DE19512591C2 - Anbohrarmatur für insbesondere unter Mediendruck stehende Rohre, wie Gas- oder Wasserrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Die medienführenden Rohre bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Man verwendet daher auch für das Gehäuse der Anbohrarmatur thermoplastischen Kunststoff, weshalb sich dann das Gehäuse an dem anzubohrenden Rohr durch Schweißen befestigen läßt.

Bei der bekannten Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art (DE 92 04 079.9 U) wird das Innengewinde im Bohrstutzen von einer Gewindehülse erzeugt, die sich bis zur Mündungsöffnung des Abzweigstutzens erstreckt und an ihrem Innenende einen Dichtring trägt. Damit liegt im Umfangsbereich des Schneidwerkzeugs eine Abdichtung gegenüber einer zur Verschraubung des Schneidwerkzeugs dienenden Dreh­ handhabe vor. Nach dem Anbohren des medienführenden Kunststoffrohres wird der Zylinderraum im Inneren des Schneidwerkzeugs durch den aus der Rohrwand heraus geschnittenen Bohrkern mediendicht verschlossen. Abge­ sehen von der vorgenannten oberen Dichtstelle liegt zwischen der Gewinde­ hülse im Bohrstutzen und dem zylindrischen Schaftstück des Schneidwerk­ zeugs ein Radialabstand vor. Beim Anbohren muß das Schneidwerkzeug von seiner Drehhandhabe solange verschraubt werden, bis das schneidwirksa­ me Ende seines Schaftstücks den mit der Mündungsöffnung des Abzweig­ stutzens versehenen Axialabschnitt des Bohrstutzens durchlaufen hat. Auch in diesem Axialabschnitt liegt ein Radialabstand zwischen dem Werk­ zeug-Schaftstück und der Kunststoffwand des Bohrstutzens vor. Das schneid­ wirksame Schaftstück liegt in diesem Axialabschnitt frei und kann folglich verkippen, was die Gewindeführung seines Kopfstücks nicht verhindern kann. Dem Eindringen des schneidwirksamen Schaftstücks in die anzubohren­ de Rohrwand setzt das Rohrmaterial einen Widerstand entgegen. Das Kunst­ stoffgehäuse ist ferner nicht immer maßhaltig. Dadurch kann das Bohrwerk­ zeug bei einseitiger Belastung mit seinem Schaftstück wegkippen. Dies führt zu einer fehlerhaften Bohrung in der Rohrleitung, welche die weitere Handhabung der Anbohrarmatur behindert. Außerdem ergeben sich Dichtungs­ probleme zwischen dem unter Mediendruck stehenden angebohrten Kunst­ stoffrohr und dem Schaftstück. Das Schneidwerkzeug erfüllt nur eine mangelhafte Ventilfunktion. Dies gilt vor allem, wenn das Schaftstück wieder soweit zurückgeschraubt werden sollte, bis das Schneidende des Schaftstücks nicht mehr störend in die lichte Öffnungsweite des Kunststoff­ rohres störend hineinragt.

Es gibt auch Anbohrarmaturen (DE 42 17 982 C2), die keine obere Dicht­ stelle zwischen dem Innengewinde des Bohrstutzens und der Mündungsöffnung vom Abzweigstutzen aufweisen. In der eingefahrenen Schraubposition des Schneidwerkzeuges entstehen daher zur Drehhandhabe hin Leckagen. Eine das Innengewinde vom Bohrstutzen erzeugende Gewindehülse erstreckt sich, über die Mündungsöffnung des Abzweigstutzens hinweg bis zur Innen­ öffnung, wo die Gewindehülse einen Ventilsitz hat. Dieser Ventilsitz wirkt nur in der voll ausgefahrenen Schraubposition mit einem Ventilkörper zusam­ men, der am Übergang zwischen dem mit Außengewinde versehenen Kopf­ stück und dem gewindefreien Schaftstück des Schneidwerkzeugs integriert ist. Zwischen dem Gewinde der Innenhülse und der Umfangsfläche des Schaftstücks besteht ein Radialabstand; eine Führung des Schaftstücks beim Verschrauben findet nicht statt. Eine Abdichtung des angebohrten Rohres gegenüber dem Gehäuse der Armatur liegt also nur in voll ausgefah­ rener Schraubposition des Schneidwerkzeugs vor, wenn dessen Ventilkörper sich am Ventilsitz der Gewindehülse abstützt. Dann ragt aber das Schaft­ stück durch das Bohrloch in den Öffnungsquerschnitt des Rohres hinein und behindert dadurch die Strömung des Mediums im Rohr. Um diese Nach­ teile zu beheben, müßte man das Schneidwerkzeug im Ausmaß der störend herausragenden Schaftlänge wieder ins Gehäuse zurückschrauben, doch liegt dann keine Ventilabdichtung mehr vor. Dann hat sich nämlich aber der am Schneidwerkzeug sitzende Ventilkörper vom Ventilsitz abgehoben. Das unter Druck stehende Medium gelangt durch das gelüftete Ventil ins Gehäuseinnere, was die bekannte Anbohrarmatur unbrauchbar macht.

Bei einer weiteren Anbohrarmatur wird ein aus mindestens zwei Bauteilen bestehendes Kombinationswerkzeug verwendet (US 47 30 636 B), bestehend aus einem ein Kunststoffrohr anbohrenden ersten Schneidwerkzeug und einem demgegenüber verschraubbaren, ventilbildenden zweiten Werkzeug, das seinerseits auch nachteilig ausgebildet sein kann. Das anbohrwirksame Schneidwerkzeug besitzt einen hinterschnittenen Bund, der es beim Bohrvor­ gang im Kunststoffrohr fest verankert und nicht wieder rückschraubbar macht. Deshalb ragt das Schneidwerkzeug mit seinem Schaftstück stets störend in den Rohrquerschnitt hinein. Die Strömung des Mediums im Rohr wird dadurch behindert. Ringdichtungen sind im Umfangsbereich des im Rohr zu verankernden Schneidwerkzeugs oder eines Ventilkolbens angeordnet, der zum anderen, ventilbildenden Werkzeug gehört. Diese An­ bohrarmatur ist wegen ihrer zahlreichen Bauteile kostspielig in der Herstel­ lung und umständlich in der Bedienung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte, einfach zu handhabende Anbohrarmatur der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die ein präzises Anbohren gestattet und auch dann für eine zuverlässige Medienabdichtung sorgt, wenn man das Schneidwerkzeug mit seinem bohrwirksamen Schaftstück wieder aus dem Rohrquerschnitt der anzubohrenden Rohrleitung ins Gehäuse zurückschraubt. Dies wird erfin­ dungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maß­ nahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Bei der Erfindung wird der ganze, unterhalb des Innengewindes liegende Abschnitt des Bohrstutzens von einer verengten Stützbuchse eingefaßt, deren Innenfläche stets für eine umfangsseitige Führung eines langen Mantelabschnitts vom Schneidwerkzeug sorgt. Die Stützbuchse besitzt eine axiale Länge, die in jeder Schraubposition des Schneidwerkzeugs sein Schaftstück allseitig gleitfähig abstützt. Diese Stützbuchse besteht aus formsteifem Material, wie Messing, und kann ein aus Kunststoff bestehen­ des Gehäuse in diesem Bereich verstärken. Die Position des Schneidwerk­ zeugs ist durch die Stützbuchse in dem entscheidenden, zum anzubohrenden Rohr weisenden Axialabschnitt des Bohrstutzens exakt festgelegt. Das gleit­ geführte Schneidwerkzeug wird folglich präzise bis zur Anbohrstelle am Kunststoffrohr herangeführt und während des ganzen Bohrvorgangs abge­ stützt. Die obere Dichtstelle sorgt für eine Medienabdichtung gegenüber dem mit der Handhabe versehenen Kopfstück des Schneidwerkzeugs. In der Innenfläche der Stützbuchse ist in einer Ringaufnahme aber noch ein weiterer Dichtring angeordnet, der zwischen der Innenöffnung des Bohrstutzens und dem die Mündungsöffnung des Abzweigstutzens bestimmen­ den Durchbruch in der Stützbuchse angeordnet ist und dort eine zweite, untere Dichtstelle erzeugt. Diese untere Dichtstelle wirkt mit einem langen Axialabschnitt vom Schaftstück des Schneidwerkzeugs ventilartig zusammen. Dies gilt nicht nur für die voll ausgefahrene Schraubposition des Schneid­ werkzeugs beim Anbohren, sondern auch nach dem Zurückschrauben des Schneidwerkzeugs um ein Axialstück, bis das Schaftstück mit seinem den herausgeschnittenen Bohrkern der Rohrwand aufweisenden Schneidende aus dem Rohrquerschnitt herausgelangt ist. Nach dem Anbohren ist bei der Erfindung der Querschnitt der Rohrleitung völlig frei und die Anbohrar­ matur dennoch ventilartig geschlossen. Diese untere Dichtstelle wirkt näm­ lich mit dem Schaftstück des Schneidwerkzeugs ventilartig zusammen und versperrt jeglichen Mediendurchlaß ins Innere des Armaturgehäuses. Dann ist der an den seitlichen Durchbruch des Bohrstutzens angeschlossene Abzweigstutzen gegenüber dem Medium im Rohr gesperrt. Für diese Ventil­ wirkung genügt ein einfacher zylindrischer Aufbau des Schneidwerkzeugs, bestehend aus gewindetragendem Kopfstück und glattem Schaftstück, was für den Anbohrvorgang ohnehin erforderlich ist. Dieser einfache Aufbau übernimmt zugleich Ventilfunktionen. Platzaufwendige radiale Ventilkörper am Schneidwerkzeug sind überflüssig. Der einfache Aufbau ermöglicht eine preiswerte Herstellung der Anbohrarmatur. Die Betätigung des Schneid­ werkzeugs beim Bohren und ventilartigen Verschließen ist schnell und ein­ fach ausführbar; man benötigt nur eine Drehhandhabe.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen. In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch das anzubohrende Rohr mit einer daran angebrachten Anbohrarmatur, wo das Schneidwerkzeug in zwei Positionen, jeweils im Halbschnitt, dargestellt ist.

Die Anbohrarmatur besteht aus einem einstückigen Gehäuse 20 aus Kunst­ stoff, welches aus einem vertikalen Bohrstutzen 21 ein im dazu abgewinkelt verlaufenden Abzweigstutzen 22 und einem zur Befestigung des Gehäuses 20 an einem anzubohrenden Rohr 10 dienenden Sattel 23 besteht. Ausweis­ lich der strichpunktierten Stutzen-Achsen 21′, 22′ verlaufen die beiden Stutzen 21, 22 im Ausführungsbeispiel zwar senkrecht zueinander, könnten aber auch anders positioniert sein. Der Abzweigstutzen 22 mündet mit einer gegenüber seinem Stutzenquerschnitt verengten Öffnung 24 in den Bohrstutzen 21 ein. Diese Öffnung soll nachfolgend kurz "Mündungsöffnung 24" bezeichnet werden.

Der Sattel 23 des Gehäuses 20 dient dazu, um die Armatur an einer ge­ wünschten Stelle 11 an einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Rohr 10 zu befestigen. Das Rohr 10 kann unter höherem Mediendruck stehen, wobei als Medien Gas, Wasser od. dgl. dienen können. Bei der Befestigung wirkt mit dem Sattel 23 eine in Fig. 1 strichpunktiert angedeu­ tete Schelle 13 od. dgl. zusammen, wobei die entscheidende Befestigung durch eine Schweißverbindung mittels einer elektrischen Heizspirale im Bereich der angedeuteten Berührungsflächen 12 zwischen dem Sattel 23 und der Umfangsfläche des Rohres 10 zustande kommt, deren Heizleiter 50 in Fig. 1 im Querschnitt gezeigt ist. Nach seiner Befestigung verläuft der Bohrstutzen 21 vertikal, während der Abzweigstutzen 22 davon horizon­ tal absteht. Beide Stutzenachsen 21′, 22′ liegen in einer Ebene, welche die Querschnittsebene der Zeichnung bestimmt.

Der Bohrstutzen 21 besitzt ein im vorliegenden Fall in besonderer Weise ausgebildetes Innengewinde 14, in welchem ein Schneidwerkzeug 30 ver­ schraubbar ist. Dieses Schneidwerkzeug umfaßt einen mit einem entsprechen­ den Außengewinde 34 versehenes Kopfstück 31, dem sich ein zylinderisches Schaftstück 32 mit glatter Umfangsfläche 33 anschließt. Das Schneidwerk­ zeug 30 ist hülsenförmig gestaltet und der Außendurchmesser des Schaft­ stücks 32 gegenüber demjenigen des Kopfstücks 31 abgesetzt. Im zylindri­ schen Innenraum des Schneidwerkzeugs 30 befindet sich ein polygonaler Bereich 35, der im vorliegenden Fall als Innensechskant ausgebildet ist und zum Einstecken eines ein entsprechendes Gegenprofil aufweisenden Betätigungs­ werkzeugs dient. Dieses Betätigungswerkzeug, z. B. ein Imbusschlüssel, dient dazu, um das Schneidwerkzeug 30 aus der oberen Endposition, die in der Zeichnung in der linken Hälfte des Bohrstutzens 21 gezeigt ist, in ihre ausgefahrene untere Position zu überführen, welche in der rechten Hälfte des Bohrstutzens 21 der Zeichnung dargestellt ist. Wie daraus ersicht­ lich, schneidet das Werkzeug 30 dabei einen Wandbereich aus dem Rohr 10 heraus, der als Bohrkern 19 im Inneren des Schaftstücks 32 stehen bleibt und den Querschnitt dort mediendicht verschließt.

Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß im Bohrstutzen 21, unterhalb des erwähnten Innengewindes 14, eine Stützbuchse 15 angeordnet ist, deren lichte Buchsenweite dem Durchmesser der Umfangsfläche 33 vom Schneid­ werkzeug 30 genau angepaßt ist und daher zu dessen Gleitführung dient. Bereits in der erwähnten oberen, eingefahrenen Position ragt das Schneid­ werkzeug 30 in den oberen Bereich der Stützbuchse 15 hinein. Dort befindet sich eine obere Ringaufnahme 16, die zur Aufnahme eines oberen Dichtrings 36 dient. Beim Verschrauben wird das mit einer zugeschärften Schneidkante 39 versehene Schaftende präzise gegen die anzubohrende Stelle 11 im Rohr 10 herangeführt, tritt aus der dort befindlichen Innenöffnung 25 des Bohrstutzens 21 heraus und schneidet das erwähnte Kernstück 19 aus. Auch in der ausgefahrenen, unteren Position bleibt die Gleitführung zwischen der Umfangsfläche des Schaftstücks 32 und der Innenfläche des Bohrstutzens 15 bestehen. Im Bereich der Innenöffnung 25 besitzt die Stützbuchse 15 eine untere Ringaufnahme 17, worin eine ringförmige Lippendichtung 37 angeordnet ist. Die beiden Dichtungen 36, 37 schließen zwischen sich die vorerwähnte Mündungsöffnung 34 des Abzweigstutzens 22 ein.

Das erwähnte Innengewinde 14 im Bohrstutzen 21 könnte unmittelbar in das Kunststoffmaterial des Gehäuses 20 eingearbeitet sein. Zweckmäßiger­ weise verwendet man aber in diesem Bereich eine in der Zeichnung erkenn­ bare Gewindehülse 26, die aus formsteifem Material gebildet ist. Dieses formsteife Material könnte ein härterer Kunststoff sein, doch wird im vorliegenden Fall metallisches Material, nämlich insbesondere Messing, verwendet. Diese Gewindehülse 26 ist in einem Axialabstand 27 von der im unteren Bereich des Bohrstutzens 21 in das Kunststoffmaterial eingelasse­ nen Stützbuchse 15 entfernt angeordnet. In diesen Abstand 27 fließt bei der Druckgußherstellung des Gehäuses 20 das Kunststoffmaterial ein und bildet einen die Buchse 15 von der Hülse 26 trennenden Steg 28 aus Kunst­ stoffmaterial. Die lichte Weite 18 der Stützbuchse 15 ist kleiner als die Innenweite 29 des mit dem Innengewinde 14 ausgerüsteten Abschnitts der Gewindehülse 26 ausgebildet.

Die Gewindehülse 26 ist in ihrem oberen Bereich mit einer Stufe 38 verse­ hen, die eine größere lichte Weite mit einem Innengewinde aufweist, worin ein nicht näher gezeigter Abschlußstopfen einschraubbar ist. An der Über­ gangsstelle zwischen diesem Endabschnitt 38 und dem zum Verschrauben des Werkzeugs 30 dienenden Abschnitt mit dem Innengewinde 14 befindet sich ein Sprengring 46 od. dgl., welcher als oberer Anschlag beim Aufwärts­ schrauben des Schneidwerkzeugs 30 dient und daher dessen erwähnte obere, eingefahrene Position begrenzt. Der Sprengring 46 ist in einer im verbreiter­ ten Endabschnitt 38 eingelassenen Innennut positioniert.

Claims (5)

1. Anbohrarmatur für unter Mediendruck stehende Rohre (10), vorzugswei­ se aus Kunststoff mit einem am anzubohrenden Rohr (10) befestigba­ ren, aus Kunststoff bestehenden Gehäuse (20, 40), welches einen Bohr­ stutzen (21; 41) aufweist,
der Bohrstutzen (21; 41) ein Innengewinde (14) besitzt, das von einer Hülse (Gewindehülse 26) aus formsteifem Material gebildet ist und einen Abschnitt der Wandinnenfläche vom Bohrstutzen (21, 41) bildet, und in diesem Innengewinde (14) ein zylindrisches Bohrwerkzeug mit seinem ein Außengewinde (34) tragenden Kopfstück (31) verschraubbar ist,
das Bohrwerkzeug (30) beim Einschrauben mit einem gewindefreien, zylindrischen Schaftstück (32) aus der Innenöffnung (25; 45) des Bohr­ stutzens (21; 41) heraustritt und mit seinem Schneidende (39) ein Loch (49) in dem anzubohrenden Rohr (10) schneidet,
das Gehäuse (20; 40) einen Abzweigstutzen (22; 42) besitzt, der im Winkel zum Bohrstutzen (21; 41) verläuft und in diesen mündet (Mün­ dungsöffnung 24; 44),
und im Bohrstutzen (21; 41), zwischen der Mündungsöffnung (24; 44) vom Abzweigstutzen (22; 42) und dem Innengewinde (14) ein Dicht­ ring (16) angeordnet ist, der mit der Umfangsfläche (33) vom Schaft­ stück (32) des Bohrwerkzeugs (30) abdichtend zusammenwirkt und eine obere Dichtstelle im Bohrstutzen (21; 41) bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Innengewinde (14) und der Innenöffnung (24; 45) des Bohrstutzens (21; 41) eine gegenüber der Gewinde-Innenweite (29) verengte (18) Stützbuchse (15) aus formsteifem Material angeord­ net ist,
daß die Stützbuchse (15) eine axiale Länge aufweist, die das Schaft­ stück (32) vom Schneidwerkzeug (30) an seiner Umfangsfläche (33) von der voll eingefahrenen bis zur voll ausgefahrenen Schraubposition des Schneidwerkzeugs (30) stets gleitend führt,
daß die Stützbuchse (15) einen seitlichen Durchbruch besitzt, welcher die Mündungsöffnung (24; 44) des Abzweigstutzens (22; 42) bestimmt,
und daß die in der Innenwand der Stützbuchse (15), beidseitig vom seitlichen Durchbruch, Ringaufnahmen (16, 17; 16; 53) für zwei Dicht­ ringe (36, 37; 36, 52) angeordnet sind,
von denen der eine Dichtring (36) die obere Dichtstelle bildet und der andere Dichtring (37; 52) mit dem Schaftstück (32) vom Schneid­ werkzeug (30) eine zweite, untere Dichtstelle erzeugt, welche in der Stützbuchse (15) zwischen dem seitlichen Durchbruch und der Innenöffnung (24; 45) des Bohrstutzens (21; 41) angeordnet ist.

2. Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbuchse (15) unterhalb der Gewindehülse angeordnet ist.

3. Anbohrarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbuchse (15) im Bohrstutzen (21, 41) in Axialabstand zur Gewinde­ hülse (26) angeordnet ist.

4. Anbohrarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialabstand (27) zwischen den Stirnflächen der Stützbuchse (15) einerseits und der Gewindehülse (26) ein Steg (28) aus dem Kunststoff­ material der den Bohrstutzen (21, 41) erzeugenden Wand angeordnet ist.

5. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützbuchse (15) einstückig mit der Gewindehülse (26) ausgebildet ist.