DE4318928C1 - Verfahren zur Installation eines Leitungsrohrsystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Installation eines Leitungsrohrsystems gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Für den Transport von flüssigen und gasförmigen Medien insbesondere in Gebäuden aber auch auf Schiffen werden Leitungssysteme installiert, die im wesentlichen aus auf Länge geschnittenen Leitungsrohrabschnitten und damit verbundenen Elementen wie Fittings, Armaturen und Formteile bestehen. Die Verbindung der Leitungsrohrabschnitte untereinander oder mit den genannten Elementen erfolgt entweder lösbar beispielsweise über Verschrauben oder unlösbar über Schweißen, Löten oder Verpressen. Für die letztgenannte Verbindungstechnik sind von verschiedenen Herstellern Preßsysteme entwickelt worden, die charakterisiert sind durch Elemente, die mindestens einen verpreßbaren Endbereich und einen in diesem Bereich angeordneten Dichtring aufweisen und in die auf Länge geschnittene, glattendige Leitungsrohrabschnitte eingeschoben und mittels eines tragbaren Preßwerkzeuges mit dem jeweils eingeschobenen Leitungsrohrende verbunden werden (s. Prospekt Mannesmann Edelstahlrohr GmbH, 1992 (auszugsweise); s. Prospekt Fa. Benkan, 1992 (auszugsweise); s. Prospekt Fa. Viega, März 1990 (auszugsweise)). Alternativ dazu ist es bekannt (EP-A-0 390 747) sogenannte Verbundrohre, bestehend aus einem Kunststoffrohr und einem darübergeschobenen metallischen Rohr auf den Stutzen eines Fittings oder auf eine Stutzhülse mittels eines tragbaren Preßwerkzeuges zu pressen. Für die Verpressung weisen der Stutzen bzw. die Stützhülse Ausnehmungen in Form von Rillen und Furchen auf. Bei einer Variante dieses Verfahrens wird über das Verbundrohr eine Preßhülse aus Metall geschoben und mit der Stützhülse verpreßt (DE-GM 90 16 310). Auch in diesem Falle weist die Stützhülse entsprechende Ausnehmungen bzw. hervorstehende Bereiche auf.

Mit der Entwicklung eines veränderte Merkmale aufweisenden verpreßbaren Elementes, insbesondere Fitting (DE-B-38 34 353) konnte das Preßfitting- System mit Innendrücken größer 16 bar auf einen Abmessungsbereich größer 54 mm ausgedehnt werden. Für diesen größeren Abmessungsbereich, insbesondere 2′′ und darüber hinaus, wird es schwierig, mit der tragbaren Preßzange zu arbeiten, da die Preßbacken selbst, die Halterung für die Preßbacken und damit das Werkzeug insgesamt sehr schwer werden. Vom Gewicht des Gerätes und von der Handhabbarkeit her ist dann ein Punkt erreicht, wo die Preßzange als tragbares Gerät nicht mehr oder nur noch unter schwierigen Bedingungen einsetzbar ist. Als Abhilfe ist bereits vorgeschlagen worden (DE-GM 90 07 414) einen mehrgliedrigen offenen Preßring zu verwenden, an dessen freien Enden eine separate Antriebseinrichtung angreifen kann. Der Preßring ist so konzipiert, daß er in geöffneter Stellung um den Preßbereich des Fittings, der Armatur oder des Formteils gelegt wird und nach dem Schließen der Enden die Antriebseinrichtung angesetzt wird, um die Verpressung durchzuführen.

Bei umfangreichen und schwierigen Installationen mehrsträngiger Leitungsrohrsysteme, beispielsweise im Installationsschacht eines Hochhauses oder auf einem Schiff ist die schrittweise Verpressung des jeweiligen Elementes mit einem dazugehörigen Leitungsrohrabschnitt bzw. mit einem weiteren Element sehr aufwendig. Bei jedem Preßvorgang muß nach dem Ineinanderschieben bzw. Aufschieben der zu verbindenden Teile das Werkzeug insgesamt oder der Preßring angelegt, die Verpressung durchgeführt und das Werkzeug wieder abgenommen werden. Außerdem muß die jeweilige freie Leitungsrohrlänge ermittelt und unter Berücksichtigung der festgelegten Einschublänge die erforderliche Rohrlänge abgeschnitten und die Schnittstelle entgratet werden. Nur in wenigen Fällen wird man passend zurechtgeschnittene Rohrlängen mit auf die Baustelle nehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Installation eines gattungsmäßigen Leitungsrohrsystems anzugeben, mit dem insbesondere für die Abmessung 2½′′ und größer in einfacher Weise und mit geringeren Taktzeiten die Verpressung durchgeführt werden kann und mit dem gleichzeitig die Qualität der Verbindung und damit die Sicherheit gegen Ausfall erhöht wird.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Strangabschnitt eines Leitungsrohrsystems in der Werkstatt oder bei einer Großbaustelle in einer entsprechenden Montagehalle vorzufertigen. Dies hat den Vorteil, daß man nicht nur eine Verpressung, sondern zwei oder sogar mehrere gleichzeitig durchführen kann. Dazu werden im Eingriffsbereich einer ortsfesten Preßvorrichtung die zu verbindenden Teile relativ zueinander bewegt und abstands- und winkelgerecht ausgerichtet und miteinander verpreßt. Vorzugsweise werden gleichzeitig an einem Element zwei Verpressungen durchgeführt. Dies gilt insbesondere für die Elemente Muffe, Bogen, Durchgangsteil eines T-Stückes und Reduzierstück. Für das letztgenannte Element liegt der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Hand. Üblicherweise muß bei einem Reduzierstück entsprechend den unterschiedlichen Nennabmessungen an den beiden Enden mit zwei verschiedenen Preßbacken gearbeitet werden. Dies bedeutet, daß nach der ersten Verpressung die Preßbacke ausgewechselt bzw. ein anderer Preßring angelegt werden muß, bevor die zweite Verpressung durchgeführt werden kann.

Die vorgeschlagene Vorfertigung kann weitgehend automatisiert werden, da der ortsfesten Preßvorrichtung über entsprechende Hilfsmittel beispielsweise Rollgang, Greifvorrichtung, Roboter usw., die zu verbindenden Teile zugeführt werden können. Auch die Qualität der Verpressung kann gesteigert werden, da die abstands- und winkelgerechte Justierung vor der Verpressung leichter überprüft werden kann als bei einem Handbetrieb auf der Einbaustelle. Beispielsweise kann die ortsfeste Preßvorrichtung mit einer Auslöseblockierung versehen werden, wobei das ordnungsgemäße Ineinanderschieben bzw. Aufschieben entweder über eine mit einem Rechner verbundene optische Meßvorrichtung oder mechanisch über entsprechend angebrachte Sensoren (DE-B-40 12 504) überwacht wird.

Den in der Beschreibungseinleitung genannten Prospekten ist zu entnehmen, daß dem ordnungsgemäßen Einschub für die Qualität der Verpressung eine wichtige Rolle zukommt. Auch ein nur teilweise eingeschobenes Teil kann grundsätzlich verpreßt werden. Früher oder später führt eine solche unzureichende Verpressung aber zu Undichtigkeiten, da insbesondere die axiale Verankerung der miteinander verbundenen Teile unzureichend ist. In Ergänzung zur Überdeckungskontrolle des eingeschobenen bzw. aufgeschobenen Teiles kann auch die winkelgerechte Anordnung eines Elementes überprüft werden. Die Winkellage bezogen auf die Systemachse ist wesentlich für alle Elemente, die nicht rotationssymmetrisch sind, wie T-Stück, Bogen, Übergangsbogen und Übergangswinkel sowie Armaturen. Auch die Überprüfung der Winkellage kann elektronisch mit einer Auslöseblockierung verbunden werden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß durch die vorgeschlagene Vorfertigung vorzugsweise in der Werkstatt ein Großteil der einzelnen Arbeitsschritte automatisiert werden kann. Dies beginnt mit dem Ablängen der gewünschten Leitungsrohrabschnitte, der Entgratung der beiden Enden und der Zuführung zur ortsfesten Preßvorrichtung. Auch das zu verbindende Element kann mittels eines Greifarmes eines Roboters aus einem Behälter entnommen und lage- und winkelgerecht in die Preßvorrichtung eingelegt werden. Über Treibrollen oder passend ausgebildete Greifer wird der Leitungsrohrabschnitt in das Element eingeschoben. Ein Sensorelement überwacht dabei den ordnungsgemäßen Einschub. Erst nach Freigabe erfolgt der Befehl zum Auslösen des Preßvorganges. Nach der Verpressung wird die Preßvorrichtung auseinandergefahren und der vorgefertigte Abschnitt der Preßvorrichtung entnommen. Danach kann entweder wahlweise eine weitere Verpressung in einer zweiten, unabhängig von der ersten angeordneten Preßvorrichtung erfolgen oder das Anpressen von Abzweigelementen unter Verwendung der bereits bekannten tragbaren Preßzange. Besonders vorteilhaft in bezug auf die Zeitersparnis ist das Verfahren dann, wenn mehrere Verpressungen gleichzeitig durchgeführt und insbesondere die Leitungsrohrabschnitte mit den großen Querschnitten vorgefertigt werden. Die Handhabung der für die großen Abmessungen besonders schweren Preßzangen in schwer zugänglichen Bereichen des Installationssystems kann dann entfallen.

In der Zeichnung wird anhand einiger Beispiele das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsansicht eines vorgefertigten Abschnittes eines Leitungsrohrstranges

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung X in Fig. 1

Fig. 3 schematisch eine erfindungsgemäße gleichzeitige Zweifachverpressung

Fig. 4 schematisch die wesentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie.

In Fig. 1 ist in einer Längsansicht und in Fig. 2 in einer Ansicht ein Abschnitt eines zu installierenden Leitungsrohrstranges dargestellt. Dieser Strangabschnitt besteht in dem hier dargestellten Beispiel aus Leitungsrohrabschnitten 1, 2, 3 mit unterschiedlichen freien Längen L1, L2, L3. Diese Leitungsrohrabschnitte 1, 2, 3 sind verbunden mit für einen Leitungsstrang typischen Elementen, wie T-Stücken 4, 5 und 90 Grad Bogen 6. Der Einfachheit halber wurden zwei T-Stücke 4, 5 gewählt, die einen gleichgroßen Abgang 7, 8 wie das Durchgangsrohr aufweisen. Ebenso gut könnten es auch T-Stücke sein, die einen reduzierten oder erweiterten Abgang sowie einen Abgang mit Innengewinde aufweisen. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die beiden T-Stücke 4, 5 um 90 Grad versetzt zueinander angeordnet; eine Anordnung, die ebenfalls typisch für einen Leitungsrohrstrang ist. Am Ende des links in der Figur dargestellten Leitungsrohrabschnittes 3 ist ein 90 Grad Bogen angepreßt, der gemäß Fig. 2 unter einem Winkel von 45 Grad nach unten verläuft.

Selbstverständlich können die beiden T-Stücke 4, 5 einerseits sowie der Bogen 6 andererseits jedwede andere Lage zueinander einnehmen.

Am Beispiel des in der Mitte liegenden Leitungsrohrabschnittes 1 sei darauf hingewiesen, daß zur freien Länge L1 noch die jeweiligen Einschublängen E11, E21 dazugerechnet werden müssen, um die abzutrennende Länge L1 ges. = L1 + E11 + E21 zu ermitteln.

In Fig. 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße gleichzeitige Zweifachpressung dargestellt. In dieser Darstellung ist an einer ortsfesten Verpreßstelle 10 ein T-Stück 11 mit einem gleichgroßen Abgang 12 fixiert. Auf der linken Seite ist ein Leitungsrohrabschnitt 13 mit der freien Länge L1 eingeschoben. Auf der rechten Seite des Durchganges des T-Stückes 11 ist ein Reduzierstück 14 eingeschoben. Die hier nicht dargestellte Preßvorrichtung im Bereich der ortsfesten Verpreßstelle weist zwei Backenpaare 15, 15′, 16, 16′ auf, wobei das rechts angeordnete Backenpaar 16, 16′ zusätzlich axial verschiebbar ist. Diese axiale Verschiebbarkeit, hier angedeutet durch die Pfeile 19, 19′ ermöglicht es, daß in Abhängigkeit des Abstandes der beiden Verpreßbereiche 17, 18 die Backenpressen 15, 15′,16, 16′ die dazu erforderliche Lage aufweisen. Nach entsprechendem Einschub und Justierung können gleichzeitig beide Backenpaare 15, 15′ bzw. 16, 16′ radial zugestellt und damit die Verpressung durchgeführt werden. Die radiale Zustellung ist durch die Pfeile 20, 20′, 21, 21′ gekennzeichnet. Auf der rechten Seite ist ein weiterer Leitungsrohrabschnitt 22 dargestellt, der mit dem Reduzierstück 14 in einer separaten Verpreßeinrichtung miteinander verpreßt worden ist. Statt des Leitungsrohrabschnittes 22 kann aber auch ein Hilfselement in das Reduzierstück 14 eingeschoben werden, um den Leitungsrohrabschnitt insgesamt winkelgerecht justieren zu können. Dazu wird eine axial verfahrbare, hier nicht näher dargestellte Klemmvorrichtung 23 am Ende angeflanscht. Die axiale Verschiebung ist durch den Pfeil 24 gekennzeichnet. Außerdem kann die Klemmvorrichtung 23 gedreht werden, wie durch den Pfeil 25 angedeutet. Diese Drehung ist erforderlich, damit wie in den Fig. 1, 2 gezeigt, beispielsweise ein zweites T-Stück versetzt zu diesem hier verpreßten T-Stück 11 angeordnet werden kann.

In Fig. 4 sind schematisch die wesentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie dargestellt. Auf einem Hochlager 30 sind gerade Vorrohre 31, beispielsweise von 6 m Länge abrufbereit gelagert. Um verschiedene Abmessungen lagern zu können, kann neben oder gegenüber diesem Hochlager 30 noch ein zweites, hier nicht dargestelltes Hochlager angeordnet sein. Alternativ kann man das Hochlager 30 auch so ausbilden, daß getrennt in mehreren Etagen verschiedene Abmessungen gelagert werden können. Nach Aufruf rollt ein Vorrohr 31 selbsttätig durch eine entsprechende Schräglage des Hochlagers 30 auf den Rollgang 32 oder es wird mittels hier nicht dargestellter Schwenkarme auf den Rollgang 32 gelegt. In die Achse dieses Rollganges 32 kann eine Säge- bzw. Trenneinheit 33 verfahren werden. Die Verfahrbarkeit ist durch einen Pfeil 34 gekennzeichnet. In bevorzugter Ausführung ist diese Einrichtung 33 mit einer Entgratvorrichtung kombiniert, so daß beide Enden des Vorrohres 31 entgratet werden können. Je nach Auftrag wird eine Vorrohrlänge oder eine entsprechend kürzer geschnittene Länge mittels hier nicht dargestellter Schwenkarme nach der Vorbearbeitung vom erstgenannten Rollgang 32 in einen parallel laufenden Rollgang 35 übergeben. In der Achse dieses Rollganges 35 ist erfindungsgemäß eine ortsfeste Presse 36 angeordnet. Mittels eines Roboters 37, hier in Funktion einer Handlingseinrichtung, wird aus Vorratsbehältern 38 das zu verpressende Fitting bzw. Formteil oder Armatur (hier nicht dargestellt) entnommen und lage- und winkelgerecht in den Preßbereich der ortsfesten Presse 36 eingelegt. An beiden Stirnseiten der ortsfesten Presse 36 ist eine kombinierte Einschub- und Dreheinrichtung 39, 39′ angeordnet, jeweils gekoppelt mit einer Auslöseblockierung. Die kombinierte Einschub- und Dreheinrichtung 39, 39′ sorgt dafür, daß das geschnittene und beidseits entgratete gerade Rohr in den im Preßbereich fixierten Fitting, Formteil oder Armatur ordnungsgemäß eingeschoben und winkelgerecht justiert wird. Erst nach Überprüfung des ordnungsgemäßen Einschubes bzw. der richtigen Winkellage wird die Auslösesperre aufgehoben und die Verpressung kann erfolgen. Damit die ortsfeste Presse 36 von beiden Seiten mit Rohren beschickt werden kann, ist am rechten Ende des ersten Rollganges 32 ein Zwischenlager 40 angeordnet. Hier können Vorrohrlängen 31 oder auch geschnittene Längen 41 zwischengelagert werden. Über hier nicht dargestellte Schwenkarme können diese zwischengelagerten Rohre in den zweiten Rollgang 35 übergeben werden. Am rechten Ende dieses Rollganges 35 ist eine zweite Presse 42 angeordnet, die zur ersten ortsfesten Presse 36 in Rollgangsrichtung verschiebbar 43 ist. Auch diese Presse 42 ist an beiden Stirnseiten mit je einer kombinierten Einschub- und Dreheinrichtung 39, 39′ versehen. Der Vorteil der zweiten verschiebbaren Presse 42 ist darin zu sehen, daß in Verbindung mit der ersten ortsfesten Presse 36 mehrere Verpressungen gleichzeitig durchgeführt werden können.

Beispielsweise könnten die nachfolgend genannten Arbeitsschritte überwiegend automatisch ablaufen. Vom links im Bild liegenden Hochlager 30 wird ein Vorrohr 31 entnommen, in den Rollgang 32 gelegt und der Säge- und Entgrateinrichtung 33 zugeführt. Nach dem Schneiden auf die vorgegebene Länge, wobei diese über eine Meßstelle 44 kontrolliert werden könnte, wird der Rohrabschnitt in den parallelliegenden Rollgang 35 gelegt. Der Roboter 37, der senkrecht zur Rollgangsrichtung verfahrbar 45 ist, hat aus einem der Vorratsbehälter 38 den ausgewählten Fitting, beispielsweise ein T-Stück entnommen und in den Preßbereich der ortsfesten Presse 36 gelegt. Dem Zwischenlager 40 wird zeitgleich zu den zuvor erwähnten Arbeitsschritten eine geschnittene Rohrlänge 41 entnommen und in den Rollgang 35 gelegt. Von links und von rechts wird der ortsfesten Presse 36 je ein Rohrabschnitt zugeführt und mittels der Einschubeinrichtung 39, 39′ in das T-Stück eingeschoben. Während dieser Arbeiten wurde zuvor mittels eines weiteren, hier nicht dargestellten Roboters in den Preßbereich der verschiebbaren Presse 42, beispielsweise ein Bogen eingelegt. Zweckmäßigerweise wird der zweite Roboter ganz rechts am Ende des Verfahrweges 43 der verschiebbaren Presse 42 angeordnet. Nach dem Einlegen des Bogens wird die Presse 42 soweit nach links verschoben, bis der zwischen beiden Pressen 36, 42 liegende Rohrabschnitt auch im Bogen eingeschoben ist. Nach Justierung und Überprüfung des ordnungsgemäßen Einschubes bzw. der Winkellage erfolgt die gleichzeitige dreifache Verpressung, d. h. zwei Verpressungen am T-Stück und eine Verpressung am Bogen.

An dieser Stelle muß ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß die dargestellte und erläuterte Anlage gemäß Fig. 4 nur ein mögliches Beispiel einer Fertigungslinie ist. Ausgehend von der Anordnung einer erfindungsgemäßen ortsfesten Presse 36 gibt es eine Vielzahl von anderen Möglichkeiten Rollgänge, Säge- bzw. Trenneinrichtungen, Meßstellen, Hochlager, Zwischenlager und weitere Pressen anzuordnen. Die Wahl der Anordnung hängt zum einen von dem zur Verfügung stehenden Platz, vom zu verpressenden Abmessungsbereich und dem größten transportierbaren einbaufertigen Leitungsrohrabschnitt ab.

Claims (7)

1. Verfahren zur Installation eines Leitungsrohrsystems bestehend aus einen verpreßbaren Bereich aufweisenden Elementen wie Fittings, Armaturen und Formteile sowie Leitungsrohrabschnitten, bei dem entweder Leitungsrohrabschnitte und Elemente untereinander oder ein Leitungsrohrabschnitt mit einem der genannten Elemente ineinandergeschoben oder auf einen Stutzen oder Stützkörper aufgeschoben und mittels eines außen angesetzten Preßwerkzeuges unlösbar miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines einbaufertigen Abschnittes eines Leitungsrohrstranges örtlich getrennt von der Einbaustelle die zu verbindenden Teile auf eine ortsfeste Verpreßstelle hin relativ zueinander bewegt und abstands- und winkelgerecht ausgerichtet werden und nach der Justierung mindestens eine Verbindungsstelle verpreßt wird, wobei die einzelnen Arbeitsschritte vorzugsweise automatisch ablaufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von der zu verpressenden Nennabmessung an einem Element gleichzeitig zwei Verpressungen durchgeführt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Systemachse des einbaufertigen Abschnittes mehrere voneinander beabstandete Verbindungsstellen gleichzeitig verpreßt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise an den Verzweigungsendpunkten ein zu verbindendes Teil mittels einer tragbaren an sich bekannten Preßvorrichtung verpreßt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ineinander schieben bzw. das Aufschieben der zu verbindenden Teile überwacht und erst nach Erreichen der vorgeschriebenen Überdeckungslänge ein Freigabesignal für die Auslösung der Verpressung gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellage nicht rotationssymmetrischer Elemente in bezug auf eine festgelegte 6- oder 12-Uhr-Lage der Systemachse überprüft und erst nach Übereinstimmung der eingestellten Winkellage mit der Sollvorgabe ein Freigabesignal für die Auslösung der Verpressung gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfesten Verpreßstelle automatisch auf Länge geschnittene, glattendige und beidseits entgratete Leitungsrohrabschnitte zugeführt werden und das zu verbindende Element lage- und winkelgerecht in der Verpreßstelle fixiert ist.