DE19529191C1 - Montagevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Montagevorrichtung für ein Bauteil, insbe­ sondere mit einem Sattelstück, gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Montagevorrichtung ist aus der EP 02 21 692 A1 bekannt und ent­ hält einen ersten Körper in Form einer Platte. Bezüglich dieser Platte ist ein zweiter Körper mit einem Druckkopf mittels eines Schaftes bewegbar angeordnet. Die genannte Platte enthält eine Gewindemutter, in welche der Schaft mit einem Außengewinde eingreift. Die Platte enthält ferner vier Träger, welche auf einem Rechteck positioniert sind, wobei mittels zwei Riemen eine Fixierung auf der Außenfläche des anzubohrenden Rohres ermöglicht wird. Der Druckkopf ist mit­ tels eines Sicherungsringes mit dem Schaft verbunden und im oberen Endbereich des Druckkopfes ist eine Druckfeder angeordnet, wobei zusätzlich eine Kappe zur Abstützung und zum Schutz der genannten Feder vorgesehen ist. Die Mon­ tagevorrichtung besteht aus vielen Einzelteilen und bedingt einen nicht unerheb­ lichen Fertigungs- und Montageaufwand. Beim Festspannen einer Anbohrarmatur auf der Außenfläche des Rohres wird über die genannte Druckfeder der Anpreß­ druck zwischen dem Sattelstück der Anbohrarmatur und dem anzubohrenden Rohr vorgegeben. Zur Herstellung der Verbindung zwischen Sattelstück und Rohraußenfläche wird während des Schweißens Wärme zugeführt und die hierbei auftretenden Veränderungen können die Anpreßkraft der Anbohrarmatur an das Rohr erheblich reduzieren.

Aus der DE 41 27 350 C2 ist ein als Stutzenarmatur ausgebildetes Bauteil mit einem Sattelstück bekannt. Zur Montage wird das Sattelstück auf die Außen­ fläche des Rohres aufgelegt und an der Unterseite des Rohres wird eine Unter­ schelle angeordnet, welche mit dem Sattelstück mittels Schrauben verbindbar ist. Beim Schweißen wird somit das Sattelstück fest auf die Außenfläche des Rohres mit dem erforderlichen Anpreßdruck angepreßt, um eine funktionssichere Schweißung zu ermöglichen. Die Innenfläche des Sattelstücks und ebenso die Unterschelle sind auf den Außendurchmesser des zu verschweißenden Rohres abgestimmt. Es sei fest­ gehalten, daß in vergleichbarer Weise Anbohrarmaturen, Reparaturschellen oder ähnliche Komponenten über Sattelstücke mit einem Rohr bestimmten Außen­ durchmessers verbindbar sind. Für vergleichsweise große Rohrdurchmesser, insbesondere über 200 mm, ist ein nicht unerheblicher zusätzlicher Gewichts- und Materialbedarf für die Unterschelle erforderlich sowie für entsprechende seit­ liche Verlängerungen des Sattelstücks zur Verbindung mit der Unterschelle. Für Rohre, welche eine von üblichen Rohrsystemen mit gestuften Rohrdurchmessern abweichende Außendurchmesser aufweisen, wie es insbesondere beim Relining der Fall ist, sind die bekannten Sattelstücke und Unterschellen praktisch nicht verwendbar. Der diesbezügliche Fertigungs- und Lagerhaltungsaufwand ist recht erheblich.

Ferner ist aus der GB 21 86 524 A die Verbindung eines Abzweigs oder Rohr­ stücks mit einer Rohrleitung bekannt, welche den gleichen Durchmesser wie das Rohrstück aufweist. Im Verbindungsbereich enthält das Rohrstück, dessen Front­ fläche an die Außenfläche der Rohrleitung angepaßt ist, eine Elektroschweiß­ wicklung, welche unmittelbar in die zylindrisch ausgeschnittene Verbindungs­ fläche des Rohrstücks eingesetzt ist. Bei einem derart ausgebildeten Rohrstück ist also kein Sattelstück vorhanden, sondern das Bauteil oder Rohrstück wird un­ mittelbar mit der Außenwand der Rohrleitung verschweißt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Montagevorrichtung zu schaffen, welche eine funktionssichere Fixierung des Sattelstücks auf dem Rohr ermöglicht. Die Vorrichtung soll eine einfache Konstruktion aufweisen und eine problemlose Handhabung ermöglichen. Der Aufwand für Materialeinsatz und Lagerhaltung soll auf ein Minimum reduziert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorgeschlagene Montagevorrichtung zeichnet sich durch eine einfache und funktionsgerechte Konstruktion aus und gewährleistet die Aufbringung und Auf­ rechterhaltung des Anpreßdrucks zwischen dem Bauteil und dem Rohr bei Her­ stellung der Verbindung. Die Montagevorrichtung enthält einen Körper, welcher mittels eines zumindest teilweise flexiblen Befestigungselements auf dem Rohr festlegbar ist. Dieses Befestigungselement ist inbesondere als ein Gurt ausgebil­ det, welcher mit einem Ende um die Außenseite des Rohres herumgeschlungen werden kann, wobei nachfolgend eine Verbindung mit dem Körper herstellbar ist. Bezüglich des Körpers ist ein Kolben bewegbar derart angeordnet, daß das Bau­ teil an die Außenfläche des Rohres angepreßt werden kann. Die zwischen dem Körper und dem Kolben vorgesehene Kammer ist mit Druckmittel derart beauf­ schlagbar, daß mittels des Kolbens das Bauteil an die Außenfläche des Rohres angepreßt wird. Die Kammer ist bezüglich Kolben und Körper abgedichtet und wird vorzugsweise mit Luft gefüllt, wobei der Druck vorgebbar ist. Zur Abdich­ tung der mit Druckmittel befüllbaren Kammer ist in dieser vorzugsweise ein Schlauch angeordnet, welchem ein Ventil zwecks Zuführung von Druckluft zuge­ ordnet ist. Der Kolben besitzt eine Aufnahme für das Bauteil, um eine exakte Ausrichtung des Bauteils auf dem Rohr zu gewährleisten. Besitzt das Bauteil einen Stutzen, so kann diese Aufnahme in zweckmäßiger Weise als eine den Stutzen umgreifende im wesentlichen zylindrische Ausnehmung ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung ermöglicht funktionssicher die Ver­ bindung und das Verschweißen eines Sattelstücks mit Rohren unterschiedlichen Außendurchmessers. Das insbesondere als Sattelstück ausgebildete oder ein solches enthaltende Bauteil wird während des Schweißens erwärmt und an die Rohraußenfläche gepreßt, wobei die Erwärmung des Bauteils eine hinreichende Verformung zuläßt. Es ist hierbei von besonderer Bedeutung, daß die Innen­ fläche des Bauteils zunächst einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner ist als der Außendurchmesser des Rohres. Infolge der Erwärmung beim Schweißen und des einwirkenden Anpreßdrucks mittels der Montagevorrichtung wird eine An­ passung der Innenfläche des Bauteils an die Außenfläche des Rohres erreicht. Hierbei ist von weiterer Bedeutung, daß ein Druckmedium in der Kammer der Vorrichtung zum Einsatz gelangt, durch das eine degressive Kraft-Weg-Kennlinie vorgegeben ist. Dies gilt insbesondere für Luft und aufgrund der degressiven Kennlinie bleiben selbst bei vergleichsweise großen Wegänderungen die hierbei eintreten­ den Kraftänderungen gering. Durch die Auswahl des Druckmediums mit degressi­ ver Kraft-Weg-Kennlinie und/oder durch Vorgabe derart, daß der Arbeitsbereich im degressiven Teil einer Kennlinie liegt, können Fertigungstoleranzen, Unrund­ heiten ebenso ausgeglichen werden wie unterschiedliche Rohrdurchmesser. In diesem Zusammenhang sei besonders auf das Relining-Verfahren hingewiesen, bei welchem Rohre mit recht unterschiedlichen Durchmessern, und zwar abwei­ chend von den üblichen genormten Rohrnennweiten, zum Einsatz gelangen. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, Standardbauteile, welche für genormte Rohrsysteme vorgesehen sind, im Relining-Verfahren ein­ zusetzen.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Montagevorrichtung anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Montagevorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 zu­ sammen mit dem Rohr und dem zu verbindenden Bauteil.

Fig. 1 zeigt die Montagevorrichtung mit einem Körper 2, in welchem ein Kolben 4 bezüglich einer Achse 6 verschiebbar angeordnet ist. Mit dem Körper 2 ist ein Befestigungselement 8 verbindbar. Das Befestigungselement 8 ist zumindest teilweise flexibel ausgebildet, und zwar insbesondere als ein Gurt. Das Befesti­ gungselement 8 ermöglicht die Fixierung der Montagevorrichtung zusammen mit dem Bauteil auf dem hier nicht dargestellten Rohr. Das Befestigungs­ element ist auf der einen Seite mittels einer ersten Haltevorrichtung 10 mit dem Körper 2 fest verbunden und auf der anderen Seite mittels einer weiteren Halte­ vorrichtung 12 lösbar verbunden. Die zweite Haltevorrichtung 12 enthält ein Betätigungselement 14, mittels welchem die Verbindung mit dem Körper 2 bei Bedarf lösbar ist. Das zumindest teilweise flexible Befestigungselement bzw. der Gurt 8 kann somit bei einfacher Handhabung problemlos um das Rohr ge­ schlungen werden. Die erste Haltevorrichtung 10 ist in zweckmäßiger Weise derart ausgebildet, daß auch an dieser Seite eine Entkopplung vom Körper 2 durchführbar ist, um so den Austausch gegen ein anderes Befestigungselement 8, insbesondere für andere Rohraußendurchmesser, zu ermöglichen.

Zwischen dem Körper 2 und dem Kolben 4 ist eine Kammer 16 derart angeord­ net, daß unter Einwirkung eines Druckmittels der Kolben 4 bezüglich des Kör­ pers 2 in Richtung des Pfeiles 18 bewegbar ist. Die Kammer 16 liegt im wesentli­ chen koaxial zur Achse 6 und enthält ferner einen elastischen Schlauch 20 aus Elastomer oder Gummi. Desweiteren ist ein Ventil 22 vorgesehen, welches die Einleitung von Druckmittel in die Kammer 16 bzw. in den Schlauch 20 ermög­ licht. Das Ventil 22 ist in vorteilhafter Weise als ein herkömmliches Ventil aus­ gebildet, so daß mit einer einfachen Luftpumpe bei Bedarf die Kammer mit Druckluft gefüllt und somit die Bewegung des Kolbens 4 und letztendlich die Anpressung des Bauteils an das Rohr durchgeführt werden kann. Es versteht sich, daß bei Bedarf das Druckmittel wieder aus der Kammer entfernbar ist, um nach Herstellen der Schweißverbindung die Montagevorrichtung vom Rohr abzu­ nehmen.

Obgleich die Anordnung des elastisch nachgiebigen Schlauches 20 in der Kammer 16 einen äußerst geringen Fertigungs- und Materialaufwand erfordert, kann im Rahmen der Erfindung die Kammer 16 auch mit anderen Dichtmitteln abgedich­ tet sein. So können beispielsweise in den koaxialen Innenflächen des Körpers 2 Dichtringe angeordnet sein, welche an den koaxialen Außenflächen des Kolbens 4 anliegen oder umgekehrt.

Der Kolben 4 enthält ferner eine Aufnahme 24 zur Ausrichtung und Festlegung des mit dem Rohr zu verbindenden Bauteils, um ein Verschieben oder eine Fehl­ ausrichtung zu vermeiden. Die Aufnahme 24 enthält wenigstens eine, bei dieser hier dargestellten Ausführungsform zwei im wesentlichen zylindrische Ausneh­ mungen 26, 27, in welche ein Rohrstück, ein Stutzen oder dergleichen des zu verschweißenden Bauteils eingeführt werden können.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammen mit dem Bauteil 30 und dem Rohr 32, um welches das flexible Befestigungselement oder der Gurt 8 an seiner Unterseite geschlungen ist. Das Bauteil 30 ist hierbei als Sattelstück mit einem Stutzen 34 ausgebildet, welcher in die Ausnehmung 27 des Kolbens 4 ein­ geführt ist. Das Bauteil 30 enthält auf seiner Innenfläche 36 in bekannter Weise eine Heizdraht-Wicklung, welche die Herstellung einer Verbindung mit der Außenfläche 38 des Rohres nach dem Elektroschweißverfahren ermöglicht. Es ist der Zustand des Bauteils oder Sattelstücks 30 nach dem Erwärmen bzw. nach Herstellung der Schweißverbindung dargestellt. Vor dem Anpressen des Bauteils 30 hatte die Innenfläche 36 einen kleineren Radius, wie es mit der strichpunk­ tierten Linie 40 angedeutet ist. Aufgrund der Anpressung beim Schweißen er­ folgte die Anpassung der Innenfläche 36 an die Außenfläche 38 des Rohres. Nach Herstellung der Schweißverbindung kann mittels des Betätigungselements 14 die Entkopplung des Befestigungselements 8 vom Körper 2 erfolgen und da­ nach kann die Montagevorrichtung vom Rohr 32 und dem Bauteil 30 abgenom­ men werden.

Der Einsatz von Luft als Druckmittel für die Kammer 16 ermöglicht in zweck­ mäßiger Weise die Nutzung der degressiven Kraft-Weg-Kennlinie. Trotz ver­ gleichsweise großen Wegänderungen während des Schweißvorgangs entsprechend der Radiusdifferenz zwischen der ursprünglichen Innenfläche des Bauteils 30 und der Rohraußenfläche 38 wird eine zu große Kraftänderung vermieden. Zum Schweißen kann damit der erforderliche Anpreßdruck funktionssicher aufge­ bracht und aufrechterhalten werden. Gleichwohl ist die Erfindung nicht auf das Druckmittel Luft eingeschränkt, sondern es können bedarfsweise auch andere Druckmittel zum Einsatz gelangen.

Das in zweckmäßiger Weise als Gurt ausgebildete Befestigungselement 8 um­ schlingt das Rohr 32 in einem vorgegebenen Winkel 42, der wenigstens 90°, im wesentlichen 170° und darüber groß ist, gemäß Zeich­ nung etwas größer als 180° ist. Dieser Winkel 42 liegt diametral zum Bauteil 30. Beim Festspannen der Montagevorrichtung werden somit unter anderem auch seitliche, radial wirkende Kraftkomponenten 44, 46 wirksam. Aufgrund dieser Kraftkomponenten 44, 46 wird beim Anpressen der Montagevorrichtung einer radialen Deformation in Richtung des Pfeiles 48 radial nach außen entgegen­ gewirkt. Eine derartige nachteilige Deformation wird vermieden, und die An­ passung der Innenfläche 36 des Bauteils 30 an die Rohraußenfläche 38 in der zum Schweißen erforderlichen Weise wird gewährleistet.

Bezugszeichenliste

2 Körper
4 Kolben
6 Achse
8 Befestigungselement
10 erste Haltevorrichtung
12 zweite Haltevorrichtung
14 Betätigungselement
16 Kammer
18 Pfeil
20 elastischer Schlauch
22 Ventil
24 Aufnahme
26, 27 Ausnehmung
30 Bauteil
32 Rohr
34 Stutzen
36 Innenfläche von 30
38 Außenfläche von 32
40 Linie
42 Winkel
44, 46 Kraftkomponente
48 Pfeil

Claims (7)

1. Montagevorrichtung für ein Bauteil auf einem Rohr, enthaltend einen Körper (2), mit welchem ein das Rohr (32) zumindest teilweise umgreifendes Befesti­ gungselement (8) verbindbar ist, und einen zweiten Körper (4), welcher bezüglich des ersten Körpers (2) bewegbar angeordnet ist und mittels welchem das Bauteil (30) auf der Außenfläche (38) des Rohres (32) fixierbar und mittels des zweiten Körpers (4) an die Außenfläche (38) anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Körper (2) und dem zweiten als Kolben (4) ausgebildeten Körper eine Kammer (16) vorhanden ist, welche zur Bewegung des Kolbens (4) mit Druckmittel beaufschlagbar ist, und daß aufgrund des in die Kammer (16) eingeleiteten Druckmittels eine Kraft-Weg-Abhängigkeit mit degressiver Kennlinie vorgegeben ist.

2. Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (16) ein elastischer Schlauch (20) angeordnet ist, in welchen das Druck­ mittel, insbesondere über ein Ventil (22), einleitbar ist.

3. Montagevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel Luft in die Kammer (16) einleitbar ist.

4. Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (4) eine Aufnahme (24) zur Festlegung des Bauteils (30) aufweist.

5. Montagevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (24) wenigstens eine Ausnehmung (26) fuhr einen Stutzen (34) oder Rohrstück des Bauteils (30) aufweist.

6. Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Befestigungselement (8) als ein Gurt oder Band ausgebildet ist und das Rohr (32) im wesentlichen diametral zum Bauteil (30) in einem Winkel (42) umschlingt, wobei dieser Winkel (42) wenigstens 90°, im wesentlichen 170° und darüber groß ist.

7. Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung gemeinsam mit dem Bauteil (30), dessen Innenfläche (36) vor dem Anpressen an das Rohr (32) einen kleineren Radius aufweist als die Außen­ fläche (38) des Rohres (32).