DE202012006448U1

DE202012006448U1 - T-Stück aus Kunststoff

Info

Publication number: DE202012006448U1
Application number: DE202012006448U
Authority: DE
Original assignee: Reinert Ritz GmbH
Current assignee: Reinert Ritz GmbH
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2012-08-07
Anticipated expiration: 2022-07-06

Abstract

T-Stück (10) aus Kunststoff, umfassend ein zentrales Rohrstück (11), dessen Rohrwand (14) eine Durchbrechung (13) aufweist, die von einem Stutzen (18) umgeben ist, der der Anbindung eines abgehenden Rohres dient, dadurch gekennzeichnet, dass in die Außenmantelfläche (15) des zentralen Rohrstücks (11) eine die Durchbrechung (13) umgebende Nut (16) eingearbeitet ist und der Stutzen (18) zur Anbindung des abgehenden Rohres von dem zwischen der Durchbrechung (13) und der Nut (16) verbleibenden, die Durchbrechung (13) umgebenden Materialsteg (17) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein T-Stück aus Kunststoff, umfassend ein zentrales Rohrstück, dessen Rohrwand eine Durchbrechung aufweist, die von einem Stutzen umgeben ist, der der Anbindung eines abgehenden Rohres dient, dadurch gekennzeichnet, dass in die Außenmantelfläche des zentralen Rohrstücks eine die Durchbrechung umgebende Nut eingearbeitet ist und der Stutzen zur Anbindung des abgehenden Rohres von dem zwischen der Durchbrechung und der Nut verbleibenden, die Durchbrechung umgebenden Materialsteg gebildet ist.
Gattungsgemäße T-Stücke sind beispielsweise aus DE 10259143 oder DE 10 2004 051 200 der Anmelderin bekannt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass das abgehende Rohr gegenüber dem Rohrstück einen identischen bzw. lediglich in Maßen geringeren Rohrdurchmesser aufweist.
Um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, bilden die T-Stücke aus dem Stand der Technik im Bereich des abgehenden Rohres Materialanreicherungen aus, um die durch die Durchbrechung in der Rohrwand geschaffene Schwächung zu kompensieren und eine ausreichende Druckstabilität zu gewährleisten. Um diese Materialabhäufungen zu realisieren, werden einerseits speziell geformte Profilstäbe genutzt. Andererseits ist es bekannt, Rohrstücke mit einem entsprechenden Kunststoffmaterial zu umwickeln, um größere Wandstärken zu erreichen. Schließlich ist es bekannt, T-Stücke aus Hohlstäben herzustellen. Das abgehende Rohrstück bzw. das Rohrverbindungsstück, welches der Anbindung der abgehenden Rohrleitung dient, wird an einem spanend aus der Rohrmantelfläche herausgearbeiteten Stutzen mittels Heizelement-Stumpfschweißens angesetzt. Diese Schweißtechnik erlaubt hohe Schweißnahtgüten, die sich zudem gut durch eine Sichtkontrolle überprüfen lässt.
Den genannten T-Stücken ist demnach gemein, dass eine aufwändige spanende Bearbeitung im Bereich des abgehenden Rohres erfolgt, um einen Stutzen zu erhalten, an welchem ein mit dem abgehenden Rohr zu verbindendes Verbindungsrohrstück mittels Heizelement-Stumpfschweißens angesetzt werden kann.
Es hat sich herausgestellt, dass die bisherige Herstellung von T-Stücken mittels spanender Bearbeitung speziell gefertigter Rohlinge immer dann nachteilig ist, wenn vergleichsweise großen Durchmessern im Bereich des zentralen Rohrstücks erheblich kleinere Durchmesser im Bereich des abgehenden Rohres gegenüberstehen. In diesen Fällen hat die spannende Bearbeitung der Rohrmantelfläche in der bisherigen Form den wesentlichen Nachteil, dass eine erhebliche Menge an Material abgetragen werden muss, was sowohl zeit- wie auch kostenintensiv ist. Deshalb griff man bisher auf Verbindungstechniken wie das Sattelschweißen oder Heizelementmuffenschweißen zurück, um das Verbindungsrohrstück am zentralen Rohrstück anzusetzen.
Diese Schweißmethoden weisen jedoch Nachteile hinsichtlich der Schweißnahtgüte auf, der insbesondere bei hohen Rohrinnendrücken eine besondere Bedeutung zukommt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein neuartiges T-Stück zu schaffen, welches die Anbindung eines abgehenden Rohres oder eines Rohrverbindungsstückes mit vergleichsweise geringem Durchmesser in Bezug auf den Durchmesser des zentralen Rohrstücks mittels Heizelement-Stumpfschweißens ermöglicht.
Gelöst wird die Aufgabe von einem Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach in die Außenmantelfläche des zentralen Rohrstücks eine die Durchbrechung umgebende Nut eingearbeitet ist und der Stutzen zur Anbindung des abgehenden Rohres von dem zwischen der Durchbrechung und der Nut verbleibenden, die Durchbrechung umgebenden Materialsteg gebildet ist.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu nutze, dass es die große Durchmesserdifferenz zwischen zentralem Rohrstück und abgehenden Rohrstück ermöglicht, den Stutzen durch einfräßen einer Nut aus der Oberfläche eines standardisierten Kunststoffrohres herauszuarbeiten. Auf die aufwändige Herstellung dickwandiger Strangprofile oder das Aufbringen einer Masseanreicherung durch umwickeln eines Rohres kann in diesem speziellen Anwendungsfall verzichtet werden. Zudem kann nun das vorteilhafte Heizelement-Stumpfschweißen als Verbindungstechnik zwischen Rohrstutzen und Verbindungsrohrstück bzw. abgehenden Rohr genutzt werden.
In besonders vorteilhafter Weise lässt sich das T-Stück zu einem Verteiler weiterbilden, wenn eine Vielzahl von Stutzen in Axialrichtung des zentralen Rohrstücks hintereinander angeordnet sind bzw. wenn eine Vielzahl von Stutzen in Umfangsrichtung des zentralen Rohrstücks nebeneinander angeordnet sind.
Es ist vorgesehen, dass die Stirnfläche des Stutzens gegenüber der Außenmantelfläche der Rohrwand zurückgesetzt ist.
Des Weiteren schlägt die Erfindung vor, dass an dem Stutzen ein Verbindungsrohrstück mittels Heizelement-Stumpfschweißens befestigt ist.
Im Übrigen wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine Axialschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes T-Stück,
2: eine Radialschnittansicht durch das T-Stück gemäß 1,
3: eine erste Ausschnittsvergrößerung gemäß Ausschnittskreis Z in 1,
4: eine Ausschnittsvergrößerung gemäß Ausschnittskreis Y in 1.
In den Figuren ist ein T-Stück aus Kunststoff insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen.
Das T-Stück 10 umfasst ein zentrales Rohrstück 11, welches aus Kunststoff gefertigt ist und zum Einbau in einen Hauptstrang einer Rohrleitung vorgesehen ist. Durch den Rohrinnenraum 12 des zentralen Rohrstücks 11 werden Fluide unter einem Druck von bis zu 25 Bar geführt.
Das zentrale Rohrstück 11 verfügt im vorliegenden Beispiel über zwei Durchbrechungen 13 in seiner Rohrwand 14, durch welche Fluide dem zentralen Rohrstück 11 zugeführt oder aus diesem abgeführt werden können. Um die in der Regel kreisrunden Durchbrechungen 13 herum ist in die Außenmantelfläche 15 eine Ringnut 16 eingebracht, die die Durchbrechung 13 umgibt. Der zwischen der Durchbrechung 13 und der Ringnut 16 verbleibende, ringförmige Materialsteg 17 umgibt die Durchbrechung 13 ebenfalls vollumfänglich und bildet einen Stutzen 18 aus.
Der Stutzen 18 dient der Befestigung eines Verbindungsrohrstücks 19, welches in seinem dem Stutzen 18 abgewandten Endbereich im vorliegenden Fall mit einem Außengewinde 20 versehen ist, um nicht dargestellte abgehende Rohre oder Schläuche mit dem T-Stück 10 zu verbinden.
Das Verbindungsrohrstück 19 wird auf dem Stutzen 18 mittels Heizelement-Stumpfschweißens befestigt, wobei der Schweißwulst 21 ungehindert nach außen in den Bereich der Ringnut 16 expandieren kann. Er ist vollumfänglich einsehbar, sodass er über eine Sichtkontrolle in seiner Qualität beurteilt werden kann.
Wie insbesondere aus 4 hervor geht, ist die Stirnfläche 22 des Stutzen 18 gegenüber der Außenmantelfläche 15 des zentralen Rohrstücks 11 zurückgesetzt, was im Wesentlichen eine Folge eines spanenden Materialabtrags in diesem Bereich ist, um die Wölbung der Stirnfläche 22 zur Vorbereitung des Heizelement-Stupfschweißens einzuebnen.
Wie schon aus den Zeichnungen ersichtlich ist, eignet sich das Herstellungsverfahren für das vorbeschriebene T-Stück 10 nur in denjenigen Fällen, in denen zwischen dem Nenndurchmesser des zentralen Rohrstücks 11 und dem Nenndurchmesser des Stutzens 18 bzw. des Verbindungsrohrstücks 19 ein erheblicher Unterschied besteht. Dies hat seine Begründung in der maximal möglichen Schwächung der Wanddicke zum Einbringen der Ringnut 16.
Kunststoffrohre sind zur Angabe ihrer maximalen möglichen Druckbelastung durch die sogenannte SDR-Kennziffer klassifiziert. Die SDR-Kennziffer gibt das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Rohres und seiner Wanddicke wieder. Wenn man, wie hier vorgeschlagen, den Stutzen 18 zum Ansetzen des Verbindungsrohrstückes 19 aus einem Standardrohr herausarbeitet, muss darauf geachtet werden, dass die Tiefe der Ringnut 16 so bemessen ist, dass die verbleibende Wanddicke im Bereich der Ringnut 16, die eine Schwächungszone des Rohres darstellt, bezogen auf den Außendurchmesser des zentralen Rohrstücks 11 diejenige SDR-Klasse erreicht, die für die geplante Verwendung erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Herstellung eines T-Stücks 10 aus Kunststoff, insbesondere zur Anordnung eines Stutzens 18 an einem zentralen Rohrstück 11 zur Anbindung eines Verbindungsrohrstücks 19.
Gemäß dieses Verfahrens wird die Durchbrechung 13 in die Rohrwand 14 eines zentralen Rohrstücks 11 eingebracht und mit Abstand zur Durchbrechung 13 eine die Durchbrechung 13 umgebene Ringnut 16 in die Außenmantelfläche 15 des zentralen Rohrstücks 11 eingearbeitet. Hierdurch verbleibt zwischen der Durchbrechung 13 und der Ringnut 16 ein ringförmiger Materialsteg 17, der den Stutzen 18 darstellt. Die Stirnfläche 22 des Stutzens 18 weist zunächst eine Wölbung auf, die der Wölbung der Außenmantelfläche 15 des zentralen Rohrstücks 11 entspricht. Zur Vorbereitung des Heizelement-Stumpfschweißens, mit welchem das Verbindungsrohrstück 19 an dem Stutzen 18 befestigt wird, wird die Stirnfläche 22 durch entsprechenden Materialabtrag eingeebnet, sodass sie eine plane Fläche ausbildet.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist, dass unter Verwendung von Standardrohren bei minimaler spanender Bearbeitung rationell T-Stücke 10 fertigbar sind. Dies hat insbesondere Bedeutung, wenn das T-Stück 10 als Verteiler ausgebildet sein soll und deshalb viele in Axialrichtung hintereinander oder in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Abzweige vorzusehen sind. Solche Verteiler, wie sie beispielsweise im Bereich der solaren Warmwassergewinnung oder der Geothermie Verwendung finden, führen über die Verteiler erwärmte Fluide einer Hauptleitung zu bzw. verteilen das erwärmte Fluide über eine Reihe von Einzelleitungen zu verschiedene Wärmeabnahmestellen.
T-Stücke 10 gemäß der Erfindung und hergestellt gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich durch enge Anordnung mehrerer Stutzen 18 neben bzw. hintereinander bei hoher Druckbeständigkeit vergleichsweise kompakt ausführen, was ein Vorteil gegenüber dem gattungsfremden Stand der Technik aus Materialien wie insbesondere Metall ist.
T-Stücke 10 gemäß der vorliegenden Erfindung haben darüber hinaus ein besonderes Merkmal. Rohre gleicher Außendurchmesser und verschiedener SDR-Klasse weisen auf Grund differierender Wanddicke unterschiedliche Innendurchmesser auf. Zur Fertigung des T-Stücks 10 wird ein Rohrstück mit dem Außendurchmesser derjenigen Rohrleitung gewählt, in welche das T-Stück 10 einzusetzen ist, jedoch mit einer niedrigeren SDR-Zahl, also einer höheren Druckbeständigkeit. Dies ist erforderlich, um nach dem Fräsvorgang und der sich hierdurch verringernde Wanddicke noch eine ausreichende Druckbeständigkeit entsprechend der SDR-Klasse der Rohrleitung aufzuweisen. Die SDR-Klasse des erfindungsgemäß hergestellten T-Stücks 10 bemisst sich nach der Fertigung entsprechend nach der durch die eingefräste Nut verringerten Wanddicke. Deshalb weist das T-Stück 10 bei einer der Rohrleitung entsprechenden SDR-Klasse einen verringerten Innendurchmesser auf. Das T-Stück 10 ist folglich dadurch gekennzeichnet, daß es bei einer der Rohrleitung entsprechenden SDR-Klasse einen gegenüber der Rohrleitung verringerten Innendurchmesser aufweist.
Bezugszeichenliste

10: T-Stück
11: zentrales Rohrstück
12: Rohrinnenraum von 11
13: Durchbrechung
14: Rohrwand
15: Außenmantelfläche
16: Ringnut
17: Materialsteg
18: Stutzen
19: Verbindungsrohrstück
20: Außengewinde
21: Schweißwulst
22: Stirnfläche von 18

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10259143 [0002]
DE 102004051200 [0002]

Claims

T-Stück (10) aus Kunststoff, umfassend ein zentrales Rohrstück (11), dessen Rohrwand (14) eine Durchbrechung (13) aufweist, die von einem Stutzen (18) umgeben ist, der der Anbindung eines abgehenden Rohres dient, dadurch gekennzeichnet, dass in die Außenmantelfläche (15) des zentralen Rohrstücks (11) eine die Durchbrechung (13) umgebende Nut (16) eingearbeitet ist und der Stutzen (18) zur Anbindung des abgehenden Rohres von dem zwischen der Durchbrechung (13) und der Nut (16) verbleibenden, die Durchbrechung (13) umgebenden Materialsteg (17) gebildet ist.
T-Stück (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (22) des Stutzens (18) gegenüber der Außenmantelfläche (15) der Rohrwand (14) zurückgesetzt ist.
T-Stück (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stutzen (18) ein Verbindungsrohrstück (19) mittels Heizelement-Stumpfschweißens befestigt ist.
T-Stück (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Stutzen (18) in Axialrichtung des zentralen Rohrstücks (11) hintereinander angeordnet sind.
T-Stück (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Stutzen (18) in Umfangsrichtung des zentralen Rohrstücks (11) nebeneinander angeordnet sind.