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Die Erfindung betrifft einen Abzweigstutzen zum Einstecken in eine Bohrung in der Wandung einer Rohrleitung, mit dem es möglich ist, an die Rohrleitung ein Abzweigrohr anzuschließen.
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Um von einer Rohrleitung eine andere Rohrleitung abzuzweigen, ist es bekannt, T-förmige Abzweigverbindungsfittings oder dergleichen vorzusehen (siehe
DE 42 04 430 A1 ). Diese Zwischenstücke bzw. Abzweig-T-Stücke werden insbesondere dann verwendet, wenn die Rohrleitung, von der abgezweigt werden soll, einen nicht allzu großen Querschnitt aufweist.
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Aus der
DE 100 47 758 A1 ist ein Einsatz für eine Öffnung in einem insbesondere rohrförmigen Hohlkörper bekannt. Der Einsatz ist mit einem Einsatzstutzen versehen, der ein die Öffnung einführbares Ende mit einem radial nach außen abstehenden Anlageflansch mit einer Anlagefläche aufweist, wobei die von dem Anlageflansch definierte Querschnittsfläche im Wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der Hohlkörperöffnung ist. Ferner weist der Einsatz ein den Einsatzstutzen umgebendes flexibles Abdichtelement zum Abdichten des Zwischenraums zwischen der Öffnung und dem Einsatzstutzen in dessen in die Hohlkörperöffnung eingeführten Zustand auf. In Richtung auf den Anlageflansch ist ein bewegbares Andrückelement zum Andrücken des Abdichtelements in axialer Richtung gegen die Anlagefläche des Anlageflansches vorgesehen. Das Abdichtelement weitet sich in dem an dem Anlageflansch anliegenden Zustand bei Aufbringung einer axialen Andrückkraft radial auf und das Andrückelement ist in dem eine Andrückkraft auf das Abdichtelement aufbringenden Zustand gegen unbeabsichtigte vom Anlageflansch weggerichtete Bewegung arretierbar.
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Soll hingegen von einer Rohrleitung mit verhältnismäßig großem Querschnitt (beispielsweise einem Innendurchmesser von mehr als 75 mm) abgezweigt werden, wäre der Einsatz von T-Verbindungsstücken vor allem dann zu aufwändig, wenn das Abzweigrohr einen deutlich geringeren Querschnitt als die Rohrleitung aufweist. Derartige Abzweigungen werden durch Abzweiganschlussstutzen realisiert, die in einer Bohrung in der Wandung der Rohrleitung eingebracht werden, von der abgezweigt werden soll. Beispiele für derartige Abzweiganschlussstutzen finden sich in
DE 17 26 606 U1 ,
DE 74 10 858 U1 ,
DE 41 10 583 A1 und
DE 196 07 287 C1 .
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abzweiganschlussstutzen zum Einstecken in eine Bohrung in der Wandung einer Rohrleitung zu schaffen, wobei der Abzweiganschlussstutzen leicht montierbar ist und gegenüber der Wandung auf einfache Art und Weise zuverlässig abdichtet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Abzweiganschlussstutzen vorgeschlagen, der sich in eine Bohrung in der Wandung einer Rohrleitung einstecken lässt und der versehen ist mit
- – einem Rohrstutzen, der einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, welche in axialer Erstreckung des Rohrstutzens benachbart sind,
- – wobei der Rohrstutzen innerhalb seines ersten Abschnitts in die Bohrung in der Rohrleitung einsteckbar und mit dem zweiten Abschnitt des Rohrstutzens ein Abzweigrohr in Fluidverbindung bringbar ist, und
- – einem Dichtungsringelement aus Elastomermaterial, das zum Abdichten des Rohrstutzens innerhalb der Bohrung in der Wandung der Rohrleitung vorgesehen ist und das den Rohrstutzen innerhalb seines ersten Abschnitts umgibt sowie zwischen einem Anschlagelement und einem Spannelement zum axialen Drücken des Dichtungsringelements gegen das Anschlagelement unter radialer Expansion des Dichtungsringelements angeordnet ist, wobei das Anschlagelement und das Spannelement ebenfalls innerhalb des ersten Abschnitts des Rohrstutzens angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, - – dass das Anschlagelement eine der Anlage durch das Dichtungsringelement dienende Radialanschlagfläche zur radialen Expansion des Dichtungsringelements zwecks Anpressens desselben gegen die Innenseite der Bohrung in der Wandung der Rohrleitung beim axialen Drücken des Dichtungsringelements gegen die Radialanschlagfläche des Anschlagelements aufweist,
- – wobei zwischen dem Dichtungsringelement und dem Spannelement ein von dem ersten Abschnitt des Rohrstutzen durchdrungenes Rückhalteelement angeordnet ist, das außen an der Rohrleitung gegen ein unbeabsichtigtes Ablösen von dieser fixierbar ist.
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Nach der Erfindung weist der Abzweiganschlussstutzen einen Rohrstutzen auf, der zwei axial zueinander benachbarte Abschnitte (einen ersten und einen zweiten Abschnitt) aufweist. Innerhalb seines ersten Abschnitts lässt sich der Rohrstutzen in die Bohrung in der Rohrleitung einführen. Der erste Abschnitt des Rohrstutzens ist mit einem axial fixierbaren Anschlagelement und einem Spannelement versehen, zwischen denen sich ein Dichtungsringelement aus Elastomermaterial befindet. Durch Bewegen des Spannelements in Richtung auf das Anschlagelement wird das dazwischen angeordnete Dichtungsringelement axial komprimiert, was zur Folge hat, das es sich radial ausdehnt. Im von der Bohrung der Rohrleitung aufgenommenen Zustand wird auf diese Weise das Dichtungsringelement von innen gegen die Innenseite der Bohrung der Rohrleitung gedrückt, wo es abdichtet.
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Durch die radiale Expansion tritt nicht nur eine Abdichtung des Rohrstutzens in der Bohrung in der Wandung der Rohrleitung ein, sondern es kommt auch in gewisser Weise zu einer axialen Fixierung des Rohrstutzens in der Bohrung durch den Reibschluss zwischen dem Dichtungsringelement und der Rohrleitung. Allerdings ist diese axiale Fixierung in der Praxis nicht ausreichend, weshalb erfindungsgemäß ein Rückhalteelement vorgesehen ist, das zwischen dem Dichtungsringelement und dem Spannelement angeordnet und von dem ersten Abschnitt des Rohrstutzens durchdrungen ist. Dieses Rückhalteelement ist an der Rohrleitung fixierbar und hält den Rohrstutzen bei Einwirkungen von axialen Zug- bzw. Druckkräften innerhalb der Bohrung in der Wandung der Rohrleitung.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass sich das Dichtungselement in dem Fall, dass es sich bei der Rohrleitung um ein Kunststoff-Metall-Verbundrohr handelt, gegen die in der Bohrung der Rohrleitungswandung freiliegende Metalllage legt, womit diese vor Feuchtigkeit geschützt und galvanisch gegenüber dem Abzweigstutzen getrennt ist.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Spannelement als Spannmutter ausgebildet ist, die in Gewindeeingriff mit einem Außengewinde des ersten Abschnitts des Rohrstutzens steht. Zweckmäßig ist es ferner, wenn das Anschlagelement als Ringelement mit Innengewinde ausgebildet ist, das sich mit dem ersten Abschnitt des Rohrstutzens verschrauben lässt, um den Anschlag für das Dichtungsringelement zu bilden. Das Anschlagelement kann aber auch fest und insbesondere einstückig mit dem Rohrstutzen verbunden und z. B. als Flansch ausgebildet sein.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Rückhaltelement als Spannband oder Spannschelle ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um ein Band aus zumeist Metall, das um die Rohrleitung herum gelegt wird und an seinen Enden unter Aufbringung einer Spannung von außen auf die Rohrleitung fest verbindbar ist. An der Verbindungsstelle an den Enden des Spannbandes befindet sich zumeist eine Verschraubung oder mechanische Verhakung. Je nach Einbausituation kann diese Verbindungsstelle gar nicht oder nur schwer zugänglich sein. Daher ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Aussparung des Spannbandes, durch die sich der Rohrstutzen erstreckt, als in Erstreckung des Spannbandes verlaufendes Langloch ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, bei bzw. nach Anlegen des Spannbandes um die Rohrleitung das Spannband gegenüber der Rohrleitung zu verdrehen, so dass die Verschraubung bzw. die zu verbindenden Enden des Spannbandes wahlweise in eine Position gebracht werden können, in der sie zur Fixierung an- und miteinander leicht zugänglich sind.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Abzweiganschlussstutzens besteht darin, dass dieser einschließlich des Rückhalteelements vormontiert an den Einbauort gebracht werden kann, so dass dort lediglich noch das Rückhalteelement an der Rohrleitung fixiert und das Spannelement zum axialen Komprimieren unter radialer Expansion des Dichtungselements gespannt bzw. betätigt werden muss.
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Die Dichtfunktion des erfindungsgemäßen Abzweiganschlussstutzens wird auf denkbar einfache Art und Weise und zuverlässig durch das Elastomer-Dichtungsringelement realisiert, während die zuverlässige Verankerung des Abzweiganschlussstutzens gegen axiale Zugbewegungen innerhalb der Bohrung in der Wandung der Rohrleitung durch das Rückhalteelement gewährleistet ist. Der Gesamtaufbau des Abzweiganschlussstutzens ist denkbar einfach bei hoher und zuverlässiger Funktionalität.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
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1 einen Querschnitt durch eine Rohrleitung oberhalb eines Abzweiganschlussstutzens,
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2 eine Ansicht auf den Rohranschlussstutzen der Rohrleitung (ausschnittsweise),
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3 eine Schnittansicht (teilsweise) entlang der Linie III-III der 2 durch den Abzweiganschlussstutzen und einen Teil der Rohrleitungswandung im noch nicht verspannten Zustand des Abzweiganschlussstutzens, und
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4 eine Schnittansicht ähnlich der nach 3 jedoch bei vollständig verspanntem Abzweiganschlussstutzen, wobei in diesem Zustand das Elastomer-Dichtungsringelement an der Innenseite der Bohrung in der Rohrleitungswandung dichtend anliegt.
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In den 1 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Abzweiganschlussstutzens 10 gezeigt, der in einer Bohrung 12 in der Wandung 14 einer Rohrleitung 16 eingesetzt ist. Wie insbesondere anhand der 3 und 4 zu erkennen ist, weist der Abzweiganschlussstutzen 10 einen Rohrstutzen 18 auf, der einen ersten Abschnitt 20 mit Außengewinde 22 sowie einen zweiten Abschnitt 24 aufweist. Der Rohrstutzen 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel als geradliniges Rohrstück dargestellt, das einen Durchlass 26 aufweist. Als Rohrstutzen könnte aber ebenso ein Winkel-Rohrstück eingesetzt werden. Mit dem zweiten Abschnitt 24 des Rohrstutzens 18 ist ein Fitting 27 z. B. durch Verschrauben verbunden.
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Innerhalb seines ersten Abschnitts 20 erstreckt sich der Rohrstutzen 18 durch die Bohrung 12 in der Rohrleitungswandung 14. Außen um den ersten Abschnitt 20 des Rohrstutzens 18 herum befinden sich ein nach Art eines Radialflansches ausgebildetes Anschlagelement 28, ein Dichtungsringelement 30 aus Elastomermaterial (beispielsweise Gummi) und ein Spannelement 32, das in diesem Ausführungsbeispiel als Spannmutter 34 ausgebildet ist. Wie das Spannelement 32 ist auch das Anschlagelement 28 mit dem ersten Abschnitt 20 des Rohrstutzens 18 verschraubt. Der Außendurchmesser des Anschlagelements 28 sowie der Außendurchmesser des Dichtungsringelements 30 (in dessen nicht komprimierten Zustand) ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 12 in der Rohrwandung 14, so dass sich der Rohrstutzen 18 von außen in die Bohrung 12 in der Rohrwandung 14 einsetzen lässt.
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In den Figuren ist ferner ein Rückhalteelement 36 zu erkennen, das in diesem Ausführungsbeispiel als Spannband 38 aus Metall oder dergleichen Werkstoff ausgeführt ist. Das Rückhalteelement 36 weist eine Durchgangsaussparung 40 auf, durch die hindurch sich der erste Abschnitt 20 des Rohrstutzens 18 erstreckt. Diese Durchgangsaussparung 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Langloch ausgebildet, das in Längserstreckung des Spannbandes 38 verläuft. Das Spannband 38 erstreckt sich seinerseits außen um die Rohrleitung 16 herum und ist an seinen beiden Enden 42 mittels einer Verschraubung 44 verbunden, wobei es im verbundenen Zustand außen an der Rohrwandung 14 auf Spannung stehend fixiert ist.
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Die Funktionsweise und Montage des Abzweiganschlussstutzens 10 und des Rückhalteelements 36 werden nachfolgend kurz beschrieben.
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Der Abzweiganschlussstutzen 10 wird zusammen mit dem Spannband 38, das sich zwischen dem Elastomer-Dichtungsringelement 30 und der Spannmutter 34 erstreckt, von außen an die Rohrleitungswandung 14 angesetzt, so dass sich das Elastomer-Dichtungsringelement (und gegebenenfalls das Anschlagelement 28) innerhalb der Bohrung 12 und das Spannband 38 außen um die Rohrleitung 16 verlaufend befindet. In diesem Zustand ist der Abzweiganschlussstutzen 10 bereits gegen axiale Bewegungen an der Rohrleitung 16 fixiert; denn das Spannband 38 ist seinerseits durch die Verschraubung 44 fest um die Rohrleitung 16 gelegt.
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Wie anhand der 1 angedeutet, ist es aufgrund der als Langloch ausgebildeten Durchgangsaussparung 40 im Spannband 38 möglich, das Spannband 38 relativ zum mit seinem ersten Abschnitt 20 in der Bohrung 12 befindlichen Rohrstutzen 18 seitlich zu verschieben. Dies ist in 1 angedeutet, wobei die strichpunktiert dargestellten Positionen der Verschraubung 44 den Verschiebewinkelbereich des Spannbandes 38 begrenzen, der seinerseits dadurch definiert ist, dass bei Verschiebung des Spannbandes 38 in eine der beiden möglichen Richtungen die Aussparung 40 mit ihren in Längserstreckung des Spannbandes 38 gegenüberliegenden Enden 46 an dem Rohrstutzen 18 anliegen. Durch die Verschiebbarkeit des Spannbandes 38 vor dessen Fixierung an der Rohrleitung 16 ist es möglich, je nach Einbausituation die Verschraubung 44 in eine Position zu bewegen, in der sie von den Einbausituationen abhängig am günstigsten zugänglich ist.
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Um nun den Abzweiganschlussstutzen 10 innerhalb der Bohrung 12 abzudichten, wird mit einem Schraubenschlüssel, einer Zange oder dergleichen Werkzeug die Spannmutter 34, die zum Elastomer-Dichtungsringelement 30 noch einen axialen Abstand aufweist, derart verdreht, dass sich dieser Abstand verringert. Sobald die Spannmutter 34 in Anlage mit dem Spannband 38 gelangt, wird der Rohrstutzen 18 sozusagen aus der Bohrung 12 der Rohrleitungswandung 14 nach außen bewegt. Das Elastomer-Dichtungsringelement, das im wesentlichen eine Bandring- oder Hülsenstruktur aufweist, drückt von innen gegen das Spannband 38. Das Elastomer-Dichtungsringelement 30 erfährt dabei eine Kompression in axialer Richtung, die zu einer Expansion in radialer Richtung führt, was wiederum zum Ergebnis hat, dass sich das Elastomer-Dichtungsringelement 30 von innen gegen die Innenseite der Bohrung 12 andrückt. Je mehr axiale Spannung auf das Dichtungsringelement 30 ausgeübt wird, um so mehr Anlagedruck herrscht zwischen dem Dichtungsringelement 30 und der Rohrleitungswandung 14. Bei der Verformung des Elastomer-Dichtungsringelements 30 kann der Fall eintreten, dass sich infolge der Bewegung des Rohrstutzens 18 die Rohrleitungswandung 14 von innen in die Bohrung 12 hineinbewegt, wie dies in 4 gezeigt ist. Nach der, wie oben beschriebenen, erfolgten Montage lässt sich dann über den Fitting 27 an den Abzweiganschlussstutzen 10 innerhalb des zweiten Abschnitts 24 des Rohrstutzens 18 ein (nicht dargestelltes) Abzweigrohr anschließen.
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In der in 4 gezeigten Situation lässt sich die Spannmutter 34 gegen eine Verdrehung auf dem ersten Abschnitt 20 des Rohrstutzens 18 sichern, und zwar z. B. durch ein mit dem Rohrstutzen 18 zusammenwirkendes Sicherungs- bzw. Abstandshalteelement (nicht gezeigt) oder durch eine Kontermutter (ebenfalls nicht dargestellt), das bzw. die sich in dem Zwischenraum 48 zwischen der Spannmutter 34 und dem zweiten Abschnitt 24 des Rohrstutzens 18 befindet.
