DE102014119410A1 - Anbohrarmatur und Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zu einer medienführenden Leitung mittels einer solchen Anbohrarmatur - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anbohrarmatur sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zu einer medienführenden Leitung mittels einer solchen Anbohrarmatur.
- Aus der
EP 0 734 499 B1 ist eine Anbohrarmatur bekannt, die einen Bohrstutzen und eine Zustellhülse aufweist, die in dem Bohrstutzen drehbar gelagert ist. Die Anbohrarmatur weist weiterhin einen axial in dem Bohrstutzen bewegbaren Bohrer auf, der in der Zustellhülse drehbar gelagert ist. Die Zustellhülse weist ein Innengewinde und ein Außengewinde auf, wobei das Außengewinde eine größere Steigung als das Innengewinde besitzt. In dem Bohrstutzen ist eine obere Anschlagposition und eine untere Anschlagposition der Zustellhülse definiert. Bohrer und Zustellhülse sind mittels einer Friktionskupplung miteinander fixierbar, wozu Bohrer und Zustellhülse Rippen und Noppen aufweisen, die die notwendige Haftreibung erzeugen. Die Kupplung greift genau dann, wenn der Bohrer bis zu einem oberen Bohreranschlag in die Zustellhülse eingedreht ist. Da Zustellhülse und Bohrer durch die Friktionskupplung miteinander fixiert sind, können sie gemeinsam den Bohrstutzen entlang hinunter gedreht werden. - Ähnliche Anbohrarmaturen sind auch aus der
EP 1 441 168 A1 , derWO 01/96778 A2 DE 100 21 592 A1 bekannt. - Bei der aus der
EP 0 734 499 B1 bekannten Anbohrarmatur ist die untere Anschlagposition des Bohrers gerade dadurch definiert, dass der Bohrer an dem Armaturgehäuse zum Anliegen kommt. Armaturgehäuse sind in der Regel aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt, etwa um ein Verbinden der Anbohrarmatur mit einem Bohrer im Zuge des Elektroschweißens zu ermöglichen. Im Gegensatz zu dem Armarturgehäuse ist der Bohrer in der Regel aus Edelstahl gefertigt. Dies ist insofern nachteilig, als dass der Bohrer in seiner unteren Bohrposition auf dem vergleichsweise weichen Armaturboden keine definierte Position einnimmt, was die Handhabung der Armatur nachteilig gestaltet. - Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Anbohrarmatur derart weiterzuentwickeln, dass der Bohrer sowohl in einer oberen als auch in einer unteren Anschlagposition eine definierte Ausrichtung in Bezug auf den Bohrstutzen einnimmt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anbohrarmatur mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Eine alternative Lösung der Aufgabe wird durch eine Anbohrarmatur mit den Merkmalen des Anspruchs 5 bereitgestellt. Der nebengeordnete Anspruch 8 betrifft ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zu einer medienführenden Leitung mittels einer Anbohrarmatur nach Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
- Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die Zustellhülse eine obere Anschlagposition und eine untere Anschlagposition des Bohrers definiert, worin der Bohrer zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition des Bohrers in der Zustellhülse bewegbar ist und der Bohrer zumindest in der unteren Anschlagposition in axialer Richtung aus der Zustellhülse und aus dem Bohrstutzen ragt. Erfindungsgemäß wird somit gerade die Definition einer oberen und einer unteren Anschlagposition des Bohrers auf die Zustellhülse verlagert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Zustellhülse einen oberen und einen unteren Anschlag aufweist, zwischen welchen der Bohrer hin und her bewegbar ist. Diese Anschläge können bei einer Ausführungsform der Erfindung als Ringflansche ausgebildet sein.
- Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Bohrstutzen eine Öffnung einer Abgangsleitung auf, wobei die axiale Länge der Zustellhülse gerade so gewählt ist, dass in mindestens einer Position der Zustellhülse die Öffnung der Abgangsleitung von der Zustellhülse vollständig abgedeckt ist. Dadurch, dass erfindungsgemäß mit Hilfe der Zustellhülse gerade definierte obere und untere Anschlagpositionen des Bohrers definiert sind, kann auch die Abdeckung der Öffnung, beispielsweise in der oberen Anschlagposition des Bohrers, sehr definiert erfolgen und es ist insbesondere nicht damit zu rechnen, dass sich aufgrund einer undefinierten unteren Anschlagposition der Verstellweg des Bohrers oder der Zustellhülse verändert und damit ein zuverlässiges Abdichten der Abgangsleitung nicht sichergestellt werden kann.
- Bei noch einer anderen Ausführungsform sind der Bohrer und die Zustellhülse durch eine auf den Bohrer ausgeübte Kraft bewegbar. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Verhältnis zwischen dem Gewindehub zwischen Innengewinde und Außengewinde der Zustellhülse so gewählt ist, dass bei einem Drehantrieb des Bohrers die Zustellhülse mit angetrieben wird.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Außengewinde der Zustellhülse ein Rundgewinde. Praxisversuche haben gezeigt, dass Rundgewinde wesentlich weniger anfällig gegenüber Verklemmen aufgrund von Verunreinigungen sind, wie sie beispielsweise bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur im Abwasserbereich auftreten und sich dementsprechend im Außengewinde der Zustellhülse bzw. im Innengewinde des Bohrstutzens, in welchem die Zustellhülse geführt ist, ablagern können. Vorzugsweise weist daher der Bohrstutzen ein als Rundgewinde ausgebildetes Innengewinde auf, das zu dem Außengewinde der Zustellhülse korrespondiert.
- Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Anbohrarmatur vorgeschlagen, die einen Bohrstutzen sowie einen axial in dem Bohrstutzen bewegbaren Bohrer aufweist, der in dem Bohrstutzen drehbar gelagert ist. Der Bohrstutzen weist ein Innengewinde und der Bohrer ein dazu korrespondierendes Außengewinde auf, wobei in dem Bohrstutzen eine obere Anschlagposition und eine untere Anschlagposition des Bohrers definiert sind. Der Bohrer ist zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition in dem Bohrstutzen bewegbar, wobei der Bohrer zumindest in der unteren Anschlagposition in axialer Richtung aus der Zustellhülse und aus dem Bohrstutzen herausragt. Diese Ausführungsform zeichnet sich gerade dadurch aus, dass das Innengewinde des Bohrstutzens und das korrespondierende Außengewinde des Bohrers als Rundgewinde ausgeführt sind. Wie zuvor beschrieben wurde, hat die Verwendung von Rundgewinden den Vorteil, dass diese gegenüber Verklemmen aufgrund von Verunreinigungen unanfällig sind.
- Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass es die Verwendung als korrespondierende Rundgewinde ausgebildeter Innen- und Außengewinde erlaubt, dass der Bohrstutzen und sein Innengewinde aus einer Messinglegierung und der Bohrer und sein Außengewinde aus Edelstahl gefertigt sind. Insbesondere dann, wenn die aus dem Stand der Technik bekannten, herkömmlichen Gewinde, beispielsweise Sägegewinde, verunreinigt sind, sind sie bei Betätigung der Anbohrarmatur hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, was bei einer Messing-Edelstahl-Gewindekombination dazu geführt hat, dass das Messinggewinde zu Lasten des Edelstahlgewindes übermäßig gelitten hat. Aufgrund der selbstreinigenden Effekte des Rundgewindes ist die genannte Materialkombination von Innen- und Außengewinde wesentlich unanfälliger gegenüber Zerstörung, weil folglich bei Betätigung der Anbohrarmatur wesentlich geringere Drehmomente, insbesondere auch beim Anbohrvorgang, erforderlich sind. Die Verwendung des Rundgewindes hat weiterhin den Vorteil, dass es dazu geeignet ist, sowohl während der Anbohrphase und den damit verbundenen hohen Drehmomenten beim Durchstanzen des Kunststoffrohres, als auch bei der späteren Ventilfunktion, bei der niedrigere Drehmomente erforderlich sind, und unter allen Betriebsbedingungen, insbesondere hinsichtlich der Umgebungstemperatur, die erforderlichen Drehmomente sicher aufzunehmen.
- Darüber hinaus ermöglicht es die zuvor beschriebene Ausführungsform, dass die aus Bohrstutzen und Bohrer gebildete Kartusche so kompakt ausgeführt werden kann, dass diese in einem einzigen Arbeitsgang umspritzt werden kann. Dies ermöglicht eine vollständige Automation des Fertigungsprozesses und damit eine erhebliche Kostenreduzierung. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der Bohrstutzen mit einem einstückigen Kunststoffgehäuse umspritzt ist.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zu einer medienführenden Leitung mittels einer Anbohrarmatur der eingangs genannten Art, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
- a) dichtes Anbinden der Anbohrarmatur an die medienführende Leitung;
- b) aus einer oberen Anschlagposition der Zustellhülse in dem Bohrstutzen und einer oberen Anschlagposition des Bohrers in der Zustellhülse Drehen des Bohrers wobei die Zustellhülse unbeweglich in dem Bohrstutzen verbleibt, bis der Bohrer die untere Anschlagposition in der Zustellhülse erreicht; und
- c) gemeinsames Bewegen von Bohrer und Zustellhülse, bis die untere Anschlagposition der Zustellhülse in dem Bohrstutzen erreicht wird.
- Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin im Anschluss an den Schritt c) die Schritte auf:
- d) Zurückbewegen des Bohrers, bis dieser die Anschlagposition in der Zustellhülse erreicht; und
- e) gemeinsames Bewegen von Bohrer und Zustellhülse, bis die Zustellhülse die obere Anschlagposition in dem Bohrstutzen erreicht.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
-
1 bis5 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur im Längsquerschnitt, wobei der Bohrer jeweils in anderen Stellpositionen angeordnet ist; und -
6 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur. - Die in den
1 –5 gezeigte Anbohrarmatur weist einen Bohrstutzen10 mit einer darin aufgenommenen Zustellhülse20 auf, innerhalb welcher ein Bohrer30 beweglich angeordnet ist. Bohrstutzen10 , Zustellhülse20 und Bohrer30 sind gerade konzentrisch zueinander angeordnet, wobei zwischen dem Bohrstutzen10 und der Zustellhülse20 eine erste Gewindeverbindung ausgebildet ist und wobei zwischen der Zustellhülse20 und dem Bohrer30 eine zweite Gewindeverbindung ausgebildet ist. Die erste Gewindeverbindung weist ein Außengewinde24 der Zustellhülse20 auf, das eine größere Steigung als ein Innengewinde22 des Außengewindes24 der Zustellhülse20 aufweist. Die Zustellhülse20 weist einen oberen Anschlag26 und einen unteren Anschlag28 auf, welche gerade als Ringflansche am Innenumfang der Zustellhülse20 ausgebildet sind. Zwischen den Anschlägen26 ,28 ist der Bohrer30 über die zweite Gewindeverbindung hin und her bewegbar. Durch die Anschläge26 ,28 nimmt der Bohrer in Bezug auf die Zustellhülse20 eine definierte obere und untere Anschlagposition ein. Der Bohrer30 weist an seinem freien Ende eine zylinderförmige Klinge40 auf, welche durch Betätigung des Antriebes50 in ein Kunststoffrohr, auf das die Anbohrarmatur aufgesetzt ist, eingetrieben werden kann. Ein Betätigungsschaft70 ist mit dem Antrieb50 drehgekoppelt und gegenüber dem Bohrstutzen über Dichtelemente72 ,74 abgedichtet. - In den
2 –5 ist der Bewegungsablauf des Bohrers30 über seinen Stellweg zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition veranschaulicht. Wie2 zeigt, bewegt sich beim Einschrauben des Bohrers30 , das heißt bei der Bewegung des Bohrers30 auf ein anzubohrendes Rohr zu, zunächst der Bohrer30 in der Zustellhülse20 zwischen seiner oberen und seiner unteren Anschlagposition26 ,28 . In2 ist die Stellposition dargestellt, bei welcher der Bohrer30 die untere Anschlagposition28 erreicht hat. Im Vergleich dazu ist in1 der Bohrer30 so ausgerichtet, dass er an seiner oberen Anschlagposition26 anliegt. - Wie in
3 gezeigt ist, bewirkt weiteres Hereindrehen des Bohrers30 , dass nunmehr die Zustellhülse20 in dem Bohrstutzen10 vertikal nach unten bewegt wird, während der Bohrer30 an der unteren Anschlagposition28 der Zustellhülse20 lagert. In3 ist die Situation dargestellt, dass sowohl der Bohrer30 als auch die Zustellhülse20 jeweils in ihrer untersten Position angeordnet sind, so dass der Bohrer30 mit seiner Klinge40 aus dem unteren Ende der Armatur herausragt. - Die
4 und5 veranschaulichen, dass die Zurückbewegung des Bohrers30 aus seiner in3 gezeigten Stellung in die in1 dargestellte Stellung gerade umgekehrt zu seiner Einschraubbewegung erfolgt. Demgemäß bewegt sich beim Hochschrauben des Bohrers30 zunächst die Zustellhülse20 in dem Bohrstutzen10 in ihre obere Stellposition, während der Bohrer30 selbst in seiner unteren Anschlagposition28 verbleibt. Erst wenn die Zustellhülse20 ihre obere Stellposition erreicht hat, wird, wie in5 dargestellt ist, der Bohrer30 in der Zustellhülse20 von der unteren Anschlagposition28 in die obere Anschlagposition26 überführt. - Die genannte Hierarchie der Schraubbewegungen kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Gewindeverbindungen, zum einen zwischen Bohrstutzen
10 und Zustellhülse20 , und zum anderen zwischen Zustellhülse20 und Bohrer30 geeignet aufeinander abgestimmt sind, etwa derart, dass das zwischen Bohrstutzen10 und Zustellhülse20 ausgebildete Gewinde eine größere Steigung aufweist, als das zwischen Zustellhülse20 und Bohrer30 ausgebildete Gewinde. - In
6 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei welcher insbesondere das Außengewinde24 der Zustellhülse20 bzw. das Innengewinde des Bohrstutzens10 als Rundgewinde ausgebildet sind. Es hat sich herausgestellt, dass Rundgewinde unanfällig gegen Verklemmen aufgrund von Verunreinigungen sind. Vielmehr hat sich gezeigt, dass Rundgewinde einen selbstreinigenden Effekt aufweisen, so dass auch bei Betätigung der Anbohrarmatur, dass heißt bei Überführung des Bohrers30 und damit der Zustellhülse20 aus ihrer oberen Offenposition, in der der Abgang freigegeben ist, in ihre untere Schließposition, in der der Abgang von der Zustellhülse20 verdeckt ist, die Zustellhülse20 nicht in dem Bohrstutzen10 verklemmt, etwa weil sich über die Jahre Verunreinigungen im Innengewinde des Bohrstutzens10 abgelagert haben. - Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Bohrstutzen
- 12
- Obere Anschlagposition
- 14
- Untere Anschlagposition
- 16
- Öffnung
- 20
- Zustellhülse
- 22
- Innengewinde
- 24
- Außengewinde
- 26
- Obere Anschlagposition
- 28
- Untere Anschlagposition
- 30
- Bohrer
- 40
- Klinge
- 70
- Betätigungsschaft
- 72
- oberes Dichtelement
- 74
- unteres Dichtelement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0734499 B1 [0002, 0004]
- EP 1441168 A1 [0003]
- WO 01/96778 A2 [0003]
- DE 10021592 A1 [0003]
Claims (9)
- Anbohrarmatur, mit – einem Bohrstutzen (
10 ), – einer Zustellhülse (20 ), die in dem Bohrstutzen (10 ) drehbar gelagert ist, und – einem axial in dem Bohrstutzen (10 ) bewegbaren Bohrer (30 ), der in der Zustellhülse (20 ) drehbar gelagert ist; wobei die Zustellhülse (20 ) ein Innengewinde (22 ) und ein Außengewinde (24 ) aufweist und das Außengewinde (24 ) eine größere Steigung als das Innengewinde (22 ) aufweist; und und wobei in dem Bohrstutzen (10 ) eine obere Anschlagposition (12 ) und eine untere Anschlagposition (14 ) der Zustellhülse (20 ) definiert sind; dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellhülse (20 ) eine obere Anschlagposition (26 ) und eine untere Anschlagposition (28 ) des Bohrers (30 ) definiert, wobei der Bohrer (30 ) zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition (26 ,28 ) des Bohrers in der Zustellhülse (20 ) bewegbar ist und der Bohrer zumindest in der unteren Anschlagposition (28 ) in axialer Richtung aus der Zustellhülse (20 ) und aus dem Bohrstutzen (10 ) ragt. - Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrstutzen (
10 ) eine Öffnung (16 ) einer Abgangsleitung aufweist und dass die axiale Länge der Zustellhülse (20 ) so gewählt ist, dass in mindestens einer Position der Zustellhülse (20 ) die Öffnung (16 ) der Abgangsleitung vollständig abgedeckt ist. - Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrer (
30 ) und Zustellhülse (20 ) durch eine auf den Bohrer (30 ) ausgeübte Kraft bewegbar sind. - Anbohrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (
24 ) der Zustellhülse (20 ) ein Rundgewinde ist. - Anbohrarmatur, mit – einem Bohrstutzen, und – einem axial in dem Bohrstutzen bewegbaren Bohrer, der in dem Bohrstutzen drehbar gelagert ist; wobei der Bohrstutzen ein Innengewinde und der Bohrer ein dazu korrespondierendes Außengewinde aufweist; wobei in dem Bohrstutzen eine obere Anschlagposition und eine untere Anschlagposition des Bohrers definiert sind; und wobei der Bohrer zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition des Bohrers in dem Bohrstutzen bewegbar ist und der Bohrer zumindest in der unteren Anschlagposition in axialer Richtung aus der Zustellhülse und aus dem Bohrstutzen ragt, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde und das korrespondierende Außengewinde als Rundgewinde ausgeführt sind.
- Anbohrarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrstutzen und sein Innengewinde aus einer Messinglegierung und der Bohrer und sein Außengewinde aus Edelstahl bestehen.
- Anbohrarmatur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrstutzen mit einem einstückigen Kunststoffgehäuse umspritzt ist.
- Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zu einer medienführenden Leitung mittels einer Anbohrarmatur nach Anspruch 1, mit den Schritten: a) dichtes Anbinden der Anbohrarmatur an die medienführende Leitung; b) aus einer oberen Anschlagposition (
12 ) der Zustellhülse (20 ) in dem Bohrstutzen (10 ) und einer oberen Anschlagposition (26 ) des Bohrers (30 ) in der Zustellhülse (20 ) Drehen des Bohrers (30 ), wobei die Zustellhülse (20 ) unbeweglich in dem Bohrstutzen (10 ) verbleibt, bis der Bohrer (30 ) die untere Anschlagposition (28 ) in der Zustellhülse (20 ) erreicht; und c) gemeinsames Bewegen von Bohrer (30 ) und Zustellhülse (20 ), bis die untere Anschlagposition (14 ) der Zustellhülse (20 ) in dem Bohrstutzen (10 ) erreicht ist. - Verfahren nach Anspruch 8, weiter mit den Schritten: d) Zurückbewegen des Bohrer (
30 ), bis dieser die obere Anschlagposition (26 ) in der Zustellhülse (20 ) erreicht; und e) gemeinsames Bewegen von Bohrer (30 ) und Zustellhülse (20 ), bis die Zustellhülse (20 ) die obere Anschlagposition (12 ) in dem Bohrstutzen (10 ) erreicht.
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