sicherheit der gesamte innerhalb des Verriegelungsmuffenteiles vorhandene freie Raum vollständig ausgefüllt wird. Dies garantiert eine absolut vollständige Verteilung des Axialschubs auf den ganzen äußeren Umfang und die Vorrichtung selbst erfordert nur sehr geringe Sicherheitskoeffizienten hinsichtlich der Abmessungen des unter Zug stehenden Verriegelungsstückes, im vorliegenden Falle des zusätzlichen mit der Abdichtung einstückigen Teiles, der die eigentliche Verriegelung bildet, weil keinerlei Gefahr einer Konzentration axialer Schubkräfte nur an einem Punkte im gesamten leitungsnetz besteht, selbst wenn es zu Winkelabweichungen kommt.The type of locking according to the invention has the advantage that with certainty the entire inside of the locking sleeve part existing free space is completely filled. This guarantees an absolutely complete Distribution of the axial thrust over the entire outer circumference and the device itself requires very little Safety coefficients with regard to the dimensions of the locking piece under tension, in the present case Case of the additional part, which is integral with the seal and which forms the actual lock, because there is no danger whatsoever there is a concentration of axial thrust forces only at one point in the entire pipeline network, even if it is too Angular deviations comes.
- Patentansprüche -11 - - Claims - 11 -
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Claims (6)
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| DE2251082C3 DE2251082C3 (en) | 1975-03-06 |
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Family Applications (1)
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