DE29804736U1

DE29804736U1 - Sealing coupling for connecting two pipe ends

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Publication number: DE29804736U1
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Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2008-03-18
Also published as: DE19911341A1

Description

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Sealing coupling for connecting two pipe ends

Die Erfindung bezieht sich auf eine abdichtende Kupplung zur Verbindung zweier Rohrenden mit kreisförmigem Querschnitt, insbesondere bei Erdrohrleitungen.The invention relates to a sealing coupling for connecting two pipe ends with a circular cross-section, in particular in underground pipelines.

Auf dem Tiefbausektor verwendete Rohre weisen gewöhnlich ein Glockenmuffenende und ein Spitzende auf. Das Spitzende eines Rohres wird unter Zwischenfügung einer Dichtung in das Muffenende des anderen Rohres gesteckt und dadurch die abdichtende Verbindung hergestellt. Bei dieser Art der Verbindung gibt es eine gewisse Beweglichkeit zwischen den einzelnen Rohren, insbesondere können diese in einem bestimmten Winkelbereich abgewinkelt werden. Die Rohrleitungen müssen zum Teil erhebliche Querkräfte aufnehmen. Für diese und weitere Anforderungen an Rohrleitungen gibt es Vorschriften und Normen, die auch bei der erfindungsgemäßen abdichtenden Kupplung erfüllt werden sollen.Pipes used in the civil engineering sector usually have a bell socket end and a spigot end. The spigot end of one pipe is inserted into the socket end of the other pipe with a seal in between, thus creating a sealing connection. With this type of connection, there is a certain degree of mobility between the individual pipes, in particular they can be bent within a certain angle range. The pipelines must sometimes absorb considerable transverse forces. There are regulations and standards for these and other requirements for pipelines, which are also intended to be met by the sealing coupling according to the invention.

Rohrförmige Überschiebkupplungen sind an sich als Schlauchkupplungen und für Rohrleitungen kleinen Durchmessers bekannt. Überschiebkupplungen, die sich zur Verbindung dickerer Rohre eignen, sind jedoch nicht am Markt anzutreffen.Tubular slip-on couplings are known as hose couplings and for small diameter pipes. However, slip-on couplings suitable for connecting thicker pipes are not available on the market.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine abdichtende Kupplung zur Verbindung zweier Rohrenden zu schaffen, mit der die Anforderungen aus Normen und Vorschriften für mitteldicke bis dicke Rohre erfüllt werden können, insbesondere für Erdrohrleitungen.The invention is therefore based on the object of creating a sealing coupling for connecting two pipe ends, with which the requirements of standards and regulations for medium-thick to thick pipes can be met, in particular for underground pipelines.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der Unteransprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.The stated problem is solved on the basis of the features of claim 1 and is designed and developed further by the further features of the subclaims.

Im einzelnen ist ein Muffenkörper mit zwei Muffenenden vorgesehen, die entweder beide eine DichtungIn detail, a socket body with two socket ends is provided, which either both have a seal

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tragen oder bei denen ein Muffenende die Dichtung trägt, während das andere Muffenende in dem einen Rohrende der zu kuppelnden Rohre integriert ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für den Rohrvortrieb im Erdreich. Für diesen Anwendungszweck kann im übrigen die abdichtende Kupplung so flach gebaut werden, daß sie in einer Ringaussparung zwischen angrenzenden und zu kuppelnden Rohren Platz findet, d. h. nicht über den Umriß der Rohrleitung hervorragt.or where one socket end carries the seal, while the other socket end is integrated into one of the pipe ends of the pipes to be coupled. This design is particularly suitable for pipe jacking in the ground. For this application, the sealing coupling can also be built so flat that it fits into a ring recess between adjacent pipes and the pipes to be coupled, i.e. it does not protrude beyond the outline of the pipeline.

Wegen der hohen Belastung des Muffenkörpers wird dieser aus einem hochbelastbaren Material hergestellt. Aus Kostengründen wird Metallblech, insbesondere aus Stahl, bevorzugt.Because of the high load on the socket body, it is made from a highly resilient material. For cost reasons, sheet metal, especially steel, is preferred.

Die Kupplung kann auch so ausgebildet sein, daß ein Kupplungsende auf ein Rohrende gesteckt wird, um fabrikseitig auf Dichtigkeit geprüft zu werden, während das andere Ende der Kupplung zur Dichtigkeitsprüfung an der Baustelle vorbereitet ist. Hierzu weist dieses freie Ende der Kupplung einen Prüfraum auf, der durch das Rohrende der anzuschließenden Rohrleitung abgedeckt wird, und zu dem ein Prüfzugang geschaffen wird, um die Dichtigkeit der angschlossenen Leitung zu prüfen.The coupling can also be designed in such a way that one end of the coupling is placed on the end of a pipe in order to be tested for leaks at the factory, while the other end of the coupling is prepared for leak testing on site. For this purpose, this free end of the coupling has a test space that is covered by the pipe end of the pipeline to be connected and to which a test access is created in order to test the leaks of the connected line.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Randbereich zweier angrenzender Rohre und einer Kupplung mit zweiThe invention is described with reference to the drawing.
Fig. 1 a cross-section through the edge area of two adjacent pipes and a coupling with two

eingehängten Ringdichtungen,
Fig. 2 einen entsprechenden Querschnitt mit zweisuspended ring seals,
Fig. 2 a corresponding cross section with two

eingeklemmten Dichtungsringen, Fig. 3 einen entsprechenden Querschnitt mit in Kammernclamped sealing rings, Fig. 3 a corresponding cross-section with chambers

verschieblich aufgenommenen Dichtungsringen, Fig. 4 einen entsprechenden Querschnitt mit einerslidably received sealing rings, Fig. 4 a corresponding cross section with a

Dichtigkeitsprüfeinrichtung,
Fig. 5 bis 9 je einen Querschnitt durch das Ende eines Muffenkörpers und durch einen Dichtungsring mitLeak testing device,
Fig. 5 to 9 each show a cross section through the end of a socket body and through a sealing ring with

verschiedenen Abwandlungen,
Fig.10 einen Querschnitt durch den Randbereich vonvarious variations,
Fig.10 a cross section through the edge area of

gekuppelten Vortriebsrohren undcoupled jacking pipes and

Fig.11 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform von Vortriebsrohren.Fig.11 a cross-section through another embodiment of jacking pipes.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Randbereich zweier angrenzender Rohrenden 1 und 2, deren Querschnitt kreisrund ist. Die Rohrenden weisen eine relativ glatte und lunkerfreie Außenoberfläche 3 im Bereich dieser Enden 1 und 2 auf. Zwischen den Rohrenden 1 und 2 erstreckt sich ein * Zwischenraum 4, der unter Umständen auch keilförmig sein kann, wenn die Rohrachsen im stumpfen Winkel aufeinander stehen.Fig. 1 shows a longitudinal section through the edge area of two adjacent pipe ends 1 and 2, whose cross-section is circular. The pipe ends have a relatively smooth and void-free outer surface 3 in the area of these ends 1 and 2. Between the pipe ends 1 and 2 there is a * gap 4, which may also be wedge-shaped if the pipe axes are at an obtuse angle to one another.

Die Rohrenden 1 und 2 werden durch eine abdichtende Kupplung 10 miteinander verbunden, die im wesentlichen aus einem Muffenkörper 11 und zwei Dichtungsringen 20 besteht. Der Muffenkörper 11 weist eine Profilierung zur Bildung eines nach innen reichenden Vorsprungs 12 und zweier Kammern 13 auf, in welchen die Dichtungsabschnitte 21 der Dichtungen 20 sitzen. Die umlaufenden Ränder des Muffenkörpers 11 sind bei 14 hakenförmig umgebogen und greifen in entsprechende hakenförmige Ausbildungen 24 der Dichtungsringe 20 ein. Die dargestellte Profilierung des Muffenkörpers 11 kann am einfachsten mit gewalzten Blechen realisiert werden, die zu einem Ring oder Reifen gebogen werden und deren sich treffende Enden miteinander verschweißt werden. Je nach dem Außendurchmesser der Rohre ergibt sich eine unterschiedliche Umfangslänge des Muffenkörpers 11, jedoch ist die Konstruktion an solche Verhältnisse leicht anpaßbar, weil man unterschiedliche Blechlängen von dem profilierten, gewalzten Material abschneiden kann.The pipe ends 1 and 2 are connected to one another by a sealing coupling 10, which essentially consists of a sleeve body 11 and two sealing rings 20. The sleeve body 11 has a profile to form an inwardly extending projection 12 and two chambers 13 in which the sealing sections 21 of the seals 20 are located. The peripheral edges of the sleeve body 11 are bent over in a hook shape at 14 and engage in corresponding hook-shaped formations 24 of the sealing rings 20. The profile of the sleeve body 11 shown can be most easily realized with rolled sheets that are bent into a ring or hoop and whose meeting ends are welded together. Depending on the outside diameter of the pipes, the circumferential length of the socket body 11 varies, but the construction can easily be adapted to such conditions because different lengths of sheet metal can be cut from the profiled, rolled material.

Zur Kupplung angrenzender Rohre werden die Rohrenden 1 und 2 in Achsrichtung in die abdichtende Kupplung 10 geschoben, wobei die Dichtungsringe 2 0 zunehmend zusammengepreßt werden und damit ihre Dichtfunktion an den Kontaktflächen 3 und 13 ausführen. Der nach innen reichende Vorsprung 12, hier als Sicke dargestellt, greift in den Zwischenraum 4 ein und sichert so die richtige Montage derTo connect adjacent pipes, the pipe ends 1 and 2 are pushed axially into the sealing coupling 10, whereby the sealing rings 20 are increasingly pressed together and thus perform their sealing function on the contact surfaces 3 and 13. The inwardly extending projection 12, shown here as a bead, engages in the gap 4 and thus ensures the correct assembly of the

Kupplung 10 bzw. verhindert, daß sich diese längs der miteinander gekuppelten Rohrenden 1 und 2 verschieben kann. Die Abdichtwirkung des Dichtungsrings 2 0 beruht auf Kompression, wobei es unterschiedliche Querschnittsformen gibt, mit denen sich die Abdichtung aufgrund Kompression verwirklichen läßt, was hier nicht im einzelnen erörtert werden braucht.Coupling 10 or prevents it from moving along the coupled pipe ends 1 and 2. The sealing effect of the sealing ring 2 0 is based on compression, whereby there are different cross-sectional shapes with which the sealing can be achieved based on compression, which does not need to be discussed in detail here.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Kupplung 10. Die Längsränder des Muffenkörpers 11 sind um Stegausbildungen des Dichtungsrings 20 gebördelt, wie bei 15 dargestellt. Auch damit läßt sich der jeweilige Dichtungsring 20 am jeweiligen Muffenende befestigen. Die übrigen Teile entsprechen der Ausführungsform nach Fig. 1 und müssen nicht weiter erläutert werden.Fig. 2 shows a modification of the coupling 10. The longitudinal edges of the sleeve body 11 are flanged around web formations of the sealing ring 20, as shown at 15. This also allows the respective sealing ring 20 to be attached to the respective sleeve end. The other parts correspond to the embodiment according to Fig. 1 and do not need to be explained further.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der sich die Dichtungsringe 2 0 in ihrer zugeordneten Kammer 13 verschieben können. Da die Rohre relativ nach innen der Kupplung geschoben werden, liegen die Dichtungsringe 20 jeweils an einer Ringschulter 16 an, welche die Ringkammer 13 nach innen der Kupplung begrenzt. Die äußere Begrenzung der Ringkammer 13 besteht aus einer Bördelung 17 des umlaufenden Randes des Muffenkörpers 11.Fig. 3 shows an embodiment in which the sealing rings 20 can move in their associated chamber 13. Since the pipes are pushed relatively inwards of the coupling, the sealing rings 20 each rest on an annular shoulder 16, which limits the annular chamber 13 to the inside of the coupling. The outer limit of the annular chamber 13 consists of a flange 17 on the peripheral edge of the sleeve body 11.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Kupplung 10 zu Prüfzwecken. Die Ringkammer 13 ist in zwei Bereiche 13a und 13b aufgeteilt, die durch einen profilierten Steg 18 voneinander getrennt werden. Die Ringdichtung 20 weist zwei Abdichtbereiche 22 und 23 auf, zwischen denen sich ein Prüfraum 27 erstreckt und die über einen perforierten Steg 2 8 miteinander verbunden sind. Der nach innen reichende Vorsprung ist hier als Metallwinkel 19 ausgebildet, der mit einem Schenkel an der Innenseite des Muffenkörpers 11 befestigt ist. Das rechte Muffenende entspricht der Ausführungsform nach Fig. 1.Fig. 4 shows a further development of the coupling 10 for testing purposes. The ring chamber 13 is divided into two areas 13a and 13b, which are separated from one another by a profiled web 18. The ring seal 20 has two sealing areas 22 and 23, between which a test chamber 27 extends and which are connected to one another via a perforated web 28. The inward-reaching projection is designed here as a metal angle 19, which is attached with one leg to the inside of the sleeve body 11. The right sleeve end corresponds to the embodiment according to Fig. 1.

Die Kupplung nach Fig. 4 ist zur werkseitigen Verbindung mit dem Rohrende 2 gedacht, wobei werkseitig die Dichtigkeit des zugehörigen Dichtungsrings 20a geprüft wird. An der Baustelle wird das Rohr 1 angeschlossen, und dasThe coupling according to Fig. 4 is intended for factory connection to the pipe end 2, whereby the tightness of the associated sealing ring 20a is tested at the factory. At the construction site, the pipe 1 is connected and the

richtige Funktionieren der Dichtung 20b wird dadurch überprüft, daß ein Zugang zu dem Prüfraum 27 geschaffen wird, während der Rohrleitungsabschnitt 1, 2 unter Druck gesetzt wird. Wie dargestellt, kann man dies durch eine Querbohrung 7 durch die Rohrwandung des Rohrendes 1 erreichen, wenn diese Querbohrung noch mit einem nicht dargestellten Prüfröhrchen verbunden ist, das zu einem nicht dargestellten Meßgerät führt. Die Querbohrung mit Prüfröhrchen kann natürlich auch durch die Wandung der Kupplung zum Prüfraum 27 geführt werden. Nach Durchführung der Prüfung wird die Querbohrung 7 verschlossen, etwa durch einen Stopfen 8.The correct functioning of the seal 20b is checked by creating access to the test chamber 27 while the pipe section 1, 2 is pressurized. As shown, this can be achieved by a cross-bore 7 through the pipe wall of the pipe end 1 if this cross-bore is also connected to a test tube (not shown) that leads to a measuring device (not shown). The cross-bore with the test tube can of course also be led through the wall of the coupling to the test chamber 27. After the test has been carried out, the cross-bore 7 is closed, for example with a plug 8.

Die Fig. 5 bis 9 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Befestigung des Randes des Muffenkörpers 11 mit der Dichtung 20. In Fig. 11 ist der Rand des Muffenkörpers 11 einfach umgebogen, wie bei 31 dargestellt, und die Dichtung 20 weist einen Fortsatz 32 mit Nutausbildung auf, in welchem der Rand 31 eingreift und somit die Dichtung verankert. In Fig. 6 ist der Rand des Muffenkörpers 11 nochmals gefaltet, wie bei 33 dargestellt, und der Fortsatz 34 der Dichtung 2 0 weist eine entsprechende hakenförmige Ausbildung auf, um diesen Rand 33 aufzunehmen und zu verankern. Fig. 7 enthält eine vergrößerte Darstellung der Bördelbefestigung der Fig. 2. Fig. 8 und 9 zeigen, daß mehrere randständige Rippen 35, 3 6 bzw. 3 7 vorgesehen sein können, um entsprechend gestaltete Fortsetzungen 38 oder 39 der Dichtung 20 zu verankern. Gegebenenfalls können die Rippen durch Kaltbördelung hergestellt worden sein.Fig. 5 to 9 show various ways of attaching the edge of the sleeve body 11 to the seal 20. In Fig. 11, the edge of the sleeve body 11 is simply bent over, as shown at 31, and the seal 20 has an extension 32 with a groove formation, in which the edge 31 engages and thus anchors the seal. In Fig. 6, the edge of the sleeve body 11 is folded again, as shown at 33, and the extension 34 of the seal 20 has a corresponding hook-shaped formation in order to receive and anchor this edge 33. Fig. 7 contains an enlarged view of the flange fastening of Fig. 2. Figs. 8 and 9 show that several edge ribs 35, 36 and 37 can be provided in order to anchor correspondingly designed extensions 38 or 39 of the seal 20. If necessary, the ribs can have been produced by cold flanging.

In der Ausführungsform nach Fig. 10 weisen die Rohrenden 1 und 2 jeweils eine Randaussparung 5 auf, um die Kupplung 10 im Umriß der Rohre verschwinden zu lassen. Die Kupplung 10 weist noch eine äußere Hülse 3 0 auf, die mit ihren umgebogenen Rändern in Hakenausbildungen 14 des Muffenkörpers 11 eingreifen, um die Hülse 30 festzulegen. Dadurch wird insgesamt eine außen glatte, zylindrische Außenfläche der Kupplung erreicht, die der Führung dienen kann, wie dies beim Rohrvortrieb erforderlich ist. InIn the embodiment according to Fig. 10, the pipe ends 1 and 2 each have an edge recess 5 to allow the coupling 10 to disappear in the outline of the pipes. The coupling 10 also has an outer sleeve 30, which with its bent edges engage in hook formations 14 of the socket body 11 to secure the sleeve 30. This results in an overall smooth, cylindrical outer surface of the coupling, which can serve as a guide, as is necessary when driving pipes. In

sonstiger Beziehung weist die Kupplung der Merkmale der Fig. 1 bis 4 auf. Da beim Rohrvortrieb beträchtliche Kräfte zwischen den Rohrenden 1 und 2 übertragen werden müß .en, ist ein Puffer 6 zwischen den Stirnflächen der Rohrenden 1 und gefügt, um eine gleichmäßige Verteilung der auftretenden Längskräfte zu bewirken. Als solcher Puffer kann auch ein Holzring dienen.In other respects, the coupling has the features of Fig. 1 to 4. Since considerable forces must be transmitted between the pipe ends 1 and 2 during pipe jacking, a buffer 6 is fitted between the end faces of the pipe ends 1 and 2 in order to ensure an even distribution of the longitudinal forces that occur. A wooden ring can also serve as such a buffer.

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform der Kupplung 40, bei der der Muffenkörper zwei Abschnitte oder Enden 41 urid 42 aufweist. Das Muffenende 41 entspricht dabei der Ausbildung, wie anhand der Fig. 1 bis 10 beschrieben. Das Muffenende 42 dagegen ist gleichzeitig als Festlegungseinrichtung der Kupplung und als Verankerungseinrichtung an dem Rohrende 1 ausgebildet. Wie ersichtlich, umfaßt das Muffenende 42 die Wandung des Rohrendes 1 und weist zu diesem Zweck Arme 43 und 44 auf, die mit ihren Enden 4 5 und 4 6 in das Material des Rohres eingreifen. Diese Ausführungsform kommt vor allem bei Betonrohren zur Anwendung, die Verankerung kann aber auch in anderen gießfähigen Werkstoffen der Wandung des Rohres 1 erfolgen. In jedem Fall ist der Abschluß der Stirnfläche des Rohres 1 durch den Arm 44 des Muffenkörpers von einigem Vorteil. Da der Muffenkörper mit wegstrebenden Armen 44, ausgebildet ist, wird Strangpreßmaterial bei der Herstellung des Muffenkörpers bevorzugt.Fig. 11 shows an embodiment of the coupling 40 in which the socket body has two sections or ends 41 and 42. The socket end 41 corresponds to the design as described with reference to Figs. 1 to 10. The socket end 42, on the other hand, is designed simultaneously as a fastening device for the coupling and as an anchoring device on the pipe end 1. As can be seen, the socket end 42 encompasses the wall of the pipe end 1 and for this purpose has arms 43 and 44 which engage with their ends 45 and 46 in the material of the pipe. This embodiment is used primarily for concrete pipes, but the anchoring can also take place in other castable materials of the wall of the pipe 1. In any case, the closure of the end face of the pipe 1 by the arm 44 of the socket body is of some advantage. Since the sleeve body is designed with arms 44 that extend away, extrusion material is preferred in the manufacture of the sleeve body.

Die Ausführungsform der Fig. 11 ist in besonderem Maße für den Rohrvortrieb angepaßt.The embodiment of Fig. 11 is particularly adapted for pipe jacking.

Die Rohre mit den Rohrenden 1 und 2 können für den Transport von gasförmigen oder flüssigen Medien verwendet werden. Diese Medien können unter Druck stehen oder auch drucklos sein. Bei erdverlegten Rohrleitungen kann durch Grundwasser oder dergleichen ein Außendruck an der Rohrleitung anliegen. In allen diesen Fällen gewährleistet die Dichtung 20 eine Abdichtung der Rohrleitung. Die Kupplung kann so stabil ausgebildet werden, daß sie Querkräfte in Höhe der normal zulässigen Querkräfte an Rohrleitungen standhält.The pipes with pipe ends 1 and 2 can be used for the transport of gaseous or liquid media. These media can be under pressure or even without pressure. In the case of underground pipelines, external pressure can be exerted on the pipeline by groundwater or the like. In all of these cases, the seal 20 ensures that the pipeline is sealed. The coupling can be designed to be so stable that it can withstand transverse forces equal to the normally permissible transverse forces on pipelines.

Claims

Protection claims

1. Sealing coupling for connecting two pipe ends with a circular cross-section, in particular for underground pipelines, with the following features:

a socket body (11, 40) with two socket ends (11a, 11b; 41, 42), of which at least one socket end has a sealing ring (20) on its inside; the inner circumference of the sealing ring (20) is dimensioned in relation to the outer circumference of the associated pipe end (1, 2) in such a way that the sealing ring (20) is placed in a sealing compression state when mounted on the associated pipe end (1, 2); a fixing device for the socket body (11), which prevents the displacement of the socket body relative to the coupled pipe ends (1, 2).

. Coupling according to claim 1,

characterized in that the sleeve body (11) consists of profiled metal sheet.

3. Coupling according to claim 1 or 2,

characterized in that the sleeve end (11a, 11b; 41) has an annular chamber (13, 13a, 13b) in which the associated sealing ring (20, 20a, 20b) sits.

4. Coupling according to one of claims 1 to 3,

characterized in that the sealing ring (20) is fastened to the socket end (lla, lib).

5. Coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fixing device contains one or more projections which extend into the space (4) between adjacent pipes (1, 2).

. Coupling according to claim 5,

characterized in that the projection(s) consist of profiles or beads (12) of the wall material of the sleeve body (11).

7. Coupling according to claim 5,

characterized in that the projections consist of angle bodies (19) with two legs, one leg of which is attached to the inner circumference of the socket body (11) and the other leg engages in the space (4) between two adjacent pipes (1, 2).

8. Coupling according to one of claims 1 to 4,

characterized in that the fixing device contains anchor formations (44, 45, 46) with which the socket body (40) is connected to the one pipe end (la) during manufacture in order to protrude with the at least one socket end (41) carrying the seal.

9. Coupling according to one of claims 1 to 7,

characterized in that the sleeve body (11) is surrounded by a sleeve (30) which is fastened to the sleeve body.

10. Coupling according to one of claims 1 to 9,

characterized in that the sealing ring (2 0b) is designed to enclose a test space (27) which is to be arranged between the seal and the pipe end and to which a test access (7) is provided.

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11. Coupling according to claim 10,

characterized in that the sealing ring (20b) comprises two sealing bodies (22, 23) between which the test chamber (27) extends.