DE4404051A1 - Anbohrarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anbohrarmatur mit einem Gehäuse, einem Kugelküken, das im Gehäuse drehbar gelagert ist, und einem Betätigungsglied, das einerseits mit dem Ku­ gelküken verbunden ist und andererseits in Antriebsverbin­ dung mit einem mit einem Ende aus dem Gehäuse vorstehenden Drehschaft steht.

Bei bekannten Anbohrarmaturen der vorstehend geschilderten Bauart wird durch Drehung des Drehschafts um beispielsweise 90 Grad das Kugelküken aus der Position "vollständig ge­ öffnet" in die Position "vollständig geschlossen" verstellt. Eine Verstellung des Kugelkükens dient normalerweise nur dazu, nach Herstellung der Anschlußbohrung in der Hauptlei­ tung als eine eingebaute Hilfsabsperrung zum Abbau der Anbohr­ werkzeuge und Einbringung der Absperrventile zu fungieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge­ mäße Anbohrarmatur derart weiterzubilden, daß das Kugel­ küken zusätzlich praktisch als Ventil dienen kann, wobei eine Vielzahl von Einstellungen des Kugelkükens zwecks exakter Dosierung des Fluidstroms aus der Haupt- in die Zweigleitung genau einstellbar sein sollte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen dem Drehschaft und dem Betätigungsglied ein Unter­ setzungsgetriebe, angeordnet ist. Hierdurch wird gewähr­ leistet, daß der am Drehschaft auszuführende Drehwinkel erheblich größer ist als der durch eine betreffende Bewe­ gung des Drehschafts bewirkte Verstellwinkel des Kugelkükens. Somit ist durch entsprechende Drehung des Drehschafts eine exakte Einstellung des Kugelkükens möglich. Das Kugelküken kann somit auch die Aufgabe eines ansonsten erforderlichen Ventils übernehmen.

Das Untersetzungsgetriebe, welches den Drehschaft mit dem Betätigungsglied zur Kraftübertragung verbindet, weist vor­ teilhaft eine am Drehschaft ausgebildete Gewindespindel und eine auf der Gewindespindel axial bewegliche und in Umfangs­ richtung fixierte Spindelmutter auf, wobei die Spindelmut­ ter in Antriebsverbindung mit dem Betätigungsglied steht. Je nach Anforderungen an die Anbohrarmatur kann aufgrund der Ausgestaltung des Untersetzungsgetriebes mit Gewinde­ spindel und Spindelmutter das Untersetzungsverhältnis wie gewünscht ausgewählt werden.

Die Kraftübertragung von der Spindelmutter auf das Betäti­ gungsglied erfolgt vorteilhaft mittels eines an das Unter­ setzungsgetriebe angeschlossenen Armhebels, der einerseits verschwenkbar an der Spindelmutter angelenkt ist und anderer­ seits in drehfestem Eingriff mit dem Betätigungsglied steht.

Eine drehfeste Verbindung zwischen dem Betätigungsglied und dem Armhebel ist konstruktiv einfach ausgestaltet, wenn das Betätigungsglied einen Vierkantabschnitt aufweist, der form­ schlüssig von einer im Armhebel ausgebildeten Vierkantaus­ nehmung umgriffen wird.

Zum Längenausgleich des bei der Wanderung der Spindelmutter längs der Gewindespindel schwenkenden Armhebels ist es zweckmäßig, wenn der Armhebel aus seinem der Vierkantaus­ nehmung entgegengesetzten Endabschnitt ein Langloch aufweist, in dem ein an der Spindelmutter ausgebildeter Zapfen sitzt, wobei die Schwenkverbindung zwischen dem Betätigungsglied und dem Armhebel durch eben dieses Langloch und diesen Zapfen gebildet wird.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Zapfens der Breite des Langlochs entspricht.

Um eine gleichmäßige Belastung der Spindelmutter zu ge­ währleisten, sollte auf jeder von zwei entgegengesetzten Seiten der Spindelmutter jeweils ein Armhebel vorgesehen sein.

Um sicherzustellen, daß auf das Kugelküken keine Kräfte einwirken, die es über seine gewünschten Endstellungen "vollständig geöffnet" und "vollständig geschlossen" ver­ stellen, sollte der Hub der Spindelmutter durch einen oberen und durch einen unteren Anschlag begrenzt sein. Bewegungen am Drehschaft, die die Spindelmutter über den oberen bzw. unter den unteren Anschlag versetzen würden, wird dann durch das Anstoßen der, Spindelmutter gegen die Anschläge entgegen­ gewirkt. Irgendeine Krafteinleitung über den Armhebel und das Betätigungsglied auf das Kugelküken wird in jedem Fall zuverlässig verhindert.

Hierzu sollten die Anschläge so angeordnet sein, daß das Kugelküken bei der Bewegung der Spindelmutter von einem Anschlag zum anderen aus der geschlossenen in die geöffnete Stellung verstellt wird.

Um eine genaue und vielstufige Einstellung des Kugelkükens zu ermöglichen, sollte die Gewindeneigung der Gewindespin­ del bzw. der Spindelmutter so gewählt sein, daß zur Ver­ stellung der Spindelmutter von einem Anschlag zum anderen ca. zwanzig Umdrehungen des Drehschafts erforderlich sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungs­ form unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anbohrarmatur im Schnitt; und

Fig. 2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur im teilweisen Schnitt.

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anbohrarmatur 1 hat ein Gehäuse 2. An seiner, einer Rohrleitung, die an eine Zweigleitung angeschlossen werden soll, gegenüberlie­ genden Seite hat das Gehäuse 2 einen Anschlußstutzen 3. Über diesen Anschlußstutzen ist die Anbohrarmatur 1 an die weiter nicht dargestellte Haupt- bzw. Rohrleitung ange­ schlossen.

Oberhalb des Anschlußstutzens 3 ist innerhalb des Gehäuses 2 ein Kugelküken 4 drehbar auf genommen. Das Kugelküken 4 weist drei Öffnungen 5, 6, 7 auf, von denen einander zwei, nämlich die Öffnungen 6 und 7, diametral gegenüberliegen.

Beim Anschluß bzw. bei der Anbringung der Anbohrarmatur l an der nicht dargestellten Rohrleitung wird letztere durch ein Bohrwerkzeug angebohrt, das durch die zwei einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen 6, 7 des sich in seiner entsprechenden Position befindenden Kugelkükens 4 gegen die Rohrleitung bewegt wird. Oberhalb des Kugelkü­ kens 4 hat das Gehäuse 2 einen Bohrstutzen 8, der zur Aufnahme und ggf. zur Führung des in den Figuren nicht dargestellten Bohrwerkzeugs dient. Das Bohrwerkzeug wird durch diesen Bohrstutzen 8 sowie durch die einander dia­ metral gegenüberliegenden Öffnungen 6, 7 des Kugelkükens in eine Position gebracht, in der ein Anbohren der in den Figuren nicht dargestellten Rohrleitung exakt möglich ist. Sobald der Anbohrvorgang beendet ist, wird das nicht dar­ gestellte Bohrwerkzeug durch die beiden einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen 6, 7 des Kugelkükens 4 und durch den Bohrstutzen 8 aus dem Gehäuse 2 entnommen. Der Bohr­ stutzen 8 kann durch einen in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten Stopfen geschlossen werden.

Das Kugelküken 4 ist innerhalb des Gehäuses 2 der Anbohr­ armatur 1 um eine Achse 9 drehbar. Durch eine solche Drehung kann seine dem Anschlußstutzen 3 zugeordnete Öffnung 6 in oder außer Fluchtung mit dem Anschlußstutzen 3 gebracht wer­ den. Bei Fluchtung zwischen der Öffnung 6 und dem Anschluß­ stutzen 3 ist ein Durchlaß vom Anschlußstutzen 3 durch die Öffnung 6 des Kugelkükens 4 in dessen Innenraum und von dort durch die Öffnung 5 des Kugelkükens 4 in ein einen seitlichen Anschluß bildendes Gewindestück 10 vorhanden, durch den Strömungsmedium aus der nicht dargestellten Haupt- bzw. Rohrleitung in die ebenfalls nicht dargestellte, im Gewinde­ stück 10 befestigte Zweig- bzw. Anschlußleitung strömen kann.

In Ausnehmungen 11, 12 des Gehäuses 2 sitzen jeweils eine Profildichtung 13 bzw. 14, wodurch ein Eindringen von Strömungsmedien in den Zwischenraum zwischen der Außen­ fläche des Kugelkükens 4 und der Innenfläche des Gehäuses 1 verhindert werden soll.

Auf seiner dem Gewindestück 10 abgewandten Seite ist das Kugelküken 4 auf seiner Außenfläche mit einer Betätigungs­ ausnehmung 15 ausgestaltet, die kugelsegmentförmig ausgebil­ det ist.

In der kugelsegmentförmigen Betätigungsausnehmung 15 ist drehfest das kugelkükenseitige Ende eines Betätigungsglieds 16 aufgenommen. Das Betätigungsglied 16 ist drehbar in einem Gehäuseabschnitt 17 des Gehäuses 2 gelagert. Des weiteren weist das Betätigungsglied 16 zwei O-Ringe 18, 19 auf, die gegen die Innenwandung des Gehäuseabschnitts 17 des Ge­ häuses 2 abdichten.

Am kugelkükenfernen Endabschnitt hat das Betätigungsglied 16 einen eckig ausgebildeten Vierkantabschnitt 20 und ist an seinem kugelkükenfernen Ende gelagert.

Der Vierkantabschnitt 20 des Betätigungsglieds 16 wird von zwei Vierkantausnehmungen 21, 22 zweier Armhebel 23, 24 drehfest umgriffen.

Die beiden Armhebel 23, 24 entsprechen einander in Funktion und Ausgestaltung, so daß im folgenden lediglich der Armhe­ bel 23 beschrieben wird.

An seinem vierkantausnehmungsfernen Ende hat der Armhebel 23 ein Langloch 25, in dem ein Zapfen 26 aufgenommen ist, der an einer Seite einer Spindelmutter 27 ausgebildet ist. Der Durchmesser des Zapfens 26 entspricht der Breite des Langlochs 25. Der Zapfen 26 und der Armhebel 23 sind zu­ einander drehbar.

Die Spindelmutter 27 sitzt auf einer Gewindespindel 28, deren Gewindeabschnitt von einem oberen Anschlag 29 und einem unteren Anschlag 30 begrenzt ist. Gemeinsam mit der Spindelmutter 27 bildet die Gewindespindel 28 ein Unter­ setzungsgetriebe 27, 28, das zwischen dem Armhebel 23 und einem die Gewindespindel 28 ausbildenden Drehschaft 31 angeordnet ist, wobei der Drehschaft 31 mit einem Hand­ habungsabschnitt aus einem mit dem Gehäuse 2 verbundenen Teilgehäuse 32 vorragt.

Die Gewindesteigung der Gewindespindel 28 ist so gewählt, daß bei zwanzig Umdrehungen des Drehschafts 31 die Spindel­ mutter 27 einmal vom oberen Anschlag 29 zum unteren An­ schlag 30 bzw. vom unteren Anschlag 30 zum oberen Anschlag 29 wandert.

Bei einer Drehung des Drehschafts 31 wird aufgrund des Ge­ windeeingriffs zwischen der Gewindespindel 28 und der dreh­ fest an der Gewindespindel 28 angeordneten Spindelmutter 27 die Spindelmutter in Längsrichtung der Gewindespindel 28 versetzt. Aufgrund des Eingriffs des an der Spindelmutter 27 vorgesehenen Zapfens 26 wird der Armhebel 23 um den Mit­ telpunkt seiner Vierkantausnehmung 21 geschwenkt. Der Längen­ ausgleich aufgrund der Schwenkbewegung des Armhebels 23 er­ folgt durch Wanderung des spindelmutterseitigen Zapfens 26 innerhalb des armhebelseitigen Langlochs 25.

Die Verschwenkung des Armhebels 23 wird aufgrund des Form­ schlusses zwischen der Vierkantausnehmung 21 des Armhebels 23 und dem Vierkantabschnitt 20 des Betätigungsglieds 16 auf das Betätigungsglied 16 übertragen. Da das kugelkükenseitige Ende des Betätigungsglieds 16 drehfest in der Betätigungs­ ausnehmung 15 des Kugelkükens sitzt, dreht sich mit dem Be­ tätigungsglied 16 entsprechend das Kugelküken 4, so daß sich die Position der Öffnungen 6, 7 des Kugelkükens 4 in bezug auf den Anschlußstutzen 3 bzw. das Gewindestück 10 ändern.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Gewindenei­ gung der Gewindespindel 28 bzw. der Spindelmutter 27 so ausgewählt sein, daß bei einer Bewegung der Spindelmutter zwischen dem oberen Anschlag 29 und dem unteren Anschlag 30 eine 90 Grad-Drehung des Armhebels 23 und damit des Betätigungsglieds 16 und damit des Kugelkükens 4 erfolgt. Jedwede weitere Kraftübertragung zwischen der Spindelmutter 27 und dem Kugelküken 4 wird aufgrund der Anschläge 29, 30 zuverlässig vermieden.

Claims (10)

1. Anbohrarmatur mit einem Gehäuse (2), einem Kugel­ küken (4), das im Gehäuse (2) drehbar gelagert ist, und einem Betätigungsglied (16), das einerseits mit dem Kugelküken (4) verbunden ist und andererseits in Antriebsverbindung mit einem mit einem Ende aus dem Gehäuse (2) vorstehenden Drehschaft (31) steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehschaft (31) und dem Betätigungsglied (16) ein Untersetzungs­ getriebe (27, 28) angeordnet ist.

2. Anbohrarmatur nach Anspruch 1, bei der das Unter­ setzungsgetriebe (27, 28) eine am Drehschaft (31) aus­ gebildete Gewindespindel (28) und eine auf der Gewinde­ spindel (28) axial bewegliche und in Umfangsrichtung fixierte Spindelmutter (27) aufweist, die in Antriebs­ verbindung mit dem Betätigungsglied (16) ist.

3. Anbohrarmatur nach Anspruch 2, bei der das Unter­ setzungsgetriebe (27, 28) einen Armhebel (23) aufweist, der einerseits verschwenkbar an der Spindelmutter (27) angelenkt ist und andererseits in drehfestem Eingriff mit dem Betätigungsglied (16) steht.

4. Anbohrarmatur nach Anspruch 3, bei der das Betäti­ gungsglied (16) einen Vierkantabschnitt (20) aufweist, der formschlüssig von einer im Armhebel (23) ausgebil­ deten Vierkantausnehmung (21) umgriffen wird.

5. Anbohrarmatur nach Anspruch 3 oder 4, bei der der Armhebel (23) an seinem der Vierkantausnehmung (21) ent­ gegengesetzten Endabschnitt ein Langloch (25) aufweist, in dem ein an der Spindelmutter (27) ausgebildeter Zapfen (26) sitzt.

6. Anbohrarmatur nach Anspruch 5, bei der der Durchmes­ ser des Zapfens (26) der Breite des Langlochs (25) ent­ spricht.

7. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der jeder von zwei entgegengesetzten Seiten der Spindelmutter (27) jeweils ein Armhebel (23, 24) zugeordnet ist.

8. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der der Hub der Spindelmutter (27) durch einen oberen (29) und durch einen unteren Anschlag (30) begrenzt ist.

9. Anbohrarmatur nach Anspruch 8, bei der das Kugelküken (4) bei der Bewegung der Spindelmutter (27) von einem An­ schlag (29, 30) zum anderen (30, 29) aus der geschlossenen in die geöffnete Stellung oder umgekehrt verstellt wird.

10. Anbohrarmatur nach Anspruch 9, bei der die Gewinde­ neigung der Gewindespindel (28) bzw. der Spindelmutter (27) so gewählt ist, daß zur Verstellung der Spindelmutter (27) von einem Anschlag (29, 30) zum anderen (30, 29) ca. zwanzig Umdrehungen des Drehschafts (31) erforderlich sind.