DE10065576A1 - Anbohrarmatur für Fluidrohre aus Metall, z. B. aus Stahl- und Gußwerkstoffen - Google Patents

Abstract

Eine Anbohrarmatur (1) für Fluidrohre aus Metall, z. B. aus Stahl- und Gußwerkstoffen, hat ein Gehäuse (2), das am Fluidrohr positionier- und fixierbar und in dem ein Innengewinde (9) ausgebildet ist, und einen Stellkolben (3), dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Gehäuses (2) entspricht, der auf seiner Außenmantelfläche (14) ein Außengewinde (15) aufweist, das mit dem gehäuseseitigen Innengewinde (9) in Gewindeeingriff ist, und der an seinem dem Fluidrohr zugewandten Endabschnitt einen Fräser (20) aufweist, mittels dem die Wandung des Fluidrohres durchbohrbar ist. DOLLAR A Um eine derartige Anbohrarmatur (1) in konstruktiv-technisch möglichst wenig aufwendiger Weise zu gestalten und dennoch ein sicheres Anbohren von Fluidrohren aus Metall zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Fräser (20) separat vom Stellkolben (3) ausgebildet und in Axialrichtung fixier- und in Umfangsrichtung drehbar im Stellkolben (3) gehaltert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anbohrarmatur für Flul­ drohre aus Metall, z. B. aus Stahl- und Gußwerkstoffen, mit einem Gehäuse, das am Fluidrohr positionier- und fixierbar und in dem ein Innengewinde ausgebildet ist, und einem Stell­ kolben, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Ge­ häuses entspricht, der auf seiner Außenmantelfläche ein Au­ ßengewinde aufweist, das mit dem gehäuseseitigen Innengewinde in Gewindeeingriff ist, und der an seinem dem Fluidrohr zuge­ wandten Endabschnitt einen Fräser aufweist, mittels dem die Wandung des Fluidrohres durchbohrbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend ge­ schilderte gattungsgemäße Anbohrarmatur derart weiterzubil­ den, daß mit ihr metallische Fluidrohre ohne großen Aufwand anbohrbar sind, wobei darüber hinaus der technisch-konstruk­ tive Aufbau der Anbohrarmatur vereinfacht sein soll. Insbe­ sondere soll durch den technisch-konstruktiven Aufbau der An­ bohrarmatur sichergestellt werden, daß in jedem Fall ein Durchbohren der Wandung des mit der Anbohrarmatur zu verse­ henden metallischen Fluidrohrs sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fräser separat vom Stellkolben ausgebildet und in Axialrich­ tung fixiert und in Umfangsrichtung drehbar im Stellkolben gehaltert ist. Zum Anschließen der Anbohrarmatur an das me­ tallische Fluidrohr wird entsprechend der innerhalb des Ge­ häuses im Gewindeeingriff befindliche Stellkolben mehrfach in Richtung auf die Wandung des Fluidrohres zugestellt, wobei nach jedem Zustellvorgang der Fräser bei ruhendem Stellkolben solange gedreht wird, bis er sich freigekammert hat. Hier­ durch kann die durch den Fräser zu verrichtende Fräsarbeit wirksam vom Vorschub bzw. der Zustellung des Stellkolbens se­ pariert werden. Das Zustellen und das Fräsen erfolgt im Falle der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur nicht gleichzeitig, son­ dern in aufeinanderfolgenden, voneinander getrennten Verfah­ rensschritten.

Eine axiale Fixierung des Fräsers in bezug auf den Stellkol­ ben läßt sich in einfacher Weise mittels einer Madenschrau­ beneinrichtung erreichen.

Vorteilhaft ist das Gehäuse der Anbohrarmatur an seinem flui­ drohrfernen Ende mittels einer Abschlußkappe verschließbar ausgestaltet.

Zur korrekten Positionierung der Anbohrarmatur bzw. ihres Ge­ häuses am anzubohrenden metallischen Fluidrohr ist es vor­ teilhaft, wenn das Gehäuse einen Ansatzstutzen aufweist, der an seinem freien Ende an die Form der Wandung des Fluidrohrs angepaßt und mit dieser verschweißbar ist.

Um beim Anbohren des metallischen Fluidrohres das Eindringen von Fluid zwischen die Außenmantelfläche des Stellkolbens und die Innenmantelfläche des Gehäuses zu verhindern ist es vor­ teilhaft, wenn der Fräser mit einem Dichtring versehen ist, der beim Durchbohren der Wandung des Fluidrohres mit einer im Ansatzstutzen ausgebildeten Dichtfläche zusammenwirkt.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur ist zwischen der Außenmantel­ fläche eines in den Stellkolben ragenden Zylinderabschnitts des Fräsers und der Innenmantelfläche des Stellkolbens eine Dichtungseinrichtung mit vorzugsweise zwei O-Ringdichtungen angeordnet.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung der erfindungsgemä­ ßen Anbohrarmatur ist es zweckmäßig, wenn zwischen einem ge­ windefreien Abschnitt der Außenmantelfläche des Stellkolbens und einem gewindefreien Abschnitt der Innenmantelfläche des Gehäuses eine Dichtungsvorrichtung mit vorzugsweise zwei O- Ringdichtungen angeordnet ist.

Die Drehung bzw. Betätigung des Stellkolbens zwecks Zustel­ lung desselben ist in einfacher Weise zu bewerkstelligen, wenn das dem Fluidrohr abgewandte Ende des Stellkolbens als Mehrkant ausgebildet ist, mit dem durch das Gehäuse hindurch ein Drehwerkzeug in Eingriff bringbar ist. Entsprechend ist der in bezug auf den Stellkolben drehbare Fräser in einfacher Weise betätigbar, wenn im dem Fluidrohr abgewandten Ende des Fräsers eine Mehrkantausnehmung ausgebildet ist, mit der durch das Gehäuse, durch den Stellkolben und ggf. durch das diesen betätigende Drehwerkzeug hindurch ein weiteres Dreh­ werkzeug in Eingriff bringbar ist. Beim Wechseln der Betäti­ gung der Drehwerkzeuge zur Zustellung des Stellkolbens und zum Freikammern des Fräsers können beide Drehwerkzeuge in ih­ ren Eingriffsstellungen verbleiben.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anbringen einer An­ bohrarmatur an einem Fluidrohr aus Metall, z. B. aus Stahl- oder Gußwerkstoff, wird ein Gehäuse der Anbohrarmatur am Fluidrohr positioniert und fixiert, ein im Gehäuse im Gewin­ deeingriff mit diesem befindlicher Stellkolben in Richtung auf das Fluidrohr bewegt und die Wandung des Fluidrohres mit­ tels eines am dem Fluidrohr zugewandten Endabschnitt des Stellkolbens angeordneten Fräsers durchbohrt. Hierbei wird zunächst der Stellkolben in Richtung auf die Wandung des Fluidrohres zugestellt, wobei nach Beendigung dieses Zustell­ vorgangs der Fräser bei zugestelltem Stellkolben in bezug auf den Stellkolben gedreht wird, bis er sich freigekammert hat, bevor der Stellkolben erneut zugestellt wird.

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

Es zeigen:

Fig. 1 in Explosionsdarstellung einen Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen An­ bohrarmatur;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Drehwerkzeug für einen Stellkolben der in Fig. 1 gezeigten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur; und

Fig. 3 eine Darstellung eines Drehwerkzeugs für einen Fräser der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur.

Eine in Fig. 1 in Explosionsdarstellung gezeigte erfindungs­ gemäße Anbohrarmatur 1 hat ein in der Figur unten dargestell­ tes Gehäuse 2, einen darüber gezeigten Stellkolben 3 und eine in der Figur oben dargestellte Abschlußkappe 4.

Das Gehäuse 2 ist an seinem dem in den Figuren nicht darge­ stellten Fluidrohr zugewandten Endabschnitt als Ansatzstutzen 5 ausgebildet. An seinem freien Ende 6 ist die Stirnfläche des Ansatzstutzens 5 an die Krümmung der Wandung des in den Figuren nicht dargestellten Fluidrohrs angepaßt, so daß das Gehäuse 2 mit seinem Ansatzstutzen 5 auf das Fluidrohr posi­ tioniert und dort verschweißt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 2 einen rechtwinklig zum Ansatzstutzen 5 abgehenden Anschlußstutzen 7 auf, der mit einer an das in den Figuren nicht dargestellte Fluidrohr an­ zuschließenden Leitung Verbindbar ist.

Auf seiner Innenmantelfläche 8 weist das Gehäuse 2 ein Innen­ gewinde 9 auf, welches sich von einer im unteren Endbereich des Ansatzstutzens 5 ausgebildeten Dichtfläche 10 bis über den Anschlußstutzen 7 erstreckt.

An seinem in Fig. 1 oberen, fluidrohrfernen Ende 11 weist das Gehäuse ein Außengewinde 12 auf.

Die in Fig. 1 oben dargestellte Abschlußkappe 4 weist auf ihrer Innenmantelfläche ein Innengewinde 13 auf, mittels dem die Abschlußkappe 4 auf das Außengewinde 12 des Gehäuses 2 aufschraubbar ist.

Innerhalb des Gehäuses 2 ist der in Fig. 1 oberhalb des Ge­ häuses 2 dargestellte Stellkolben 3 angeordnet. Auf seiner Außenmantelfläche 14 hat der Stellkolben ein Außengewinde 15, mittels dem der Stellkolben in Gewindeeingriff mit dem auf der Innenmantelfläche 8 des Gehäuses 2 ausgebildeten Innenge­ winde 9 sich befindet. Durch Drehen des Stellkolbens 2 in der einen oder in der anderen Richtung wandert der Stellkolben 3 innerhalb des Gehäuses 2 auf- oder abwärts.

Auf einem in Radialrichtung vorstehendem gewindefreien Ab­ schnitt 16 der Außenmantelfläche 14 des Stellkolbens 3 sind zwei O-Ringdichtungen 17, 18 vorgesehen, mittels denen der Durchtritt von Fluid zwischen der Außenmantelfläche 14 des Stellkolbens 3 einerseits und der Innenmantelfläche 8 des Ge­ häuses 2 andererseits verhindert wird. Der gewindefreie Ab­ schnitt 16 der Außenmantelfläche 14 des Stellkolbens 3 ist in jedem Fall in Gegenüberlage zu einem gewindefreien Abschnitt 19 der Innenmantelfläche 8 des Gehäuses 2 angeordnet, unab­ hängig davon, in welcher Axialposition der Stellkolben 3 in bezug auf das Gehäuse 2 angeordnet ist.

Am unteren Ende des Stellkolbens 3 sitzt ein Fräser 20, der einen Zylinderabschnitt 21 aufweist, mit dem er in den Stell­ kolben 3 vorsteht. Der Außendurchmesser des Zylinderab­ schnitts 21 entspricht dem Innendurchmesser des Stellkolbens 3 in dessen unterem Bereich. Auf seiner Außenmantelfläche 22 ist der zylindrische Abschnitt 21 des Fräsers 20 mit zwei O- Ringdichtungen 23, 24 versehen, mittels denen der Durchtritt von Fluid zwischen der Außenmantelfläche 22 des Zylinderab­ schnitts 21 des Fräsers 20 einerseits und der Innenmantelflä­ che 25 des Stellkolbens 3 andererseits verhindert wird. Der Fräser 20 ist separat vom Stellkolben 3 ausgebildet und wird mittels einer Madenschraubeneinrichtung 26 in Axialrichtung des Stellkolbens 3 an letzterem fixiert. Eine Drehung des Fräsers 20 in bezug auf den Stellkolben 3 ist möglich. Am Übergang zwischen seinem dem Fluidrohr zugewandten Fräserende 27 und seinem Zylinderabschnitt 21 ist der Fräser 20 mit ei­ nem Dichtring 28 versehen, der beim Durchbohren der Wandung des in den Figuren nicht gezeigten Fluidrohrs in Anlage an der Dichtfläche 10 im unteren Bereich des Ansatzstutzens 5 ist, um dort das Eindringen von Fluid zwischen die Außenman­ telfläche 14 des Stellkolbens 3 und die Innenmantelfläche 8 des Gehäuses 2 zu verhindern.

Beim Anschließen der Anbohrarmatur 1 wird zunächst der inner­ halb des Gehäuses 2 angeordnete Stellkolben 3 in Richtung auf das in den Figuren nicht dargestellte Fluidrohr zugestellt. Dies geschieht durch Drehung eines in Fig. 2 gezeigten Dreh­ werkzeugs 29. Dieses Drehwerkzeug 29 ist mit einem Mehrkant 30 in Eingriff bringbar, der am oberen, fluidrohrfernen Ende 31 des Stellkolbens 3 ausgebildet ist. Durch Drehen des Stellkolbens 3 wird dieser aufgrund des Gewindeeingriffs zwi­ schen seinem Außengewinde 15 und dem Innengewinde 9 des Ge­ häuses 2 in Richtung auf das Fluidrohr bewegt, bis keine wei­ tere Drehung mehr möglich ist.

Danach wird das in Fig. 3 gezeigte Drehwerkzeug 32 durch das Drehwerkzeug 29 hindurch in Eingriff mit einer Mehrkantaus­ nehmung 33 gebracht, die am oberen, fluidrohrfernen Ende 34 des Fräsers 20 ausgebildet ist. Durch Drehen des Fräsers 20 bei ruhendem Stellkolben 3 wird das Fräserende 27 des Fräsers 20 freigekammert, wobei nach Freikammerung des Fräsers 20 er­ neut eine Zustellung des Stellkolbens 3 erfolgt, bis ein wei­ teres Drehen des Stellkolbens 3 in Richtung auf das in den Figuren nicht dargestellte Fluidrohr nicht mehr möglich ist.

Durch mehrfaches Aufeinanderfolgen von Zustell- und Freikam­ merverfahrensschritten wird das Anbohren des in den Figuren nicht dargestellten Fluidrohres bewerkstelligt.

Das Ein- und Ausstecken der Drehwerkzeuge 29, 32 ist hierbei nicht erforderlich, da das mit dem Fräser 20 in Eingriff be­ findliche Drehwerkzeug 32 durch das mit dem Stellkolben 3 in Eingriff befindliche Drehwerkzeug 29 sich erstreckt und die beiden Drehwerkzeuge 29, 32 auch dann betätigbar sind, wenn das jeweils andere Drehwerkzeug 32, 29 mit dem Fräser 20 bzw. dem Stellkolben 3 in Eingriff ist.

Bei dem vorstehend geschilderten Verfahren kann die Zustel­ lung des Stellkolbens 3 grundsätzlich manuell bzw. von Hand durchgeführt werden, und zwar bei sich drehendem Fräser 20, wobei die Drehbewegung des Fräsers 20 mittels des Drehwerk­ zeugs 32, das von Hand, pneumatisch, hydraulisch oder elek­ trisch angetrieben werden kann, erzeugt wird. Nach einer Zu­ stellung des Stellkolbens 3 kammert sich der rotierende Frä­ ser 20 bei ruhendem Stellkolben 3 frei, wodurch der Schnitt­ druck wieder abgebaut wird.

Claims (10)

1. Anbohrarmatur (1) für Fluidrohre aus Metall, z. B. aus Stahl- und Gußwerkstoffen, mit einem Gehäuse (2), das am Fluidrohr positionier- und fixierbar und in dem ein In­ nengewinde (9) ausgebildet ist, und einem Stellkolben (3), dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Ge­ häuses (2) entspricht, der auf seiner Außenmantelfläche (14) ein Außengewinde (15) aufweist, das mit dem gehäuse­ seitigen Innengewinde (9) in Gewindeeingriff ist, und der an seinem dem Fluidrohr zugewandten Endabschnitt einen Fräser (20) aufweist, mittels dem die Wandung des Flui­ drohres durchbohrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (20) separat vom Stellkolben (3) ausgebildet und in Axialrichtung fixier- und in Umfangsrichtung drehbar im Stellkolben (3) gehaltert ist.

2. Anbohrarmatur nach Anspruch 1, bei der der Fräser (20) mittels einer Madenschraubeneinrichtung (26) in Axial­ richtung im Stellkolben (3) fixiert ist.

3. Anbohrarmatur nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Abschluß­ kappe (4), mittels der das Gehäuse (2) an seinem flui­ drohrfernen Ende (11) verschließbar ist.

4. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Ge­ häuse (2) einen Ansatzstutzen (5) aufweist, der an seinem freien Ende (6) an die Form der Wandung des Fluidrohrs angepaßt und mit dieser verschweißbar ist.

5. Anbohrarmatur nach Anspruch 4, bei der der Fräser (20) mit einem Dichtring (28) versehen ist, der beim Durchboh­ ren der Wandung des Fluidrohres mit einer im Ansatzstut­ zen (5) ausgebildeten Dichtfläche (10) zusammenwirkt.

6. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der zwischen der Außenmantelfläche (22) eines in den Stell­ kolben (3) ragenden Zylinderabschnitts (21) des Fräsers (20) und der Innenmantelfläche (25) des Stellkolbens (3) eine Dichtungseinrichtung mit vorzugsweise zwei O- Ringdichtungen (23, 24) angeordnet ist.

7. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der zwischen einem gewindefreien Abschnitt (16) der Außenman­ telfläche (14) des Stellkolbens (3) und einem gewinde­ freien Abschnitt (19) der Innenmantelfläche (8) des Ge­ häuses (2) eine Dichtungsvorrichtung mit vorzugsweise zwei O-Ringdichtungen (17, 18) angeordnet ist.

8. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das dem Fluidrohr abgewandte Ende (31) des Stellkolbens (3) als Mehrkant (30) ausgebildet ist, mit dem durch das Gehäuse (2) hindurch ein Drehwerkzeug (29) in Eingriff bringbar ist.

9. Anbohrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der im dem Fluidrohr abgewandten Ende (34) des Fräsers (20) eine Mehrkantausnehmung (33) ausgebildet ist, mit der durch das Gehäuse (2), durch den Stellkolben (3) und ggf. durch das diesen betätigende Drehwerkzeug (29) hindurch ein weiteres Drehwerkzeug (32) in Eingriff bringbar ist.

10. Verfahren zum Anbringen einer Anbohrarmatur (1) an einem Fluidrohr aus Metall, z. B. aus Stahl- oder Gußwerkstoff, bei dem ein Gehäuse (2) der Anbohrarmatur (1) am Flul­ drohr positioniert und fixiert, ein im Gehäuse (2) in Ge­ windeeingriff mit diesem befindlicher Stellkolben (3) in Richtung auf das Fluidrohr bewegt und die Wandung des Fluidrohres mittels eines am dem Fluidrohr zugewandten Endabschnitt des Stellkolbens (3) angeordneten Fräsers (20) durchbohrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wieder­ holt der Stellkolben (3) in Richtung auf die Wandung des Fluidrohres zugestellt und der Fräser (20) bei zugestell­ tem Stellkolben (3) in bezug auf den Stellkolben (3) ge­ dreht wird, bis er sich freigekammert hat, bevor der Stellkolben (3) erneut zugestellt wird.