DE19512591A1 - Anbohrarmatur für insbesondere unter Mediendruck stehende Rohre, wie Gas- oder Wasserrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Die medienführenden Rohre bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Man verwendet daher auch für das Gehäuse der Anbohrarmatur thermoplastischen Kunststoff, weshalb sich dann das Gehäuse an dem anzubohrenden Rohr durch Schweißen befestigen läßt.

Bei der bekannten Anbohrarmatur (DE-GM 92 04 079.9) besitzt der ein Außengewinde tragende Kopfbereich des Schneidwerkzeugs einen größeren Außendurchmesser als der sich daran anschließende, gewindefreie untere Abschnitt. Zwischen der Umfangsfläche dieses unteren Abschnitts vom Schneidwerkzeug einerseits und der Innenfläche des Bohrstutzens andererseits bestand ein radialer Abstand, den das Schneidwerkzeug beim Verschrauben im Innengewinde frei durchsetzte. Das Gehäuse des Anbohrstutzens war nicht immer maßhaltig. Das Material des anzubohrenden Rohres setzt dem beim Bohrvorgang eindringenden Fußbereich des Schneidwerkzeugs einen Widerstand entgegen, der, trotz der Gewindeführung in seinem Kopfbe­ reich, axial verkippen konnten. Dies führte zu einer unpräzisen Bohrung im Rohr, welche die weitere Handhabung der Anbohrarmatur behinderte. Außerdem ergeben sich Dichtungsprobleme, wenn man ein unter Mediendruck stehendes Rohr anbohrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, zuverlässig bedien­ bare Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die ein präzises Anbohren gestattet und sich durch zuverlässi­ ge Medienabdichtung auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Bei der Erfindung wird der ganze, unterhalb des Innengewindes liegende Abschnitt des Bohrstutzens von einer Stützbuchse eingefaßt, welche zu einer umfangsseitigen Führung eines entsprechend langen Mantelabschnitts des Schneidwerkzeugs sorgt. Diese Stützbuchse besteht aus formsteifem Material, wie Messing, welche ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse in diesem Bereich verstärkt. Die Position des Schneidwerkzeugs ist durch die Stützbuchse in dem entscheidenden, zum anzubohrenden Rohr weisenden Bereich des Bohrstutzens stabilisiert. Das gleitgeführte Schneidwerkzeug wird präzise bis zur Anbohrstelle herangeführt und während des ganzen Bohrvorgangs allseitig abgestützt. Es wird stets für eine zuverlässige Anboh­ rung gesorgt.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das anzubohrende Rohr mit einer daran angebrachten Anbohrarmatur einer ersten Ausführung in einem in der gleichen Ebene liegenden Längsschnitt des Gehäuses, wo das Schneidwerkzeug, jeweils im Halbschnitt gesehen, in zwei unterschiedlichen Positionen dargestellt ist,

Fig. 2 einen horizontalen Axialschnitt durch ein Teilstück eines anzuboh­ renden Rohres mit einer daran befestigten Anbohrarmatur, deren Gehäuse in der gleichen Ebene geschnitten ist und das Schneids­ werkzeug, jeweils im Halbschnitt dargestellt, in zwei unterschiedli­ chen Positionen zeigt.

Die Anbohrarmatur von Fig. 1 besteht aus einem einstückigen Gehäuse 20 aus Kunststoff, welches aus einem vertikalen Bohrstutzen 21 ein im dazu abgewinkelt verlaufenden Abzweigstutzen 22 und einem zur Befestigung des Gehäuses 20 an einem anzubohrenden Rohr 10 dienenden Sattel 23 besteht. Ausweislich der strichpunktierten Stutzen-Achsen 21′, 22′ verlaufen die beiden Stutzen 21, 22 im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 senkrecht zueinander. Der Abzweigstutzen 22 mündet mit einer gegenüber seinem Stutzenquerschnitt verengten Öffnung 24 in den Bohrstutzen 21 ein. Diese Öffnung soll nachfolgend kurz "Mündungsöffnung 24" bezeichnet werden.

Der Sattel 23 des Gehäuses 20 dient dazu, um die Armatur an einer ge­ wünschten Stelle 11 an einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Rohr 10 zu befestigen. Das Rohr 10 kann unter höherem Mediendruck stehen, wobei als Medien Gas, Wasser od. dgl. dienen können. Bei der Befestigung wirkt mit dem Sattel 23 eine in Fig. 1 strichpunktiert angedeu­ tete Schelle 13 od. dgl. zusammen, wobei die entscheidende Befestigung durch eine Schweißverbindung mittels einer elektrischen Heizspirale im Bereich der angedeuteten Berührungsflächen 12 zwischen dem Sattel 23 und der Umfangsfläche des Rohres 10 zustande kommt, deren Heizleiter 50 in Fig. 1 im Querschnitt gezeigt ist. Nach seiner Befestigung verläuft der Bohrstutzen 21 vertikal, während der Abzweigstutzen 22 davon horizon­ tal absteht. Beide Stutzenachsen 21′, 22′ liegen in einer Ebene, welche die Querschnittsebene der Zeichnung von Fig. 1 bestimmt.

Der Bohrstutzen 21 besitzt ein im vorliegenden Fall in besonderer Weise ausgebildetes Innengewinde 14, in welchem ein Schneidwerkzeug 30 ver­ schraubbar ist. Dieses Schneidwerkzeug umfaßt einen mit einem entsprechen­ den Außengewinde 34 versehenes Kopfstück 31, dem sich ein zylinderisches Schaftstück 32 mit glatter Umfangsfläche 33 anschließt. Das Schneidwerk­ zeug 30 ist hülsenförmig gestaltet und der Außendurchmesser des Schaft­ stücks 32 gegenüber demjenigen des Kopfstücks 31 abgesetzt. Im zylindri­ schen Innenraum des Schneidwerkzeugs 30 befindet sich ein unrunder Bereich 35, der im vorliegenden Fall als Innensechskant ausgebildet ist und zum Einstecken eines ein entsprechendes Gegenprofil aufweisenden Betätigungs­ werkzeugs dient. Dieses Betätigungswerkzeug, z. B. ein Imbusschlüssel, dient dazu, um das Schneidwerkzeug 30 aus der oberen Endposition, die in Fig. 1 in der linken Hälfte des Bohrstutzens 21 gezeigt ist, in ihre ausgefahrene untere Position zu überführen, welche in der rechten Hälfte des Bohrstutzens 21 von Fig. 1 dargestellt ist. Wie daraus ersichtlich, schneidet das Werkzeug 30 dabei einen Wandbereich aus dem Rohr 10 heraus, der als Bohrkern 19 im Inneren des Schaftstücks 32 stehen bleibt und den Querschnitt dort mediendicht verschließt.

Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß im Bohrstutzen 21, unterhalb des erwähnten Innengewindes 14, eine Stützbuchse 15 angeordnet ist, deren lichte Buchsenweite dem Durchmesser der Umfangsfläche 33 vom Schneid­ werkzeug 30 genau angepaßt ist und daher zu dessen Gleitführung dient. Bereits in der erwähnten oberen, eingefahrenen Position ragt das Schneid­ werkzeug 30 in den oberen Bereich der Stützbuchse 15 hinein. Dort befindet sich eine obere Ringaufnahme 16, die zur Aufnahme eines oberen Dichtrings 36 dient. Beim Verschrauben wird das mit einer zugeschärften Schneidkante 39 versehene Schaftende präzise gegen die anzubohrende Stelle 11 im Rohr 10 herangeführt, tritt aus der dort befindlichen Innenöffnung 25 des Bohrstutzens 21 heraus und schneidet das erwähnte Kernstück 19 aus. Auch in der ausgefahrenen, unteren Position bleibt die Gleitführung zwischen der Umfangsfläche des Schaftstücks 32 und der Innenfläche des Bohrstutzens 15 bestehen. Im Bereich der Innenöffnung 25 besitzt die Stützbuchse 15 eine untere Ringaufnahme 17, worin eine ringförmige Lippendichtung 37 angeordnet ist. Die beiden Dichtungen 36, 37 schließen zwischen sich die vorerwähnte Mündungsöffnung 34 des Abzweigstutzens 22 ein.

Das erwähnte Innengewinde 14 im Bohrstutzen 21 könnte unmittelbar in das Kunststoffmaterial des Gehäuses 20 eingearbeitet sein. Zweckmäßiger­ weise verwendet man aber in diesem Bereich eine in Fig. 1 erkennbare Gewindehülse 26, die aus formsteifem Material gebildet ist. Dieses formstei­ fe Material könnte ein härterer Kunststoff sein, doch wird im vorliegenden Fall metallisches Material, nämlich insbesondere Messing, verwendet. Diese Gewindehülse 26 ist in einem Axialabstand 27 von der im unteren Bereich des Bohrstutzens 21 in das Kunststoffmaterial eingelassenen Stützbuchse 15 entfernt angeordnet. In diesen Abstand 27 fließt bei der Druckgußherstel­ lung des Gehäuses 20 das Kunststoffmaterial ein und bildet einen die Buch­ se 15 von der Hülse 26 trennenden Steg 28 aus Kunststoffmaterial. Die lichte Weite 18 der Stützbuchse 15 ist kleiner als die Innenweite 29 des mit dem Innengewinde 14 ausgerüsteten Abschnitts der Gewindehülse 26 ausgebildet.

Die Gewindehülse 26 ist in ihrem oberen Bereich mit einer Stufe 38 verse­ hen, die eine größere lichte Weite mit einem Innengewinde aufweist, worin ein nicht näher gezeigter Abschlußstopfen einschraubbar ist. An der Über­ gangsstelle zwischen diesem Endabschnitt 38 und dem zum Verschrauben des Werkzeugs 30 dienenden Abschnitt mit dem Innengewinde 14 befindet sich ein Sprengring 46 od. dgl., welcher als oberer Anschlag beim Aufwärts­ schrauben des Schneidwerkzeugs 30 dient und daher dessen erwähnte obere, eingefahrene Position begrenzt. Der Sprengring 46 ist in einer im verbreiter­ ten Endabschnitt 38 eingelassenen Innennut positioniert.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführung der Anbohrarmatur gezeigt, zu welcher, außer dem bereits beschriebenen Schneidwerkzeug 30, ein gegen­ über Fig. 1 abgewandelt ausgebildetes Gehäuse 40 verwendet wird. Auch dieses Gehäuse 40 umfaßt einen Bohrstutzen 41 und einen über eine Mün­ dungsöffnung 44 davon abgehenden Abzweigstutzen 42 sowie einen zur Befestigung des Gehäuses 40 an dem Rohr 10 dienenden Sattel 43, doch sind diese Gehäuseteile sowohl zueinander als auch bezüglich des anzuboh­ renden Rohres 10 anders positioniert. Ausweislich der auch hier strichpunk­ tiert angedeuteten beiden Stutzenachsen 41, 42′ laufen diese in einem spitzen Winkel 47 aufeinander zu und liegen, nach der Befestigung des Gehäuses 40, im wesentlichen in einer durch die Rohrachse 48 gehenden Axialebene, welche die Zeichenebene von Fig. 2 ist. Es liegt ein V-Gehäuse 40 vor. Zum Anbohren wird das Schneidwerkzeug 30 in dem geneigt zur Rohrachse 48 verlaufenden Bohrstutzen 41 eingeführt und in der geschilder­ ten Weise die Bohrarbeit ausgeführt. Bedeutsam ist, daß auch der für den Strömungsweg des Mediums nach dem Anbohren maßgebliche Abzweig­ stutzen 42 horizontal liegt und daher die am Abzweigstutzen 42 anzubrin­ gende weiterführende Leitung höhengleich mit dem Rohr 10 weiterlaufen kann. Der Durchmesser beider Stutzen 41, 42 ist in der Regel beträchtlich kleiner als der Außendurchmesser des Rohres 10 ausgebildet. Der Abzweig­ stutzen 42 verläuft senkrecht zur Rohrachse 48.

Wegen der Neigungslage läuft der Bohrstutzen 41 mit einer längsovalen Innenöffnung 45 im Sattel 43 aus. Auch hier erfolgt die Befestigung des V-Gehäuses 40 durch Schweißen. Dazu sind in Fig. 2 die Windungen eines im Bereich der Anlagefläche integrierten elektrischen Heizleiters 50 im Querschnitt angedeutet, dessen eine Anschlußstelle im Bereich eines aufge­ setzten Kontaktblocks 51 zu erkennen ist. Weil der Bohrvorgang im Sinne der Bohrstutzen-Achse 41′ geneigt in die Wand des Rohres 10 ausgeführt wird, entsteht dort ein längsovaler Wandausschnitt.

Die im ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 beschriebenen Bauteile, nämlich die Stützbuchse 15 und die Gewindehülse 26 für die Bildung des Innengewin­ des 14 sind in der bereits beschriebenen Weise auch hier verwirklicht. Insoweit gilt die bisherige Beschreibung. Die Stützbuchse 15 erstreckt sich bis zur Anlage mit der Umfangsfläche des anzubohrenden Rohres 10. Im Gegensatz zu dem äußeren Dichtring 36 liegt der zur Innenöffnung 45 hin weisende innere Dichtring 52 nicht in einer Radialebene zur Bohrstut­ zen-Achse 41′, sondern geneigt. Dieser innere Dichtring 52 verläuft in einer Parallelebene zur Rohrachse 48. Die Stützbuchse 15 von Fig. 2 hat entsprechend der gewünschten Position der beiden Dichtringe 36, 52 zueinan­ der geneigte Ringaufnahmen 16, 53. Der eine Dichtring 52 kann auch als Lippendichtung gestaltet sein.

Bezugszeichenliste

10 Rohr
11 anzubohrende Stelle von 10
12 Berührungsfläche zwischen 23, 10
13 Gegenschelle für 23
14 Innengewinde in 26
15 Stützbuchse
16 obere/äußere Ringaufnahme in 15 (Fig. 1, 2)
17 untere Ringaufnahme in 15 (Fig. 1)
18 lichte Weite von 15
19 Bohrkern von 11
20 T-Gehäuse (Fig. 1)
21 Bohrstutzen
21′ Stutzenachse von 21
22 Abzweigstutzen
22′ Stutzenachse von 22
23 Sattel an 20
24 Mündungsöffnung von 22 in 21
25 Innenöffnung von 21
26 Gewindehülse in 21
27 Axialabstand zwischen 26, 15
28 Steg aus Kunststoffmaterial bei 27
29 Innenweite von 26
30 Schneidwerkzeug
31 Kopfstück von 30
32 Schaftstück von 30
33 Umfangsfläche von 32
34 Außengewinde an 31
35 Innensechskant in 30
36 oberer/äußerer Dichtring in 16
37 untere Lippendichtung (Fig. 1)
38 äußerer Endabschnitt von 26
39 Schneidkante an 32
40 V-Gehäuse (Fig. 2)
41 Bohrstutzen von 40
41′ Stutzenachse von 41
42 Abzweigstutzen von 40
42′ Stutzenachse von 42
43 Sattel an 40
44 Mündungsöffnung von 42
45 Innenöffnung von 41
46 oberer Anschlag, Sprengring (Fig. 1, 2)
47 spitzer Winkel zwischen 41′, 42′ (Fig. 2)
48 Rohrachse von 10 (Fig. 2)
49 längsovaler Wandausschnitt in 10 (Fig. 2)
50 elektrischer Heizleiter in 23, 43
51 Kontaktanschloßblock (Fig. 2)
52 innerer Dichtring (Fig. 2)
53 Ringaufnahme in 15 für 52 (Fig. 2)

Claims (11)

1. Anbohrarmatur für unter Mediendruck stehende Rohre (10) mit einem am anzubohrenden Rohr (10) befestigbaren Gehäuse (20, 40), welches einen Bohrstutzen (21, 41) aufweist,
der Bohrstützen (21, 41) ein Innengewinde (14) besitzt und in diesem Innengewinde (14) ein Schneidwerkzeug mit seinem ein Außengewinde (34) tragenden Kopfstück (31) verschraubbar ist,
das Schneidwerkzeug (30) beim Einschrauben mit seinem gewindefreien Schaftstück (32) aus der Innenöffnung (25, 45) des Bohrstutzens (21, 41) heraustritt und ein Loch (49) in dem anzubohrenden Rohr (10) schneidet,
und das Gehäuse (20, 40) einen Abzweigstutzen (22, 42) besitzt, der im Winkel zum Bohrstutzen (21, 41) verläuft und in diesen mündet (24, 44),
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bohrstutzen (21, 41), unterhalb des Innengewindes (14), eine das Schneidwerkzeug (30) an der Umfangsfläche (33) seines Schaftstücks (32) gleitführende Stützbuchse (15) aus formsteifem Material angeordnet ist,
die sich in den Bereich der Innenöffnung (25, 45) des Bohrstutzens (21, 41) erstreckt und diesen Bereich verstärkt,
daß die Stützbuchse (15) eine seitliche Bohrung aufweist, welche die Mündungsöffnung (24, 44) des Abzweigstutzens (22, 42) bestimmt,
und daß die Stützbuchse (15) beidseitig der Mündungsöffnung (24, 44) des Abzweigstutzens (22, 42) jeweils eine Ringaufnahme (16, 17; 16, 53) für zwei Dichtringe (36, 37; 36, 52) aufweist.

2. Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (14) zum Verschrauben des Schneidwerkzeugs (30) unmit­ telbar vom Wandmaterial des Bohrstutzens (21, 41) gebildet ist.

3. Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (14) zum Verschrauben des Schneidwerkzeugs (30) von einer Hülle (Gewindehülse) aus formsteifem Material gebildet wird, welche oberhalb der Stützbuchse (15) angeordnet ist und einen Ab­ schnitt der Wandinnenfläche vom Bohrstutzen (21, 41) bildet.

4. Anbohrarmatur Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde­ hülse (15) im Bohrstutzen (21, 41) in Axialabstand zur Stützbuchse (15) angeordnet ist.

5. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20, 40) der Armatur als Kunststoff-Druckgußteil erzeugt ist, wobei die Wandinnenfläche des Bohrstutzens (21, 41) durch die Stützbuchse (15) und ggf. durch die Gewindehülse (26) verstärkt ist.

6. Anbohrarmatur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialabstand (27) zwischen den beiden Stirnflächen der Stütz­ buchse (15) und der Gewindehülse (26) ein Steg (28) aus dem Kunst­ stoffmaterial der den Bohrstutzen (21, 41) erzeugenden Wand angeord­ net ist.

7. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite (18) der Stützbuchse (15) kleiner als die Innenseite (29) der Gewindehülse (26) ausgebildet ist.

8. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbuchse (15) einstückig mit der Gewindehülse (26) ausgebildet ist.

9. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (41′) vom Bohrstutzen (41) in spitzem Winkel (47) zur Achse (42′) vom Abzweigstutzen (42) verläuft und - nach der Befestigung des Gehäuses (40) am Rohr (10) - beide Stutzenachsen (41′, 42′) im wesentlichen in einer durch das anzubohrende Rohr (10) gelegten Axialebene (106) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß - im Befestigungsfall des Gehäuses (40) gesehen - die Axialebene mit den beiden Stutzenachsen (41′, 42′) im wesentlichen horizontal ver­ läuft und der Bohrstutzen (41) sowie Abzweigstutzen (42) im wesentli­ chen zueinander höhengleich neben dem anzubohrenden Rohr (10) liegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Abzweigstutzens (42′) im wesentlichen senkrecht und die Achse (41′) des Bohrstutzens (41) geneigt zur Längsachse (48) vom anzubohrenden Rohr (10) verlaufen.