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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Halten einer Nebenleitung in Position auf einem
Zweiganschluss, die auf einer unterirdischen Hauptleitung zum Transport
eines Fluids (wie zum Beispiel Erdgas) montiert werden soll, sowie
ein Verfahren zum Herstellen einer Nebenleitung auf einer Hauptleitung
unter Verwendung dieser Vorrichtung und dies insbesondere von oberhalb
eines gegrabenen Schachts aus.
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Es ist oft nötig, Abzweigungen oder Nebenanschlüsse an bereits
vorhandenen unterirdischen Leitungen anzulegen, wie Leitungen zur
Verteilung von Gas und Wasser, um zum Beispiel Nutzer an ein Verteilernetz
anzuschließen.
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Hierfür kann man einen gegrabenen
Schacht mit begrenzter Dimension herstellen (um insbesondere das
Hindernis für
den Fußgänger und
Fahrzeugverkehr zu begrenzen), der es einer Person nicht erlaubt
auf dessen Boden herabzusteigen, so dass die Arbeiten zur Herstellung
des Abzweigs von über
dem Schacht aus (oder „außerhalb
des Schachts") erfolgen
müssen.
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Während
die Leitung und der Zweiganschluss aus einem thermoplastischen Material
wie Polyethylen bestehen, erfolgt die Verbindung der Abzweigung
an der Leitung meistens durch Schweißen. Der Körper des Zweiganschlusses,
im Allgemeinen in Form eines Sitzes (oberhalb und gegebenenfalls unterhalb)
ist daher mit einem elektrischen Widerstand ausgerüstet, der
mit zwei Anschlüssen
zur Verbindung mit einer elektrischen Versorgungsquelle verbunden
ist, um den Schweißvorgang
durch Schmelzen des Sitzes des Anschlusses und sein Aufschweißen auf
die Leitung zu bewirken. Man muss ebenfalls die Nebenleitung (im
Allgemeinen mit einem deutlich geringeren Durchmesser als die Hauptleitung)
in das Innere einer zylindrischen Muffe einführen, mit der der Zweiganschluss
versehen ist und die seitlich zu ihrem Schaft angeordnet ist, im
Allgemeinen in einem rechten Winkel zu der Hauptleitung. Diese Muffe
ist ebenfalls mit elektrischen Verbindungsanschlüssen zum Aufschweißen der
Nebenleitung auf den Zweiganschluss versehen.
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Um eine korrekte Verschweißung zwischen dem
Zweiganschluss und der Hauptleitung einerseits, sowie zwischen der
Nebenleitung und dem Zweiganschluss andererseits herbeizuführen, sind bereits
beispielsweise aus der
EP 580
222 Geräte bekannt,
die es erlauben, die Nebenleitung auf der Hauptleitung zu positionieren
und an Ort und Stelle zu halten. Diese Geräte stützen sich gleichzei tig, meistens
mit Hilfe einstellbarer Arme, auf der Hauptleitung und auf der Nebenleitung
ab. Hierfür
benutzen sie im Allgemeinen Klemmen (oder Spannbacken) und/oder
Zangen, meistens mit einer einstellbaren Öffnung, um sich an verschiedene
Leitungsdurchmesser anpassen zu können, die auf den Leitungen
angeordnet werden.
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Jedoch sind diese Geräte relativ
komplex und sehr teuer. Außerdem
sind sie oft unhandlich und schwer und daher unpraktisch handzuhaben,
insbesondere von oberhalb eines Schachts mit kleinem Querschnitt.
Ihr hauptsächlicher
Nachteil ist, dass sie sich gleichzeitig an der Haupt- und Nebenleitung
befestigen müssen.
Schließlich
ist es ein weiterer Nachteil dieser Art von Gerät, dass es unmöglich ist,
von oberhalb des Schachts die Nebenleitung auf den Zweiganschluss
zu schweißen,
da die Hauptleitung, auf der sich das Gerät abstützen muss, nicht zugänglich ist.
Es ist daher unumgänglich,
den Zweiganschluss, der über
die Muffe auf der Leitung montiert ist, zum Boden des Schachts herunter
zu lassen, wobei als Risiko auftritt, dass man den Anschluss sich um
die Leitung drehen, wenn nicht sogar sich davon lösen sieht.
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Die Erfindung hat daher zur Aufgabe,
die genannten Nachteile zu überwinden
und die Herstellung einer Nebenleitung an einer Hauptleitung von oberhalb
eines gegrabenen Schachts mit verringerter Breite (Querschnitt),
zu einem geringen Preis zu erlauben, ohne dass ein Sondergerät während der
ganzen Zeit für
das Schweißen
und Abkühlen
der Teile unbeweglich gemacht ist. Die Erfindung hat außerdem zum
Ziel, die Herstellung eines Zweiganschlusses mit Hilfe eines leichten
Materials, mit einfachem Aufbau, wenig sperrig und einfach benutzbar,
zu erlauben. Der Betreiber des Gasnetzes findet sich daher im Stande,
bei dieser Art von Eingriff diese Erfindung systematischer zu verwenden.
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Hierfür besteht die Erfindung aus
einer Vorrichtung um eine Nebenleitung und einen Zweiganschluss
vor der Montage des Zweiganschlusses an der unterirdischen, ein
Fluid transportierenden Hauptleitung zu positionieren und zusammenzuhalten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung sich in einem Abstand
zu der Hauptleitung ausschließlich
auf der Nebenleitung und dem Zweiganschluss abstützt.
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Auf diese Weise besteht das Risiko
der Lösung
des Zweiganschlusses von der Nebenleitung nicht. Man kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Herstel lung der Verschweißung
der Nebenleitung auf dem Zweiganschluss auch oberhalb des gegrabenen
Schachts benutzen (was mit den Vorrichtungen nach dem Stand der
Technik unmöglich
war), da diese beiden Teile mit Hilfe der genannten Vorrichtung
perfekt gegeneinander positioniert und unbeweglich gemacht sind.
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Um einen guten Halt des Zweiganschlusses und
der Nebenleitung sicherzustellen, wird sich die Vorrichtung vorzugsweise
auf einem vertikalen zylindrischen Schaft des Zweiganschlusses und
auf einem Teil der Nebenleitung abstützen, nachdem diese in das
Innere einer seitlichen Muffe des Zweiganschlusses eingeführt wurde.
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Gemäß einer ergänzenden Überlegung wird die Vorrichtung
vorzugsweise zwei Arme besitzen, die zueinander beabstandet sind
und parallel zueinander liegen, wobei die Arme durch einen gekrümmten Endabschnitt
verbunden sind, der um den Schaft des Zweiganschlusses montiert
werden kann und die beide an ihren freien Enden in einer Halbschale
enden, die dazu ausgelegt ist, die Nebenleitung zu umschließen.
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Um es der Vorrichtung zu erlauben,
sich an verschiedene Durchmesser der Nebenleitung anzupassen, wird
jede Halbschale vorzugsweise ein V bilden, das die Nebenleitung
umschließt.
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Um einen guten Halt der Vorrichtung
auf der Nebenleitung zu sichern, können die beiden Halbschalen
von einer Seilklammer umschnürt
sein.
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Im gleichen Sinn, jedoch gemäß einer
alternativen Ausführung,
können
die beiden Halbschalen einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt
aufweisen und sich teilweise überschneiden, um
einen sich selbst verschließenden
Rastring zu bilden.
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Um das Schweißen der Nebenleitung auf die Muffe
des Zweiganschlusses zu erlauben, wird die Vorrichtung vorzugsweise
eine Öffnung
zwischen ihren Armen für
einen Zugang an die elektrischen Verbindungsanschlüsse aufweisen,
die auf der Muffe des Zweiganschlusses angeordnet sind und für die Verschweißung der
Muffe auf der Nebenleitung bestimmt sind.
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Gemäß einer anderen Überlegung
wird die Vorrichtung vorzugsweise aus einem starren Kunststoffmaterial
bestehen und wird wenigstens an ihrem gekrümmten Ende elastisch deformierbar
sein können.
Auf diese Weise wird es möglich
sein, die Arme leicht zu spreizen, um die Vorrichtung um den Schaft des Zweiganschlusses
zu positionieren, bevor die Halbschalen beider Arme um die Nebenleitung
angeordnet werden, wobei dieser Vorgang durch die „rückstellende" Elastizität des gekrümmten Endabschnitts
der Vorrichtung erleichtert wird.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zur Herstellung einer Nebenleitung an einer Hauptleitung über einen
Zweiganschluss, der mit einem vertikalen, zylindrischen Schaft versehen
ist, sowie einer seitlichen Muffe, wobei das Verfahren aus den folgenden Schritten
besteht:
- – Schaffen
einer Baugrube geringerer Größe als einem
Mann zu gestatten hinab zu steigen, wobei wenigstens der obere Umfang
des Stücks
der Hauptleitung freigelegt wird, an dem der Zweiganschluss installiert
werden soll,
- – Einführen der
Zweigleitung über
der Baugrube in das Innere der Muffe des Zweiganschlusses,
- – Halten
der Nebenleitung in der Muffe mittels der Haltevorrichtung mit Hilfe
der vorher beschriebenen Haltevorrichtung,
- – Herablassen
des durch den Zweiganschluss, die Zweigleitung und die besagte Haltevorrichtung gebildeten
Zusammenbaus auf den Boden des ausgehobenen Schachts,
- – Positionieren
des Zweiganschlusses auf dem Stück
der Hauptleitung,
- – Übergehen
zur Verschweißung
des Zweiganschlusses auf der Hauptleitung,
- – Anstechen
der Hauptleitung an der Stelle des Schafts des Zweiganschlusses
und Verschließen des
Schafts,
- – Verfüllen der
Baugrube wobei die Vorrichtung vergraben bleibt.
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Der Schweißvorgang der Muffe auf die
Nebenleitung kann vor dem Herablassen des Zusammenbaus auf den Boden
des ausgehobenen Schachts erfolgen (das heißt außerhalb des Schachts) oder
wenn der Zusammenbau einmal auf den Boden des Schachts herabgelassen
ist, beispielsweise zur gleichen Zeit, wie der Schweißvorgang
des Zweiganschlusses auf der Hauptleitung.
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Bei der ersten Lösung wird der Bediener, der die
Werkzeuge von oberhalb des Schachts aus handhabt, konzentrierter
auf die Verbindung des Zweiganschlusses mit der Hauptleitung auf
dem Boden des Schachts sein, da er des zusätzlichen Problems des Schweißens der
Muffe auf die Nebenleitung entledigt ist. Mit dieser Lösung ist
es außerdem
sicher, dass die Nebenleitung nicht Gefahr läuft, sich während des Herablassens des
Zusammenbaus auf den Boden des Schachts gegenüber der Muffe zu verdrehen.
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Die Erfindung und ihre Umsetzung
werden anhand der folgenden Beschreibung näher verdeutlicht, die in Bezug
auf die Zeichnungen gemacht ist, von denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im zusammengebauten Zustand
ist,
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2 eine
Schnittdarstellung nur der Vorrichtung ist,
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3 eine
andere Schnittdarstellung nur der Vorrichtung ist,
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4 eine
dritte Schnittdarstellung nur der Vorrichtung ist, die eine Ausführungsvariante
von 1 zeigt,
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5 und 6 eine andere Variante der
Ausführung
von 4 zeigen,
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7 im
Schnitt einen ausgehobenen Schacht zeigt, an dessen Boden sich die
Hauptleitung befindet.
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1 zeigt
eine Vorrichtung 100 zum positionsfesten Halten einer Nebenleitung 20 auf
einem Zweiganschluss 30, der dazu bestimmt ist, auf einer Hauptleitung 10 montiert
zu werden.
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Die Nebenleitung 20 besitzt
typischerweise einen geringeren Durchmesser, als die Hauptleitung 10 und
kann zum Beispiel einen Abzweig darstellen, die auf eine Wohnung
gerichtet ist, um diese mit Gas (oder Wasser) zu versorgen, das
in der Hauptleitung (10) zirkuliert, die das hauptsächliche
Versorgungsnetz bildet.
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Die Vorrichtung 100 ist
von dem Zweiganschluss 30 und den beiden Leitungen 10 und 20 unabhängig. Sie
stützt
sich ausschließlich
auf der Nebenleitung 20 und dem Zweiganschluss 30 ab,
unter Ausschluss der Hauptleitung 10, was ihre Originalität ausmacht.
Sie kann ebenfalls oberhalb des Schachts verwendet werden, was weiter
unten beschrieben ist.
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Der Zweiganschluss 30, vorzugsweise
aus einem thermoplastischen Material (beispielsweise Polyethylen),
besteht aus:
- – einem hohlen Schaft 32,
vorzugsweise zylindrisch und im Wesentlichen vertikal, sobald der Zweiganschluss 30 auf
der Hauptleitung 10 montiert ist,
- – einem
Sitz 36, der der Form der Hauptleitung 10 angepasst
ist und der hinsichtlich des Schmelzens des Kunststoffmaterials
des Zweiganschlusses 30 zum Aufschweißen auf die Hauptleitung 10 mit
Verbindungsanschlüssen 35 zu
einer elektrischen Versorgung ausgestattet ist,
- – und
einer seitlichen Muffe 34, die senkrecht zu dem Schaft 32 und
der Hauptleitung 10 steht, während diese Teile aufeinander
montiert sind, wobei die Muffe 34 ebenfalls mit elektrischen
Verbindungsanschlüssen 35 ausgestattet
ist, die zu ihrer Verschweißung
auf die Nebenleitung 20 benutzt werden.
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2 zeigt
die Haltevorrichtung 100, die in 1 gezeigt ist, im Schnitt. Diese Vorrichtung,
die vorzugsweise durch einen Kunststoffspritzvorgang (PVC, ABS,
...) hergestellt ist, besitzt zwei Arme 110 und 120,
die zueinander beabstandet sind und im Wesentlichen parallel zueinander
liegen. Diese beiden Arme 110 und 120 erstrecken
sich entlang einer Achse AA',
die ebenfalls die Symmetrieachse bildet und die im Wesentlichen
mit der Längsachse
der zweiten Leitung 20 zusammenfällt, wenn diese beiden Teile
verbunden sind (siehe auch 1).
Die zwei Arme 110 und 120 besitzen eine Länge, die
je nach dem Durchmesser der verwendeten Leitungen variiert. Typischerweise
beträgt
diese Länge
etwa ein Dutzend Zentimeter (beispielsweise 10 bis 20 Zentimeter
und vorzugsweise etwa 15 Zentimeter). Sie sind an einem ersten Ende 105 durch
einen gekrümmten
Abschnitt 130 verbunden (wo sie sich treffen), der im Wesentlichen
einen Halbkreis beschreibt. Dieser gekrümmte Abschnitt 130 bildet
durch die Flexibilität
und die Elastizität
des verwendeten Materials die eine Art elastisch deformierbares
Scharnier, das es den Armen 110/120 erlaubt, sich
zu öffnen,
indem sie sich voneinander leicht abspreizen (wie dies weiter unten
beschrieben ist), um die Vorrichtung 100 um den Schaft 32 des
Zweiganschlusses 30 schieben zu können. Hierfür ist der innere Durchmesser
D dieses halbkreisförmigen
Abschnitts 130 im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des Schafts 32 des Zweiganschlusses 30 und seine
Stärke
E ist im Vergleich zu seinem Durchmesser schwach. An beiden freien
Enden 112, 122 enden die Arme 110/120 in
jeweils einer Halbschale 114/124 mit halbkreisförmigem Querschnitt
um die Mittelachse AA',
die dazu bestimmt sind, die Nebenleitung 20 (siehe 1) zu umschließen. Die 4 bis 6 zeigen im Schnitt verschiedene mögliche Varianten
dieser Halbschalen 114, 124. So hat die Vorrichtung 100 die
Form einer Eiszange.
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Um die Verbindung zwischen den zwei
Halbschalen 114/124 und der Nebenleitung 20 zu
sichern, können
sie sich teilweise überschneiden
(siehe 1) und können gerippt
sein, um einen selbstschließenden
Ring 140 zu bilden. Diese Lösung wird als „voll integriert" betrachtet, da der
gerippte Verschlussring 140 zusammen mit dem Rest der Haltevorrichtung 100 gespritzt
ist.
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4 zeigt
eine Ausführungsvariante,
bei der sich die beiden Halbschalen 114/124 nicht überschneiden
und bei der sich sogar ein kleiner Spalt zwischen ihnen befindet
(beispielsweise um sich an verschiedene, jedoch nähere Durchmesser
der Nebenleitung anzupassen). In diesem Fall ist es daher vorzuziehen,
einen zusätzlichen
Rastring 150 von bekannter Art, wie zum Beispiel einen
Rastring mit gemeinsamen Drahtklemmen, einen Ring vom Typ Serflex® (oder
mit kraftsteuerndem Drehhebel), oder auch ein Ring vom Typ Snapper® mit
doppelter Verrastung. Dieser Ring 150 spannt die Halbschalen 114/124 zusammen,
einerseits, um zu verhindern, dass sich die Arme 110/120 öffnen und
unbeabsichtigt aufspreizen und andererseits um eine bessere axiale
Blockierung (entlang der Achse AA') der Nebenleitung 20 in dem
Inneren der Muffe 34 zu bieten.
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Die 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsvariante,
bei der die Halbschalen 114/124 jeweils ein V
bilden, statt einen halbkreisförmigen Querschnitt
zu besitzen. Diese Lösung,
die vorzugsweise mit einem Rastring (nicht gezeigt), wie er bei der
Lösung
von 4 verwendet wird,
ausgestattet ist, erlaubt es der Vorrichtung 100, sich
an verschiedene, auch sehr unterschiedlichen, Durchmesser der Nebenleitung 20 anzupassen,
und dies ohne ungünstigen
Einfluss auf den Halt der Nebenleitung 20 in dem Zweiganschluss 30.
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Im Folgenden wird mit Hilfe der 1 und 7 die Wirkungsweise dieser Vorrichtung 100 bei
der Herstellung einer Abzweigleitung 10 mittels eines Zweiganschlusses 30 an
einer Hauptleitung 10 beschrieben.
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In einem ersten Schritt stellt man
einen ausgehobenen Schacht 200 (siehe 7) mit einem geringen Querschnitt (40
Zentimeter auf 40 Zentimeter) in dem Boden über der Hauptleitung 10 her,
und dies an der Stelle, an der man die Verbindung mit der Nebenleitung 20 (die
im Allgemeinen mit einer Wohnung verbunden ist, um diese mit Gas
oder Wasser zu versorgen) herstellen will.
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Sobald des ausgehobene Schacht 200 fertig gestellt
ist, wird ein Teil der Hauptleitung 10 zugänglich gemacht,
das heißt,
man trägt
das Erdreich ab, das unter ihr liegt und vorzugsweise um etwa 15
bis 30 Zentimeter, wenn der Zweiganschluss 30, wie das hier
der Fall ist, einen unteren Sitz besitzt.
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Man führt oberhalb des Schachts die
Nebenleitung 20 in das Innere der Muffe 34 des
Zweiganschlusses 30 ein.
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Die Haltevorrichtung 100 wird
einerseits um den Schaft 32 des Zweiganschlusses 30 montiert,
indem die Arme 110 und 120 leicht gespreizt werden, so
dass das distale, gekrümmte
Ende 105 der Vorrichtung 100 sich an die Form
des Schafts 32 anschmiegt und andererseits mit Hilfe der
beiden Halbschalen 114 und 124 und eventuell einem
Rastring 140/150 um die Nebenleitung 20.
Zwischen den Armen 110 und 120 ist, wenn sie in
Position sind, ein freier Raum 40 vorgesehen, damit die
Anschlüsse 35 der
Abzweigung der Muffe 34 zugänglich sind.
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Sobald die Nebenleitung 20 und
der Zweiganschluss 30 insbesondere entlang der Achse AA' (oder der Achse
xx') starr miteinander
verbunden sind, wird der Zusammenbau auf den Boden des Schachts
herabgelassen.
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Dann kann man den Zweiganschluss 30 um die
Hauptleitung 10 positionieren. Hierfür benutzt man bekannte Techniken,
wie sie in der EP-A-205 696 oder der FR-A-2 714 710 beschrieben
sind.
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Dann wird durch Schmelzen des Kunststoffmaterials
der Zweiganschluss 30 auf die Hauptleitung 10 geschweißt, wie
dies beispielsweise in der EP-B-376 773 beschrieben ist, wobei er
weiter in Position gehalten wird.
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Falls es noch nicht oberhalb des
Schachts getan wurde, wird mit Hilfe der Verbindungsanschlüsse 35,
die hierfür
vorgesehen sind, und der Technik von der vorstehend gesprochen wurde
(EP-B-376 773) ebenfalls die Muffe 34 auf die Nebenleitung 20 geschweißt.
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Dann kann die Hauptleitung 10 auf
der Höhe des
Schafts 32 des Zweiganschlusses 30 angestochen
und der Schaft 32 wieder verschlossen werden, wie dies
in der FR-A-2 714 710 beschrieben ist.
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Schließlich werden die verschiedenen
benutzten Werkzeuge (Schweißen,
Anstechen) herausgezogen und der ausgehobene Schacht wird verschlossen,
wobei die Vorrichtung 100 vergraben bleibt.
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Die Montage der Vorrichtung 100 kann
sich auch auf dem Boden des Schachts abspielen, wofür vorhergesehen
werden muss, Sonderwerkzeuge zu verwenden, die es erlauben, die
Vorrichtung 100 um den Schaft 32 des Zweiganschlusses 30 und
die Nebenleitung 20 zu legen, wie auch Werkzeuge, um die bei den
Halbschalen 114 und 124 (oder den Ring 140/150)
um die Nebenleitung 20 zusammenzuspannen.