DE1233572B - Verfahren und Vorrichtung zum Anzapfen eines ein Stroemungsmittel foerdernden Rohres aus Kunststoff - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 29 c

Deutsche Kl.: 39 a2 -17/10

Nummer: 1233 572

Aktenzeichen: P33089X/39a2

Anmeldetag: 28. November 1963

Auslegetag: 2. Februar 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzapfen eines ein Strömungsmittel fördernden Rohres aus Kunststoff und Abzweigen von Teilströmen des Strömungsmittels aus dem angezapften Rohr in ein Leitungsrohr.

Kunststoffrohre oder -leitungen werden immer mehr als Gashauptleitungen verwendet und ebenso als Betriebsleitungen, welche die Hauptzuführungsleitungen mit einzelnen Gasverbrauchsstellen, wie Wohnungen, verbinden. Oft wird es nach Einrichtung und Inbetriebnahme einer eine Anzahl von Wohnungen versorgenden Hauptleitung notwendig, zusätzliche Betriebsleitungen mit der Hauptleitung zu verbinden, um zusätzliche, später gebaute Wohnungen anzuschließen. Es ist sehr erwünscht, die zusätzliehen Anschlüsse schnell, sicher und ohne Unterbrechung des Betriebes der Hauptleitung herzustellen. Weiter ist es wichtig, daß die Verbindung und die neue Öffnung ohne Entstehung feiner Teilchen und ohne Einführung von Stücken der bei der Bildung der neuen Öffnungen durchschnittenen Leitungswandung in die Leitungen hergestellt werden. Derartige kleine Teilchen oder Stücke der Kunststoff-Leitungswandung sind verhältnismäßig leicht und würden durch die Gasströmung mitgerissen werden und die Leitung verstopfen oder die Wirkungsweise verschiedener Elemente der Gasanlage, wie der Druckverminderungsventile, Brenner u. dgl., behindern.

Die Verwendung von Reibungswärme beim Schmelzbrennen von Kunststoffteilen, wie Folien oder Rohren, mittels rotierender Schneidwerkzeuge ist an sich bekannt. Dabei wird die Reibung an dei schmalen Stirnseite eines im Querschnitt rechteckigen, rotierenden Reibelementes ausgenutzt, um einen Materialstreifen wegzuschmelzen, und als Reibelemente finden Federstahlscheiben oder Kreisringe aus Federstahl Verwendung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anzapfen eines ein Strömungsmittel fördernden Rohres aus Kunststoff ohne Unterbrechung des Betriebes des Rohres sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Anzapfen durch Schmelzschneiden eines Teiles der Rohrwandung infolge Reibung und das Abzweigen durch Zurückziehen des Schneidelementes unter gleichzeitigem Herausnehmen des ausgeschnittenen Rohrteiles erfolgt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem ein Strömungsmittel fördernden anzuzapfenden Rohr und einem weiteren Leitungsrohr, Verfahren und Vorrichtung zum Anzapfen eines ein Strömungsmittel fördernden Rohres aus
Kunststoff

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wümington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz und Dr. D. Morf,
Patentanwälte, München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

John Shields, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. Dezember 1962
(242 815)

in das ein Teilstrom des Strömungsmittels abgeleitet werden soll, ist gekennzeichnet durch einen Grundkörper mit einer durchgehenden Bohrung, wobei ein Ende des Grundkörpers mit dem anzuzapfenden Rohr strömungsmitteldicht und eine weitere in dem Grundkörper angeordnete Öffnung, eine weitere Öffnung sowie die Bohrung am Ende des Grundkörpers mittels eines über eine Verbindungsstange drehbaren Schneidelementes durch die Wand des Rohres mit dessen Hohlraum durchgehend verbindbar ist, und in der Bohrung ein zwischen einer bei offener Verbindung zwischen dem Rohr und der Öffnung den Durchtritt des Strömungsmittels aus dem Rohr durch die Bohrung in die Atmosphäre verhindernden Stellung und einer den Durchtritt des Strömungsmittels aus dem Rohr auch in die Öffnung verhindernden Stellung bewegbares Ventil angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Grundkörper als hohler Zylinder ausgebildet, und die Öffnung zur Aufnahme des Leitungsrohres Hegt im wesentlichen rechtwinklig zur Bohrung des Zylinders.

Ferner ist in weiterer Ausgestaltung das eine Reibfläche aufweisende Schneidelement ringförmig ausgebildet und weist eine innere hinterschnittene Haltekante auf.

Weiterhin weist das in der Bohrung des Grundkörpers befindliche Ventil seinerseits eine zylindrische

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Bohrung auf, die sich an beiden Enden in größere koaxiale Bohrungen erweitert, von denen die mit Gewinde versehene Bohrung einen Ventilsitz aufweist und in der zylindrischen Bohrung des Grundkörpers strömungsmitteldicht axial bewegbar ist, wobei eine Sitzfläche des Ventils an einen Ventilsitz des Grundkörpers nahe dessen Ende strömungsmitteldicht anlegbar ist; außerdem ist ein Anschlag der Verbindungsstange an eine Ringfläche der Bohrung anlegbar, und das Ventil weist ringförmige Nuten auf, in dem Dichtungsringe angeordnet sind.

Die Verbindungsstange der Vorrichtung ist schließlich derart ausgebildet, daß sie bei Anlage einer Fläche des Schneidelementes an einem Ventilsitz der Bohrung entfernbar ist, und weist ferner einen Ansatz auf, der mit einer Kraftdrillvorrichtung in Eingriff bringbar ist.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Anzapfvorrichtung, wobei bestimmte Teile zur Vereinfachung der Darstellung weggebrochen sind; die Teile der Vorrichtung sind in einer Lage dargestellt, in welcher sie den Vorgang des Schneidens oder Bildens einer Öffnung im Rohr der Hauptzuleitung beginnen,

F i g. 2 einen der F i g. 1 ähnlichen Schnitt, wobei die Teile der Vorrichtung in der Endstellung nach Bildung der Öffnung im Rohr und nachdem der das Schneidelement tragende Teil zurückgezogen wurde, um die Mitteldurchführung im Ventil abzudichten, dargestellt sind,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines mit Gewinde versehenen Verschlusses oder Pfropfens, welcher zum Verschließen des mit Gewinde versehenen Endes der Hauptdurchführung durch die Vorrichtung geeignet ist,

F i g. 4 eine Schrägansicht der auseinandergezogenen Teile, welche die allgemeine Beziehung der Teile der Vorrichtung zueinander, die Leitungselemente und die Werkzeuge zur Betätigung der An-Ordnung darstellt, wobei bestimmte Elemente abgebrochen dargestellt sind.

Das anzuzapfende Rohr ist mit 2 bezeichnet, und das Leitungsrohr, welches durch die neue Vorrichtung mit dem Rohr 2 verbunden werden soll, ist mit 1 bezeichnet. Die Anzapfvorrichtung weist einen langgestreckten Grundkörper 3 auf, welcher aus Kunststoff hergestellt ist. Eine zylindrische Bohrung erstreckt sich in Längsrichtung durch den Grundkörper 3 und weist einen glattwandigen Abschnitt 31 und einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 32 auf, wobei beide Teile im wesentlichen die gleichen Querschnittsabmessungen besitzen. Die Bohrung ist ferner mit einem erweiterten, mit Gewinde versehenen Abschnitt 33 versehen. Die Ausbildung des Grundkör- pers 3 an seinem Ende 37 ist derart, daß er mit der Außenfläche des Rohres 2 strömungsmitteldicht verbunden wird.

Der Abschnitt 31 ist mit einem Absatz versehen, welcher einen Ventilsitz 36 nahe dem Ende 37 des Grundkörpers 3 bildet. Nahe dem Ende 37 ist eine Öffnung 34 zur Aufnahme eines Endes des Leitungsrohres 1 vorgesehen. Die Öffnung 34 kommuniziert mit dem Abschnitt 31 über die Öffnung 35.

Ein Ventil 5 mit einem erweiterten, mit Gewinde versehenen Kopfteil 51 und einem Schaftteil 52 mit kleinerem Durchmesser ist in den Abschnitt 32 des Grundkörpers 3 eingeschraubt. Ein Ende des Ven-

tils 5 ist mit einer Sitzfläche 53 versehen, welche mit dem Ventilsitz 36 in dem untersten Teil des Ventils 5 zusammenwirkt, wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, um eine Strömung zwischen dem unteren Ende des Abschnittes 31 und der Öffnung 34 zu verhindern. Das Ventil 5 ist längs der zylindrischen Bohrung des Grundkörpers 3 infolge des Eingriffes seines mit Gewinde versehenen Kopfteiles 51 mit dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 32 der Bohrung bewegbar. Der Schaftteil 52 des Ventils 5 ist mit ringförmigen Nuten 55 versehen, in welchen Dichtungsringe 54 angeordnet sind, die mit dem Inneren der Öffnung zusammenwirken, um eine Strömung längs der Außenseite des Ventils 5 zu verhindern. Das Ventil 5 ist mit einer axialen zylindrischen Bohrung 59 versehen, die sich in eine koaxiale Bohrung 60 erweitert, welche an ihrer Innenseite ein Gewinde aufweist. Die Bohrung 60 bildet einen Ventilsitz 61 in der Bohrung 59. Das andere Ende der Bohrung 59 erweitert sich in eine Bohrung 56, um eine Ringfläche 57 zu bilden. Gegebenenfalls kann zwischen der Bohning 59 und einer Verbindungsstange 8 ein Dichtungsring vorgesehen werden. Der Teil des Ventils 5, welcher die Bohrung 56 aufweist, ist gemäß F i g. 1 mit zwei diametral gegenüberliegenden Nuten

58 versehen.

In einem Ende der Bohrung 59 des Ventils 5 ist ein Schneidelement 7 angeordnet, das mit seinem Abschnitt 77 mit einem Abschnitt 85 einer frei drehbaren Verbindungsstange 8 verschraubt ist, die sich in die Bohrung 59 erstreckt. Das Schneidelement 7 ist an einem Ende mit einer mit Gewinde versehenen Bohrung 76 versehen und weist am anderen Ende eine becherartige, durch Reibung erhitzbare Schmelzschneide mit einer am Ende einer zylindrischen, einen mittigen Hohlraum 72 umgebenden Wandung 71 befindlichen Schneidkante 74 auf. Die Innenfläche der Wandung 71 ist mit einer hinterschnittenen Haltekante 73 versehen, um das aus der Wandung des Rohres 2 geschnittene Stück P zu halten. Das Schneidelement 7 ist zwischen seinen Enden mit einem etwas erweiterten, mit Gewinde versehenen Abschnitt 75 versehen, welcher mit der mit einem Innengewinde versehenen Bohrung 60 im Ventil 5 verschraubt werden kann. Die Verbindungsstange 8 ist gleitbar und drehbar in der Bohrung 59 angeordnet und ist mit einem erweiterten Abschnitt 82 versehen, welcher einen Anschlag 83 bildet. Der Anschlag 83 ist an die Ringfläche 57 anlegbar, um die Gleitbewegung der Verbindungsstange 8 in der Bohrung 59 zu begrenzen und ebenfalls um die Tiefe des vom Schneidelement 7 erzeugten Schnittes zu begrenzen. Das obere Ende des mit Gewinde versehenen Abschnittes 75 weist, wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, eine Fläche 79 auf, welche mit dem Ventilsitz 61 an der Bohrung 59 in Eingriff kommt, wenn das Schneidelement 7 in die Bohrung 59 verschraubt wird, um eine Strömung durch die Bohrung

59 zu verhindern.

Der Abschnitt 82 der Verbindungsstange 8 ist gemäß Fig. 1 und 2 mit einem Ansatz 84 von viereckigem Querschnitt zum Eingriff mit einer Führung R versehen, welche in einer Einspanneinrichtung C einer Kraftdrillvorrichtung D befestigt und durch diese angetrieben werden kann. Das Element 5 ist ein Spannschlüssel mit einem erweiterten, ringförmigen Randteil und einem sich von diesem weg erstreckenden Schaftteil mit kleinerem Durchmesser.

Claims (2)

Am Ende des Schaftes des Elementes S erstrecken sich in axialer Richtung zwei diametral einander gegenüberliegende Zinken oder Vorsprünge zum Eingriff in Nuten 58 im Ende des Ventils 5, um die Drehung des Ventils 5 zu gestatten. Das Element S ist mit einer mittigen Öffnung versehen, um die Verbindungsstange 8 aufzunehmen. Das Verschlußelement 9 ist in den Abschnitt 33 der Bohrung durch den Grundkörper 3 eingeschraubt, um das obere Ende des Grundkörpers 3 abzudichten, nachdem das Leitungsrohr 1 in ausreichende Verbindung mit dem Rohr 2 gebracht und die drehbare Verbindungsstange 8 zurückgezogen wurde. Um durch die neue Anordnung ein Leitungsrohr 1 mit einem Rohr 2 zu verbinden, wird der Grundkörper 3 mit der Außenseite des Rohres 2 am Ende 37 durch geeignete Mittel, beispielsweise Wärmeverschmelzung, Lösungsmittelverschmelzung oder mechanisches Festklemmen gegen eine übliche elastische Abdichtung befestigt. Das Leitungsrohr 1 wird dann am Grundkörper 3 an dessen Öffnung 34 in geeigneter Weise befestigt. Als Sicherheitsmaßnahme wird Druckluft von oben in den Grundkörper 3 eingeführt und dabei das freie Ende des Leitungsrohres 1 verschlossen, um eine Leckprüfung durchzuführen. Sodann wird die Verbindungsstange 8 in die Bohrung 59 des Ventils 5 von dessen Kopfteil 51 her eingeführt, und das Schneidelement 7 wird mit seinem Abschnitt 77 mit dem Abschnitt 85 der Verbindungsstange 8 verschraubt. Der Abschnitt 75 des Schneidelementes 7 wird außer Eingriff mit der Bohrung 60 im unteren Ende des Ventils 5 gehalten, v/ie aus F i g. 1 ersichtlich ist. Die Gewinde des Abschnitts 75 und der Bohrung 60 weisen entgegengesetzten Windungssinn auf wie die Gewinde auf anderen Teilen der Vorrichtung. Dadurch sind die Verbindungsstange 8 und das Schneidelement 7 fest miteinander verbunden und sind drehbar und gleitbar in der Bohrung 59 des Ventils 5 angeordnet. Nunmehr wird das Ventil 5 zusammen mit der Verbindungsstange 8 und dem Schneidelement 7 in die Bohrung des Grundkörpers 3 eingeführt. Das Ventil 5 ist in die Bohrung bis zu der in F i g. 1 gezeigten Stellung mittels des Spannschlüssels eingeschraubt, welcher in diametral einander gegenüberliegende Nuten 58 eingreift. Der Spannschlüssel wird in fester Lage gehalten, um eine Drehung des Ventils 5 zu verhindern, während die Kraftdrillvorrichtung D und die Führung R gemäß F i g. 1 mit dem oberen Ende der Verbindungsstange 8 im Eingriff stehen. Während der Spannschlüssel weiterhin festgehalten wird, werden die Verbindungsstange 8 und das Schneidelement 7 gleitend in den Grundkörper 3 bewegt, bis die Schneidkante 74 des Schneiddementes 7 in die Außenseite des Rohres 2 eingreift. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kraftdrillvorrichtung D eingeschaltet, um das Schneidelement 7 mit seiner Schmelzschneide im Eingriff mit dem Rohr 2 in schnelle Drehung zu versetzen. Unter Druckausübung wird die Schneidkante 74 in und durch die Wandung des Rohres 2 bewegt, wobei die Schmelz-Schneidwirkung stattfindet. Vorzugsweise wird im allgemeinen eine Drehzahl von mindestens 1200 U/min angewandt. Die Drehzahl muß so hoch sein, daß sich eine Schmelz-Schneidwirkung ergibt. Während die Schneidkante 74 durch die Wand des Rohres 2 tritt, gelangt der innerhalb der ringförmigen Schneidkante 74 aus der Wand herausgeschnittene Wandteil als Pfropfen P in etwas weichem Zustand in den Hohlraum 72 im Schneidelement 7 und wird hinter der Haltekante 73 festgehalten. Wenn das Schneidelement 7 zurückgezogen wird, wird der Pfropfen P ständig im Hohlraum 72 gehalten. Infolge der Art der Schneidwirkung fallen weiter keine kleinen Teilchen oder Stücke des Rohres 2 an. Wie erwähnt, verhindert die Anlage des Anschlages 83 mit der Ringfläche 57 eine zu weitgehende Bewegung des Schneidelementes 7 in das Rohr 2. Nach Beendigung des Schneidens werden Kraftdrillvorrichtung D und Führung R von der Verbindungsstange 8 entfernt. Die Verbindungsstange 8 wird dann aus dem Grundkörper 3 herausgezogen, bis der Abschnitt 75 des Schneidelementes 7 mit dem unteren Teil des Ventils 5 in Eingriff kommt, zu welchem Zeitpunkt die Verbindungsstange 8 durch geeignete Einrichtungen gedreht wird, beispielsweise durch einen Handschlüssel, um den Abschnitt 75 in die Bohrung 60 des Ventils 5 zu verschrauben. Diese Verschraubung wird fortgesetzt, bis die Fläche 79 des Schneidelementes 7 gemäß F i g. 2 strömungsmitteldicht gegen den Ventilsitz 61 im Ventil 5 abgedichtet ist. Darauf wird das Drehmoment an der Verbindungsstange 8 erhöht, bis der Ansatz 85 derselben an dem geschwächten Abschnitt 86 abbricht, und die Verbindungsstange wird aus der Bohrung 59 des Ventils 5 zurückgezogen. Das Element S wird entfernt. Das Verschlußelement 9 wird im Abschnitt 33 eingeschraubt und die Bohrung durch den Grundkörper 3 abgedichtet. Die Verbindung des Leitungsrohres 1 und des Rohres 2 ist damit fertiggestellt. Sollte es notwendig werden, die Strömung im Leitungsrohr 1 zu sperren, so wird das Verschlußelement 9 entfernt, und das Ventil 5 wird durch eine geeignete Einrichtung, beispielsweise einen Schraubenzieher, gedreht, um das Ventil 5 nach unten in die Bohrung des Grundkörpers zu bewegen, bis die Sitzfläche 53 seines unteren Endes gemäß F i g. 1 mit dem Ventilsitz 36 in Eingriff kommt. Es ist ersichtlich, daß ein Strömungsmitteldurchtritt durch das Ventil 5 in der Bohrung des Grundkörpers durch Anlage der Fläche 79 am Ventilsitz 61 und ebenfalls durch die Wirkung der O-förmigen Ringe oder elastischen Dichtungsringe 54 in ringförmigen Nuten 55, welche an der Innenfläche der Bohrung anliegen, verhindert wird. Die Anordnung ist so ausgebildet und gebaut, daß sie leicht von einem Bedienenden betätigt werden kann. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anzapfen eines ein Strömungsmittel fördernden Rohres aus Kunststoff und Abzweigen von Teilströmen des Strömungsmittels aus dem angezapften Rohr in ein Leitungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzapfen durch Schmelzschneiden eines Teiles der Rohrwandung infolge Reibung und das Abzweigen durch Zurückziehen des Schneidelementes unter gleichzeitigem Herausnehmen des ausgeschnittenen Rohrteiles erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem ein Strömungsmittel fördernden anzuzapfenden Rohr und einem