DE19603254A1 - Ventil-Anbohrarmatur für unter Mediendruck stehende Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Die medienführende Rohrleitung ist in einer vorschriftsmäßigen Tiefe im Erdreich verlegt und besteht vorzugsweise aus Kunststoff.

Manchmal muß an einer gewünschten Stelle der Rohrleitung eine Ab­ zweigleitung angeschlossen werden. Dafür verwendet man eine Anbohrvor­ richtung, die ein Gehäuse mit einem zur Befestigung an der Rohrleitung dienenden Sattel besitzt, von dem zwei rohrförmigen Stutzen ausgehen. Das Gehäuse der Anbohrarmatur besteht vorteilhaft ebenfalls aus thermo­ plastischem Kunststoff, weshalb sich ihr Gehäuse an der gewünschten Anbohrstelle der Rohrleitung durch Anschweißen des Sattels befestigen läßt. Der eine Stutzen ist mit einem Innengewinde versehen, worin ein zylindrisches Bohrwerkzeug verschraubbar ist, das ein Kopfstück mit einem entsprechenden Außengewinde aufweist. Dieser Stutzen soll daher nachfolgend kurz "Bohrstutzen" bezeichnet werden. Das Bohr­ werkzeug besitzt ein gewindefreies zylindrisches Schaftstück, das gegen­ über dem Kopfstück abgesetzt ist und beim Vorwärtsschrauben an der Anbohrstelle mit seinem scharfen Schneidende ein Loch in die Wand der Rohrleitung schneidet, wobei der herausgeschnittene Wandteil als Stopfen im Inneren des Schaftstücks verbleiben kann und dessen Zylinder­ raum mediendicht verschließt. Der andere Stutzen dient zum Anschluß einer Abzweigleitung, weshalb er nachfolgend kurz "Abzweigstutzen" genannt werden soll. Die beiden Stutzen gehen von dem Sattel des Gehäuses aus und sind mit ihren beiden Stutzenachsen in einem spitzen Winkel V-förmig zueinander angeordnet. Die beiden Stutzen- Innenöffnungen stehen im Scheitelbereich des V-Winkels miteinander in Verbindung. Dabei wirkt das Schaftstück des Bohrwerkzeugs zugleich als Ventilkörper, der beim Vorwärtsschrauben die Verbindung zum Ab­ zweigstutzen ventilartig verschließt, aber beim Zurückschrauben frei gibt.

Bei der bekannten Anbohrarmatur (US 3 692 044 B) liegen die beiden V-förmigen Stutzen mit ihren Stutzenachsen in einer gemeinsamen Radi­ alebene, die senkrecht zur Rohrachse der Rohrleitung verläuft. Die beide Stutzenachsen stehen senkrecht zur Rohrachse und schneiden sich erst in ihrer Verlängerung. Ihr gemeinsamer Schnittpunkt ist die Rohrachse. Die beiden Außen- und Innenöffnungen der Stutzen befinden sich zwar in der gleichen Radialebene der Rohrleitung, aber in radialem Versatz zueinander. Um das Bohrwerkzeug im Bohrstutzen bequem hand­ haben zu können und um die Abzweigleitung an den V-förmig dazu verlaufenden Abzweigstutzen gut anschließen zu können, wird das Gehäu­ se mit den beiden Stutzen so an der Rohrleitung befestigt, daß die Winkelhalbierende vom V-Winkel in einer Vertikalebene zur Rohrachse der Rohrleitung liegt. Die beiden Stutzenachsen nehmen dann gegenüber dieser Vertikalebene eine um den halben V-Winkel versetzte Neigungslage ein. Die beiden Innenöffnungen der V-Stutzen münden in eine große Kammer, die im Gehäuse-Sattel vorgesehen ist. Beim Anbohren der Rohrleitung durch die Innenöffnung des Bohrstutzens kommt das Bohrloch in radialem Versatz zu der Innenöffnung des Abzweigstutzens in der gemeinsamen Kammer zu liegen. Dadurch ergeben sich ungünstige Strö­ mungsverhältnisse für das Medium; dieses muß von der angebohrten Rohrleitung über das Bohrloch zunächst in den Bereich der Innenöffnung des Bohrstutzens gelangen und von dort dann durch die verhältnismäßig enge Kammer bis zu der versetzten Innenöffnung des Abzweigstutzens gelangen, um von dort dann in die angeschlossene Abzweigleitung weiter­ strömen zu können.

Bei einer Anbohrvorrichtung anderer Art (DE 20 51 702 A) besitzt das Gehäuse einen in der Vertikalebene zur Rohrachse liegenden vertika­ len Bohrstutzen mit einem Innengewinde, worin ein konisches Perforati­ onswerkzeug verschraubbar ist. Ein Abzweigstutzen kann entweder recht­ winklig oder geneigt in den mit Innengewinde ausgerüsteten Innenab­ schnitt des Bohrstutzens münden. Die Stutzenachsen des Bohrstutzens und des Abzweigstutzens sind auch hier stets in einer senkrecht zur Rohrachse der anzubohrenden Rohrleitung liegenden Radialebene angeord­ net. An der Innenöffnung des Bohrstutzens besitzt das Gehäuse Gewinde­ aufnahmen oder Radialaussparungen, in welche das vom Perforationswerk­ zeug aus der Rohrwand geschnittene Material verdrängt wird und dort einen ringförmigen Kragen an der Rohrleitung erzeugt. Dieser Kragen wird bei Verwendung von Kunststoffmaterial im Gehäuse mit einem Metallring ausgekleidet, der von einem konischen Zwischenstück des Perforationswerkzeugs eingeführt wird und den Kragen innenseitig ver­ stärkt. Die Ausbildung des Kragens durch Materialverdrängung und seine Verstärkung durch den Metallring erfordern eine mühevolle, störan­ fällige Handhabung. Auch hier findet zwischen dem unteren Abschnitt des Anbohrstutzens und dem Abzweigstutzen ein versprungener Strö­ mungsverlauf statt, der sich ungünstig auswirkt.

Um mittels einer externen Bohrmaschine eine Rohrleitung unter einem bestimmten Neigungswinkel zur Rohrachse anbohren zu können, wird die Bohrmaschine über eine Schleuse an einer Zylinderführung ange­ flanscht, wobei die Zylinderführung mittels eines Flansches geneigt zur anzubohrenden Rohrleitung befestigt wird (GB 22 51 566 A). Ein eigener Stutzen zum Anschluß einer Abzweigleitung ist nicht vorgesehen. Die Zylinderführung besitzt, über ihren Umfang verteilt, mehrere radiale Stellschrauben, die zwischen sich den Bohrschaft der angeflanschten Bohrmaschine stützen sollen. Eine ventilartige Abdichtung erfolgt weder an der Anbohrstelle noch innerhalb der Zylinderführung, vielmehr muß dafür die zwischen der Zylinderführung und der Bohrmaschine angeordnete zusätzliche Schleuse bereitgestellt und montiert werden. Eine Abzweiglei­ tung kann nur am Stirnende der Zylinderführung angeschlossen werden. Dazu muß zunächst der Bohrer aus der Zylinderführung entfernt werden, dann die Schleuse geschlossen und, schließlich nach dem Abnehmen der Bohrmaschine, an der Schleuse eine Abzweigleitung angeflanscht werden. Dieser Vorgang ist aufwendig und umständlich. Die Schleuse vergrößert die vertikale Bauhöhe der Vorrichtung.

Zum Anbohren von Abwasserrohren (US 3 461 750 B) ist es bekannt, ein in seiner Neigungslage einstellbares Gestell für eine Bohrmaschine zu verwenden. In Abhängigkeit von seiner Neigungseinstellung kann die Bohrmaschine mit ihrem zylindrischen Bohrer entweder vertikal oder geneigt zur Rohrachse das Abwasserrohr anbohren. Nach dem An­ bohren wird das Gestell mitsamt dem Bohrer entfernt, um anderweitig verwendet zu werden. Es gibt weder einen Bohrstutzen noch einen Anschlußstutzen, wie auch ein Gehäuse zur Aufnahme des Bohrers fehlt. Es handelt sich hier um keine am Rohr verbleibende Anbohrarma­ tur, die gleichzeitig zum Anschluß einer Abzweigleitung für das Medium und zum Absperren oder Öffnen der Abzweigleitung als Ventil verwendet werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte, bequem handhabbare Ventil-Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu entwickeln, die raumsparend gestaltet ist und günstige Strömungsverhältnisse zwischen der angebohrten Rohrleitung und der Abzweigleitung erzeugt. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Bei der Erfindung sind die beiden V-förmig zueinander verlaufenden Stutzen in einer gegenüber dem Stand der Technik gegensätzlichen Weise am Gehäuse positioniert. Die Achsen der beiden V-förmig verlau­ fenden Stutzen befinden sich bei der Erfindung nicht in einer Radialebe­ ne, sondern in einer gemeinsamen Axialebene bezüglich der Rohrachse der anzubohrenden Rohrleitung. Dadurch kommen die beiden Außenöffnun­ gen der Stutzen, an denen die Handhabung zu vollziehen ist, in zueinan­ der axial versetzte Bereiche der Rohrleitung zu liegen; die beiden Außen­ öffnungen sind zueinander axialversetzt. Wenn der Bohrstutzen an seiner Außenöffnung gut handhabbar ist, so gilt dies in der gleichen Weise auch für die Außenöffnung des Anschlußstutzens. Bei der Erfindung wird durch den geneigt verlaufenden Bohrstutzen zwar das Bohrloch geneigt eingeschnitten, aber das Medium kann unter sehr günstigen Strömungsverhältnissen durch den senkrecht zur Rohrleitung verlaufenden Anschlußstutzen austreten. Weil sich beide Stutzenachsen im Bereich des Sattels schneiden, entsteht eine gemeinsame Innenöffnung für beide Stutzen.

Bedeutungsvoll sind die aus Unteranspruch 3 und 4 sich ergebenden Maßnahmen.

Wird das Gehäuse der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur in einer Drehpo­ sition nach Anspruch 3 an der Rohrleitung befestigt, so gelangen beide Außenöffnungen der miteinander axial ausgerichteten Stutzen in eine zueinander gleiche Drehlage. Entsprechend dem Ausmaß dieser Verdrehung vermindert sich die vertikale Bauhöhe der an der Rohrleitung befestigten Anbohrarmatur. Es liegt dann eine entsprechend geringe effektive Bauhöhe vor. Wählt man einen 90°-Drehwinkel für die Lage der Axial­ ebene, wie es Anspruch 4 vorschlägt, so kommen die beiden Stutzen höhengleich mit der Rohrleitung zu liegen. Dann fällt die Bauhöhe der Anbohrarmatur überhaupt nicht mehr ins Gewicht, weil die beiden Stutzenachsen in einer durch die Rohrachse gelegten Horizontalebene angeordnet sind. In diesem Fall braucht die Länge der V-förmig verlau­ fenden Stutzen bei der Bemessung der Erdabdeckung oberhalb der Rohr­ leitung überhaupt nicht mehr beachtet zu werden. Man kommt bereits mit einer geringen Erdabdeckung aus, weshalb die Rohrleitung in kosten­ sparender Weise auch in geringer Tiefe im Erdreich verlegt werden kann.

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine anzubohrende Rohrleitung mit einer daran befestigten Anbohrarmatur nach der Erfindung, längs der versprungenen Schnittlinie I-I von Fig. 2,

Fig. 2 die an der Rohrleitung befestigte Anbohrarmatur gemäß Fig. 1 teilweise im Axialschnitt und teilweise in Draufsicht längs der versprungenen Schnittlinie II-II von Fig. 1, wobei, jeweils im Halbschnitt, zwei extreme Schraubpositionen des verwende­ ten Bohrwerkzeugs gezeigt sind,

Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Schnittdarstellung eine alternative Ausführung der dabei verwendeten Anbohrarmatur nach der Erfindung, wo sich das Bohrwerkzeug in einer voll rückgeschraubten Ausgangsstellung befindet und

Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigten Verhältnisse, wenn sich das Bohrwerk­ zeug in seiner voll vorwärts geschraubten, anbohrwirksamen Position befindet.

Eine aus Kunststoff bestehende, ein unter Druck stehendes Medium führende Rohrleitung 10 ist in einem nicht näher gezeigten Erdreich od. dgl. verlegt. An einer gewünschten Stelle dieser Rohrleitung 10 soll eine nicht näher gezeigte Abzweigleitung angeschlossen werden. Dafür verwendet man eine Anbohrarmatur 20, die ein Gehäuse 24 mit zwei rohrförmigen Stutzen 21, 22 besitzt. Das Gehäuse 24 der Anbohrar­ matur 20 besteht ebenfalls aus Kunststoff und umfaßt eine zur Befesti­ gung des Gehäuses 24 dienende Schelle 23, die sowohl zu einer Klemmbe­ festigung als auch zu einer Schweißbefestigung an der Mantelfläche der Rohrleitung dient. Diese Befestigung des Gehäuses 24 erfolgt an einer bestimmten gewünschten Anbohrstelle 11 der Rohrleitung 10.

Die Gehäuseschelle 23 umschließt, nach Art eines Sattels, ein axiales Stück der Rohrleitung 10 und besitzt zwei Schellenschenkel 27, die zumindest im Endbereich schlanker als im Mittelbereich ausgebildet sind. Das macht die Endstücke der Schellenschenkel 27 elastisch ausbieg­ bar. Diese Elastizität ergibt sich durch die Federwirkung des zum Auf­ bau des Gehäuses 24 dienenden Kunststoffs. Die Schellenschenkel 27 umfassen mehr als die Hälfte des Rohrmantels. Im vorliegenden Fall erstreckt sich die Gehäuseschelle 23 über zwei Drittel des Rohrmantels 10′. Das Gehäuse 24 kann radial auf die Rohrleitung 10 aufgesetzt werden, weil sich die beiden Enden der Schellenschenkel 27 elastisch auseinanderspreizen lassen. Ist die Rohrleitung 10 ins Innere der Gehäuse­ schelle 23 gelangt, dann schnappen die beiden Schellenschenkel 27 ela­ stisch gegeneinander und halten aufgrund ihrer Federelastizität das zwischen ihnen angeordnete Gehäuse 24 in der gewählten Position vorläu­ fig fest. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Anbohrarmatur 20 in der aus Fig. 1 ersichtlichen horizontalen Lage ihrer Stutzen 21, 22 auf die Rohrleitung 10 aufgesteckt wird.

Zur Klemmbefestigung des Gehäuses 24 dient eine Komplementärschelle 13, die den Restbereich der Rohrleitung 10 umgreift, nämlich im vorlie­ genden Fall nur ein Drittel des ganzen Rohrmantels 10′. Die Gehäuse­ schelle 23 wird mit der Komplementärschelle 13 durch zwischen flansch­ artigen Schellenenden angreifenden Spannmitteln 40 verspannt. Diese Befestigung kann zusätzlich noch durch eine Schweißbefestigung gesichert werden. Dazu besitzt die Gehäuseschelle 23 im Berührungsbereich zum Rohrmantel 10′ ein in Fig. 2 angedeutetes Heizelement 51, welches vor allem die Ansatzstelle der von der Gehäusestelle 23 ausgehenden beiden Stutzen 21, 22 umgreift. Dieses Heizelement 51 ist an einen Kontaktblock 52 angeschlossen, der am Ende der Gehäuseschelle 23 sitzt und zum Anschluß von elektrischen Leitungen dient. Dadurch kann das Gehäuse 24 mediendicht an der Mantelfläche der Rohrleitung 10 angeschweißt werden.

Der eine Stutzen 21 des Gehäuses 24 besitzt ein Innengewinde 42, das im vorliegenden Fall durch eine metallische, z. B. aus Messing bestehende Gewindehülse 41 erzeugt wird. Diese Gewindehülse 41 deckt die Innenwand des Stutzens 21 im äußeren Stutzenabschnitt ab. In die­ sem Innengewinde 42 ist ein zylindrisches Bohrwerkzeug 30 verschraubbar. Deshalb soll dieser Stutzen nachfolgend, wie bereits eingangs erwähnt wurde, mit "Bohrstutzen" bezeichnet werden. Das Bohrwerkzeug 30 umfaßt ein mit komplementärem Außengewinde versehenes Kopfstück 31, dem sich ein zylindrisches Schaftstück 32 mit glatter Umfangsfläche 36 anschließt. Der Außendurchmesser des Schaftstücks 32 ist gegenüber demjenigen des Kopfstücks 31 radial abgesetzt. Der Kopfbereich 31 dient zur drehfesten Verbindung mit einer nicht näher gezeigten Hand­ habe, weshalb das Bohrwerkzeug 30 dort mit einem Innensechskant 33 versehen ist. Am Schaftende befindet sich eine scharfe, ggf. gezahnte Schneidkante 34, mit welchem Wandmaterial an der gewünschten Anbohr­ stelle 11 aus der Rohrleitung 10 geschnitten werden kann. Dieses Wand­ material kann, wie im unteren Halbschnitt von Fig. 2 zu erkennen ist, als Bohrkern 47 den Zylinderinnenraum des Schaftstücks 32 medien­ dicht abschließen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Bohrwerkzeug 30, wie im vorliegenden Fall, eine durchgehende Zylinderbohrung besitzt. Die Drehhandhabe wird durch die Außenöffnung 29 in den Bohrstutzen 21 eingeführt und dort mit der Steckaufnahme 33 des Bohrwerkzeugs 30 gekuppelt.

Der andere Stutzen 22 vom Gehäuse 24 wird im Bereich seiner Außenöff­ nung 26, wie bereits erwähnt wurde, an eine nicht näher gezeigte Ab­ zweigleitung angeschlossen, weshalb er nachfolgend "Anschlußstutzen" genannt werden soll. Beide Stutzen 21, 22 gehen, im ersten Ausführungs­ beispiel des Gehäuses 24 von Fig. 2, von einer gemeinsamen Innenöffnung 25 aus, welche vom Innenende des Rohrstutzens 21 bestimmt ist und in der Gehäuseschelle 23 liegt. Die beiden Stutzen 21, 22 sind in einem spitzen Winkel 35 zueinander angeordnet. Im Scheitelbereich des V- Winkels 35 schneiden sich ihre beiden Stutzenachsen 21′, 22 bei 28. Dieser Schnittpunkt 28 liegt im Bereich der Gehäuseschelle 23, und zwar an der erwähnten gemeinsamen Innenöffnung 25.

Ausweislich der Fig. 2 liegen die beiden Stutzenachsen 21′, 22′ in der gleichen Ebene, in welcher zugleich die Rohrachse 12 der anzuboh­ renden Rohrleitung 10 angeordnet ist, nämlich in der Zeichenebene von Fig. 2. Damit befinden sich die beiden Stutzenachsen 21′, 22 in einer gemeinsamen, von der Rohrachse 12 bestimmten Axialebene, die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet und mit 43 bezeichnet ist. Dadurch kommen die beiden vorerwähnten Außenöffnungen 26, 29 der Stutzen 21, 22 in einem axialen Versatz 44 gemäß Fig. 2 zu liegen. Diese den Stutzenachsen gemeinsame Axialebene 43 ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, gegenüber einer dort ebenfalls eingezeichneten Verti­ kalebene 45 um einen Winkel 46 drehversetzt, der nachfolgend mit "Drehwinkel" bezeichnet werden soll. Im vorliegenden Fall beträgt der Drehwinkel 90°, weshalb die den Stutzenachsen 21′, 22′ gemeinsa­ me Axialebene 43 horizontal verläuft. Dadurch kommt der Bohrstutzen 21 sowie der Anschlußstutzen 22 im wesentlichen höhengleich mit der Rohrleitung 10 zu liegen. Zwar ist der Bohrstutzen 21 mit einem größe­ ren Durchmesser als der Anschlußstutzen 22 versehen, doch liegen beide Bohrstutzen 21, 22 innerhalb des Rohrdurchmessers der Rohrleitung 10. Die Länge der beiden Stutzen 21, 22 wirkt sich in der Vertikalebene 45 überhaupt nicht aus. Es ist daher nur eine geringe Bodenabdeckung über der Rohrleitung 10 erforderlich. Die Rohrleitung 10 kann prinzipiell in verhältnismäßig geringer Tiefe im Erdreich verlegt werden. Es versteht sich, daß der Drehwinkel 46 bedarfsweise variieren könnte; man könnte ihn kleiner als 90° ausbilden. Dann würde zwar die Axialebene 43 gegen­ über Fig. 1 in eine höhere Drehlage kommen, doch wäre auch dabei die effektive vertikale Bauhöhe durch die drehversetzte Lage der beiden Stutzen 21, 22 erniedrigt. Man käme auch in diesem Fall mit einer geringen Bodenabdeckung oberhalb der Rohrleitung 10 aus.

Bedeutsam ist auch die Winkellage der beiden Stutzen 21, 22 gegenüber der Rohrleitung 10. Die Achse 22′ des Anbohrstutzens 22 verläuft senk­ recht zur Rohrachse 12, während die Achse 21′ des Bohrstutzens 21 in einem Neigungswinkel 48 zur Rohrachse 12 angeordnet ist. Dieser Neigungswinkel 48 ist der Komplementärwinkel zu dem vorerwähnten V-Winkel 35 zwischen den beiden Stutzen 21, 22 bzw. deren Achsen 21′, 22′. Weil im Ausführungsbeispiel der V-Winkel 45° beträgt, ist auch der Neigungswinkel 45° groß, nämlich 90° minus 45°. Dadurch ergeben sich bei dieser Anbohrarmatur 20 günstigere Verhältnisse beim Bohren und bei der abgezweigten Strömung des Mediums.

In Fig. 2 ist im oberen Halbschnitt des Bohrstutzens 21 das Bohrwerk­ zeug 30 in einer Ausgangslage gezeigt, die durch einen oberen Anschlag 49 im Inneren des Bohrstutzens 21 bestimmt ist. Dazu besitzt die Gewin­ dehülse 41 eine Innennut, in welcher ein Sprengring 49 sitzt, der als Anschlag für das Kopfstück 31 des Bohrwerkzeugs 30 dient. In Fig. 2 ist in dieser Ausgangsposition das schneidwirksame Ende vom Schaft­ stück weggebrochen gezeichnet, doch kann sich dieses, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, bis ins Innere einer im inneren Endabschnitt des Bohr­ stutzens 21 befindlichen Stützbuchse 15 erstrecken. Dann greift das Schaftstück 32 bereits in den Anfangsbereich 16 der Stützbuchse 41 ein und seine Umfangsfläche 36 wirkt mit einem dort in einer Innennut angeordneten oberen Dichtring 18 zusammen. In diesem Fall ist bereits in der Ausgangslage für eine allseitige Abstützung des Schaftstücks 32 in der Stützbuchse 15 gesorgt und die dortige obere Dichtstelle bei 18 wirksam. Die Stützbuchse 15 besitzt eine seitliche Ausnehmung 14, die mit dem Abzweigstutzen 22 ausgerichtet ist.

Zum Anbohren der Rohrleitung 10 wird das Bohrwerkzeug 30 von der bereits erwähnten Drehhandhabe im Sinne des Pfeils 37 von Fig. 2 vorwärts geschraubt. Dabei bleibt die bereits in der Ausgangslage bestehende Führung seines Schaftstücks 32 in der Stützbuchse 15 erhal­ ten. Sofern die Führung der Stützbuchse 15 in der Ausgangslage noch nicht vorliegen sollte, besteht in jedem Fall, solange das zylindrische Schaftstück 32 mit seiner Schneidkante 34 an der Anbohrstelle 11 ein Loch 11′ aus der Rohrwand schneidet und im Zylinderinnenraum den bereits erwähnten Bohrkern 47 aufnimmt. Wegen der Neigung 48 des Bohrstutzens 21 trifft nämlich die Schnittkante 34 zunächst nur einseitig auf die Rohrwand, weshalb, ohne Stützbuchse 15, das Bohr­ werkzeug 30 verkippen könnte. Man würde dann kein ordnungsgemäßes Bohrloch 11′ erhalten.

In dieser Endphase des Anbohrens wird eine untere Dichtstelle 19 in der Stützbuchse 15 wirksam. Diese besteht im ersten Ausführungsbei­ spiel der Anbohrarmatur 20 aus einem unteren Dichtring 19, der im Endbereich 17 der Stützbuchse 15 in einer entsprechenden Ringaufnahme gelagert ist. Dieser untere Dichtring 19 ist in einer anderen Ebene als der obere Dichtring 16 angeordnet; er umschließt die untere Innenöff­ nung 25 des Bohrstutzens 21 und liegt parallel zur Rohrachse 12. Dieser untere Dichtring 19 legt sich an die Umfangsfläche 36 des bohrwirksamen Schaftstücks 32 an und dichtet die Innenöffnung 25 gegenüber dem weiteren Gehäuse-Innenraum ab, vor allem den Abzweigstutzen 22 zu dessen Außenöffnung 26 hin. Das Bohrwerkzeug 30 ist daher zugleich ein Ventilglied; sein Schaftstück 32 wirkt mit der unteren Dichtstelle 19 ventilartig zusammen. Der Schaft 32 erfüllt somit eine Doppelfunkti­ on; zusätzliche Bauteile oder Profile am Bohrwerkzeug sind nicht erfor­ derlich.

Die volle Vorschraublage 37, die in Fig. 2 durch die dort eingezeichnete untere Hälfte des Bohrwerkzeugs 30 verdeutlicht ist, kann ebenfalls durch einen unteren Anschlag 39 im Inneren des Bohrstutzens 21 begrenzt sein. Dazu dient im vorliegenden Fall ein Innenbund 39 aus Gehäusemate­ rial, welcher zwischen der metallischen Stützbuchse 15 und dem inneren Ende der metallischen Gewindehülse 41 angeordnet ist und mit der inneren Kante vom Kopfstück 31 des Bohrwerkzeugs 30 zusammenwirkt.

Dieser Innenbund 39 dient zugleich als elektrische Isolation zwischen der metallischen Stützbuchse 15 und metallischen Gewindehülse 41.

In dieser vollen Vorwärts-Schraublage ragt ein Endabschnitt 38 vom Schaftstück 32 in den aus Fig. 1 ersichtlichen Querschnitt der Rohrlei­ tung 10 hinein und behindert dort die Strömung des Mediums, wie strichpunktiert in Fig. 1 angedeutet ist. Dieser störende Endabschnitt 38 kann aber, ohne die Ventilabschlußwirkung des Bohrwerkzeugs 30 zu beeinträchtigen, ohne weiteres entfernt werden. Dazu braucht man nur das Bohrwerkzeug 30 durch gegensinnige Rotation der mit ihm gekuppelten Drehhandhabe im Sinne des Pfeils 37′ von Fig. 2 rückzu­ schrauben. Wird das Bohrwerkzeug 30 in die strichpunktiert in Fig. 2 angedeutete Zwischenposition 30′ zurückgeschraubt, so ist zwar die Abdichtwirkung zwischen dem Schaftstück 32 und dem unteren Dicht­ ring 19 immer noch wirksam, aber der Endabschnitt 38 des Schaftstücks 32 ragt nicht mehr in den Querschnitt der Rohrleitung 10 hinein. Zumin­ dest ist der störende Endabschnitt 38 vom Schaftstück 32 in der Zwi­ schenposition 30′ weitgehend zurückgeschoben. Die Zwischenposition 30′ kann durch Rastelemente oder durch optische Marken kenntlich gemacht werden.

Wird das Bohrwerkzeug aus dieser Zwischenposition 30′ von Fig. 2 wei­ ter im Sinne des Pfeils 37′ rückgeschraubt, so gelangt sein Schaftstück 32 aus dem unteren Dichtring 19 heraus und gibt, bei der weiteren Rückschraubung, die seitliche Ausnehmung 14 in der Stützbuchse 15 zunehmend frei. Die volle Rückschraublage ist erreicht, wenn das Bohr­ werkzeug 30 die vorbeschriebene Ausgangslage wieder einnimmt, die durch den erwähnten oberen Anschlag 49 im Inneren des Bohrstutzens 21 bestimmt ist. Dann ist der volle Querschnitt des Abzweigstutzens 22 für eine senkrecht aus der Rohrleitung 10 austretende Strömung des Mediums frei. An der Anbohrstelle 11 entsteht, wegen des Neigungs­ winkels 48 beim Anbohren, ein längsovales großflächiges Loch 11′, das in jedem Fall der Querschnittsfläche des Abzweigstutzens 22 und der daran angeschlossenen Abzweigleitung genügt. Die Strömungsverhält­ nisse sind daher bei dieser Winkellage der Stutzen 21, 22 und der Bohr­ richtung besonders günstig.

In den Fig. 3 und 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform 20′ der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur gezeigt, die überwiegend der vorbe­ schriebenen Anbohrarmatur 20 gleich ist, weshalb insoweit die bisherige Beschreibung gilt. Es genügt, lediglich auf die Unterschiede einzugehen. In Fig. 3 ist die voll rückgeschraubte Ausgangslage des Bohrwerkzeugs 30 am oberen Anschlag 49 gezeigt, während in Fig. 4 die am Ende des Anbohrens vorliegende volle Vorschraublage des Bohrwerkzeugs 30 gezeigt ist, bei welcher der beschriebene untere Anschlag 39 bestim­ mend ist.

Der Unterschied besteht darin, daß bei der Anbohrarmatur 20′ im inneren Endabschnitt des Bohrstutzens 21 eine Materialanhäufung 50 vorliegt, die im vorliegenden Fall aus dem Gehäusematerial gebildet ist. Es könn­ te dafür auch besonderes Material verwendet werden, das mit dem Gehäusematerial verbunden ist. Im vorliegenden Fall verschließt die Materialanhäufung 50 beide Stutzen 21, 22 zur Innenfläche der Gehäuse­ schelle 23 hin, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Mantelfläche 10′ der Rohrleitung 10 zugekehrt ist. Daher fehlt bei dieser Anbohrar­ matur 20′ zunächst die bei der vorbeschriebenen Armatur 20 vorgesehene Innenöffnung 25. Diese Materialanhäufung 50 hat die Form eines massiven Keils, dessen ins Gehäuseinnere weisende Keilinnenfläche 53 im wesentli­ chen senkrecht zur Achse 21′ des Bohrstutzens 21 verläuft. In Vor­ schraubrichtung im Sinne des Pfeils 37 gesehen, kann diesem Keil 50 auch bei dieser Ausführung 20′ eine Stützbuchse 15 vorgeschaltet sein, welche die beschriebenen Stützfunktionen mit dem zylindrischen Schaft­ stück 32 des Bohrwerkzeugs 30 erfüllt. Auch in diesem Fall kann bereits in der Ausgangslage des Bohrwerkzeugs 30, gemäß Fig. 3, der obere Dichtring 18 für eine Abdichtung an der Umfangsfläche des Schaftstücks 32 sorgen. Die Stützbuchse 15 kann mit ihrem Endbereich in den Keil 50 eingreifen und dort verankert sein. Sie besitzt auch hier eine seitliche Ausnehmung 14, die in den Abzweigstutzen 22 mündet. Bedarfsweise könnte die Stützbuchse 15 auch noch vor der Materialanhäufung 50 einen weiteren unteren Dichtring besitzen, der analog zum Dichtring 19 von Fig. 2, mit der Umfangsfläche des Schaftstücks 32 ventilartig zusammenwirkt. Alternativ könnte dort auch ein Ventilsitz vorgesehen sein, an dem das Bohrwerkzeugs 30 mit einem geeigneten Profil zur Anlage kommt.

Auch in diesem Fall wird das Gehäuse 24 mit seinem Sattel 23 an der gewünschten Anbohrstelle 11 befestigt. Dadurch kommt der Sattel 23 mit einer konkaven Anlagefläche 23′ mit der Mantelfläche 10′ der Rohrleitung 10 in Berührung. Durch Erwärmung des Materials an der Berührungsfläche mittels des elektrischen Heizelements 51 wird das Gehäuse 24 mit der Mantelfläche 10′ verschweißt. Dann ist eine Kontrol­ le erwünscht, ob eine einwandfreie Verschweißung zwischen 23′ und 10′ vorliegt. Dies führt man mit einer Druckprobe aus, indem man vor dem Anbohren Druck an eine der beiden Außenöffnungen 26, 29 anlegt und dabei die jeweils andere Öffnung 29 bzw. 26 verschließt. So wird das Innere des Gehäuses 24 unter Druck gesetzt. Fällt nämlich der Probedruck nicht ab, so beweist dies, daß zwischen den beiden Flächen 10′, 23′ kein Schweißfehler vorliegt.

Dies kann ohne weiteres bei der Anbohrarmatur 20 des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels von Fig. 1 und 2 erfolgen. Eine solche Druckprobe läßt sich aber auch beim Anbohrstutzen 20′ des zweiten Ausführungsbeispiels von Fig. 3 und 4 ausführen. Dazu wird der Keil 50 mit einer Bohrung 56 versehen, die in Fig. 3 gepunktet angedeutet ist und bereits bei der Herstellung des Gehäuses 24 vorliegt. Diese Bohrung 26 erzeugt eine Verbindung zwischen dem Inneren des Gehäuses 24 und der vorer­ wähnten Anlagefläche 23′ des Gehäuse-Sattels 23, weshalb auch in diesem Fall der Probe-Druck bis zur Schweißstelle gelangt.

Zum Anbohren wird das Bohrwerkzeug 30 im Sinne des Pfeils 37 vorwärts geschraubt und stößt dabei mit seiner Schneidkante 34 zunächst auf die Keilinnenfläche 53 im Inneren der Stützbuchse 15. Wegen der senk­ rechten Lage der Keilinnenfläche 53 zur Stutzenachse 21′ trifft die Schneidkante 34 allseitig gleichmäßig auf die Keilinnenfläche 53 auf, wodurch in diesem Fall die Gefahr von Verkantungen des Schaftstücks 32 bereits beseitigt ist, die von der Stützbuchse 15 verhindert werden müssen. In weiterer Abwandlung dieser Anbohrarmatur 20′ könnte auf die Stützbuchse 15 verzichtet werden, denn der Keil 50 übernimmt noch folgende Funktionen.

Im Zuge des weiteren Vorwärtsschraubens 37 bahnt sich das Bohrwerk­ zeug 30 im Keil 50 selbst einen Führungskanal 55 für sein Schaftstück 32, wie aus Fig. 4 zu erkennen ist. Dieser Führungskanal 55 ist mit dem Schaftstück 32 absolut passungs-genau und wirkt dichtend mit der Umfangsfläche 36 vom Schaftstück 32 zusammen. Der Führungskanal 55 erfüllt daher die vorerwähnten Ventilfunktionen einer unteren Dicht­ stelle. Bedarfsweise wird aber vor oder im Keil 50 noch eine weitere Dichtstelle vorgesehen, z. B. ein unterer Dichtring, analog zum oberen Dichtring 18. Der entstehende Führungskanal 55 führt, in ähnlicher Weise wie die Stützbuchse 15, das Schaftstück 32 verkantungsfrei weiter. Die Schneidkante 34 tritt, beim weiteren Vorwärtsschrauben 37, an einer der Rohrleitung 10 zugekehrten Keilaußenfläche 54 aus dem Keil 50 heraus, bevor ein mit dem Führungskanal 55 fluchtendes Loch 11′ aus der Wand der Rohrleitung 10 ausgeschnitten wird. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, befindet sich diese Keilaußenfläche 54 an der Innen­ fläche der Gehäuseschelle 23 und liegt bündig an der Mantelfläche 10′ der anzubohrenden Rohrleitung 10 an. Ausweislich der Fig. 4 entsteht beim Anbohren, ein längerer, zusammengesetzter Bohrkern 47′, der nicht nur aus der verhältnismäßig dünnen herausgeschnittenen Wandschei­ be der Rohrleitung 10, sondern vor allem aus dem zur Bildung des Führungskanals 55 dienenden Keilmaterials besteht. Dadurch wird der Zylinderinnenraum im Bohrwerkzeug 30 zum Kopfstück 31 des Bohrwerk­ zeugs 30 hin verschlossen. Es liegt damit im Zylinderinneren ein beson­ ders wirkungsvoller Medienabschluß vor.

Wie bereits erwähnt wurde, zeigt die Fig. 4 die Extremposition nach dem Anbohren, die auch hier durch den beschriebenen unteren Anschlag 39 im Inneren des Bohrstutzens 21 begrenzt ist. Dann ragt das Schaft­ stück 32 mit einem Endabschnitt 38 zunächst ins Innere der Rohrleitung 10, wodurch der Rohrquerschnitt verengt ist. Dies kann bei dieser An­ bohrarmatur 20′, ähnlich wie im vorausgehenden Ausführungsbeispiel, durch ein Rückschrauben im Sinne des Pfeils 37′ von Fig. 4 behoben werden. Gelangt nämlich das Bohrwerkzeug in die sich dann ergebende, strichpunktiert in Fig. 4 angedeutete Zwischenposition 30′, so ist das Schaftstück wieder soweit eingefahren, daß sein Endstück 38 möglichst wenig ins Rohrinnere ragt. In dieser Zwischenposition 30′ liegt aber immer noch eine ventilartige untere Abdichtung vor, weil der Endbereich des Schaftstücks immer noch mediendicht ins Innere des Führungskanals 55 oder in einen unteren Dichtring eingreift. Ein Durchlaß des Mediums zum Abzweigstutzen 22 ist daher immer noch gesperrt. Das ändert sich erst dann, wenn das Bohrwerkzeug 30, über die strichpunktierte Zwischenstellung 30′ hinaus, in Richtung auf die in Fig. 3 ersichtliche volle Rückschraubposition im Sinne des Pfeils 37′ zurückgeschraubt worden ist. Dann gelangt in zunehmendem Maße auch das Schaftstück 32 aus dem Führungskanal 55 bzw. unteren Dichtring heraus und öffnet den freien Zugang des Mediums aus der Rohrleitung über das entstandene Bohrloch 11′ zum Abzweigstutzen 22, an welchem die das Medium wei­ terführende Abzweigleitung angeschlossen ist.

Bezugszeichenliste

10 Rohrleitung
10′ Mantelfläche von 10
11 Anbohrstelle von 10
11′ Bohrloch in 10 bei 11
12 Rohrachse von 10
13 Komplementärschellen zu 23
14 Ausnehmung in 15
15 Stützbuchse in 21
16 Anfangsbereich von 15
17 Endbereich von 15
18 oberer Dichtring bei 16′ obere Dichtstelle
19 unterer Dichtring bei 17′ untere Dichtstelle
20 Anbohrarmatur (Fig. 1, 2)
20′ Anbohrarmatur (Fig. 3, 4)
21 Bohrstutzen von 24
21′ Stutzenachse von 21
22 Abzweigstutzen von 24
22′ Stutzenachse von 22
23 Gehäuseschelle, Sattel
23′ Anlagefläche von 23 an 10′
24 Gehäuse von 20 bzw. 20′
25 Innenöffnung von 21, 22 in 24
26 Außenöffnung von 22
27 Schellenschenkel von 23
28 Schnittpunkt von 21′, 22′
29 Außenöffnung von 21
30 Bohrwerkzeug
30′ Zwischenposition von 30
31 zylindrisches Kopfstück von 30 mit Außengewinde
32 glattes zylindrisches Schaftstück von 30
33 Innensechskant in 31
34 Schneidkante an 32
35 V-Winkel zwischen 21′, 22′
36 Umfangsfläche von 32
37 Pfeil zum Vorwärtsschrauben von 30
37′ Pfeil zum Rückwärtsschrauben von 30
38 in 10 hineinragender Endabschnitt von 32
39 unterer Anschlag für 31 in 21, Innenbund
40 Spannmittel zwischen 13, 23
41 Gewindehülse in 21
42 Innengewinde von 41
43 gemeinsame Axialebene für 21′, 22′
44 axialer Versatz von 26, 29
45 Vertikalebene durch 12
46 Drehwinkel zwischen 43, 45
47 Bohrkern (Fig. 2)
47′ verlängerter Bohrkern (Fig. 4)
48 Neigungswinkel zwischen 12, 21
49 oberer Anschlag für 31 in 21′ Sprengring
50 Materialanhäufung in 21, Keil
51 elektrisches Heizelement in 23
52 Kontaktblock für 51
53 Keilinnenfläche von 50
54 Keilaußenfläche von 50
55 Führungskanal in 50 für 32
56 Bohrung in 50 (vergl. Fig. 3)

Claims (13)

1. Ventil-Anbohrarmatur an vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Rohrleitungen (10), die unter Mediendruck stehen,
mit einem insbesondere aus Kunststoff bestehenden Gehäuse (24), das einen an der gewünschten Anbohrstelle (11) der Rohrleitung (10) befestigbaren Sattel (23) und zwei rohrförmige Stutzen (21, 22) aufweist,
wobei die beiden Stutzen (21, 22) mit ihren Stutzenachsen (21′, 22′) in spitzem Winkel (V-Winkel 35) V-förmig zueinander verlaufen und im Bereich des Sattels (23) miteinander in Verbindung stehen, nämlich
einerseits einem Abzweigstutzen (22), der an eine das Medium weiterleitende Abzweigleitung angeschlossen ist,
und andererseits einem Bohrstutzen (21) mit einem Innengewinde (42), worin ein Bohrwerkzeug (30) mit seinem ein Außengewinde tragenden Kopfstück (31) verschraubbar ist,
und das Bohrwerkzeug (30) beim Vorwärtsschrauben (37) mit seinem gewindefreien Schaftstück (32) sowohl ein Loch (11′) an der Anbohr­ stelle (11) aus der Rohrleitungswand schneidet als auch die Verbin­ dung zum Abzweigstutzen (22) ventilartig verschließt, aber beim Zurückschrauben (37′) die Verbindung freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stutzenachsen (21′, 22′) in einer gemeinsamen, durch die Rohrachse (12) der Rohrleitung (10) gelegten Axialebene (43) angeordnet sind,
daß die Achse (22′) des Anschlußstutzens (22) im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse (12) der anzubohrenden Rohrleitung (10) verläuft und die Achse (21′) des Bohrstutzens (21) geneigt (Nei­ gungswinkel 48) zur Rohrachse (12) angeordnet ist,
und daß die beiden V-förmig zueinander verlaufenden Stutzenachsen (21′, 22′) sich im Bereich des Sattels (23) schneiden.

2. Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (28) zwischen den beiden Stutzenachsen (21′, 22′) im Bereich einer, beiden Stutzen (21, 22) gemeinsamen Innenöff­ nung (25) des Gehäuses (24) liegt und diese Innenöffnung (25) die Größe und/oder die Lage des Anbohrlochs (11′) in der Rohrleitung (10) bestimmt.

3. Anbohrarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Befestigungsfall des Gehäuses (24) die von den Stutzen­ achsen (21′, 22′) bestimmte Axialebene (43) gegenüber einer durch die Rohrachse (12) gelegten Vertikalebene (45) um einen Winkel (Drehwinkel 46) verdreht ist.

4. Anbohrarmatur nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen 90°-Drehwinkel (46), wo die gemeinsame Axialebene (43) mit den beiden Stutzenachsen (21′, 22′) im wesentlichen horizon­ tal verläuft und der Bohrstutzen (21) sowie der Anschlußstutzen (22) im wesentlichen höhengleich neben der anzubohrenden Rohrlei­ tung (10) liegen.

5. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Endabschnitt des Bohr­ stutzens (21) eine gegenüber der lichten Weite seines Innengewindes (42) verengte Stützbuchse (15) aus formsteifem Material angeordnet ist, die beim Verschrauben des Bohrwerkzeugs (30) sein Schaftstück an der zylinderischen Umfangsfläche (36) führt, und die Stützbuchse (15) eine seitliche, in den Abzweigstutzen (22) mündende Ausneh­ mung (14) aufweist.

6. Anbohrarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Stützbuchse (15) ein Dichtring (18) am dem Innenge­ winde (42) des Bohrstutzens (21) zugekehrten Anfangsbereich (16) der Stützbuchse (15) angeordnet ist und der Dichtring (18) mit der zylinderischen Umfangsfläche (36) vom Schaftstück (32) des Bohrwerkzeugs (30) abdichtend zusammenwirkt.

7. Anbohrarmatur nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Stützbuchse (15) ein Dichtungsring (19) am der Anbohrstelle (11) zugekehrten Endbereich (17) der Stützbuch­ se (15) angeordnet ist und beim Vorschrauben und in der ersten Phase des Rückschraubens (37′) vom Bohrwerkzeug (30) mit der Umfangsfläche (36) seines Schaftstücks (32) ventilartig zusammen­ wirkt.

8. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenöffnung vom Bohrstut­ zen (21) wenigstens bereichsweise durch angehäuftes Material (Materialanhäufung 50) verschlossen ist und das Bohrwerkzeug (34) beim anbohrwirksamen Vorschrauben (37) in dieser Materialan­ häufung (50) einen Führungskanal (55) für sein Schaftstück (32) selbst schneidet und der Führungskanal (55) beim späteren Vor- und Rückschrauben (37, 37′) ventilartig mit der zylinderischen Umfangsfläche (36) des Schaftstücks (32) zusammenwirkt.

9. Anbohrarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bohrstutzen (21) befindliche Materialanhäufung (50) zugleich den Abzweigstutzen (22) gegenüber der anzubohrenden Rohrleitung (10) verschließt.

10. Anbohrarmatur nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in Vorschraubrichtung (37) des Bohrwerkzeugs (30) gesehen
• - die Materialanhäufung (50) hinter der Stützbuchse (15) angeordnet ist.

11. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialanhäufung die Form eines Keils (50) hat, dessen ins Gehäuseinnere weisende Keilinnen­ fläche (53) im wesentlichen senkrecht zur Achse (21′) des Bohrstut­ zens (21) verläuft.

12. Anbohrarmatur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß - im Befestigungsfall des Gehäuses (24) - die Keilaußenfläche (54) des Keils (50) im wesentlichen bündig an der Mantelfläche (10′) der anzubohrenden Rohrleitung (10) anliegt.

13. Anbohrarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Bohrstut­ zens (21) verschließende Materialanhäufung bzw. der Keil (50) mit einer Bohrung (56) versehen ist, die das Gehäuseinnere mit einer Anlagefläche (23′) des Sattels (23) verbindet, wobei diese Anlagefläche (23′) nach der Befestigung des Gehäuses (24) die Man­ telfläche (10′) der Rohrleitung (10) berührt.