DE2850523C3 - Anbohrarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anbohrarmatur für unter Druck stehende Rohrleitungen mit einem Zylinderhahn als Absperrorgan, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs beschrieben und beispielsweise aus der GB-PS

v> 15 09 872 bekannt ist

Bei der bekannten Anbohrarmatur fließt das Wasser nach dem Anbohrvorgang durch den Querdurchgang des waagerechten Zylinderkükens nach oben, so daß sich die vom Armaturengehäuse abzweigende An- Schlußleitung nur senkrecht nach oben verlegen läßt. Ein waagerechter Anschluß an das Armaturengehäuse, wie er in der Regel gefordert wird, ist hier nicht möglich. Abgesehen hiervon läßt sich diese bekannte Anbohrarmatur nur für die Hilfsabsperrung, nicht aber gleichzei- tig auch für die Hauptabsperrung verwenden, da die Betätigung des Hahnkükens nur vom Rohrgraben aus, nicht aber nach Zuschütten des Rohrgrabens von der Straßendecke her möglich ist. Weiterhin ist die

Abdichtung zwischen Armalurengehäuse und HnhnkP-ken sowie zwischen Armaturengehäuse und Rohrleitung bei dieser Anbohrarmatur unzureichend.

Es sind außerdem Anbohrarmaturen mit einem Zylinderhahn für die vom Rohrgraben aus bedienbare Hilfsabsperrung bekannt, bei denen für die Hauptabsperrung nach dem Entfernen der Anbohrvorrichtung ein Niederschraubventil zentrisch von oben in die Anbohrarmatur eingeschraubt wurde. Der Ventilsitz für den Ventilverscbluökörper liegt hierbei entweder oberhalb des Zylinderhahns oder er wird durch eine Ausnehmung im Zylinderküken des Hilfsabsperrhahns gebildet In beiden Fällen sind zwei getrennte Absperrorgan für die Hilfs- und Hauptabsperrung vorgesehen, und der Einbau der Hauptabsperrung nach Beendigung des Anbohrvorgangs ist aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Aufbau einfache Anbohrarmatur zu schaffen, bei der mit einem Zylinderhahii sowohl die Hilfs- als gleichzeitig auch die Hauptabsperrung der waagerecht abzweigenden Anschlußleitung möglich ist und die auch noch nach längerer Betriebsdauer eine sichere Abdichtung und eine einwandfreie Betätigung gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die topfförmige Ausbildung des Zylinderkükens und durch die beiden den Querdurchgang bildenden Durchbrechungen im Zylindermantel in Verbindung mit der zur waagerechten Anschlußleitung zeigenden Topföffnung wird ein einfaches Absperrorgan sowohl für die Hilfs- als auch für die Hauptabsperrung geschaffen, wobei der Bohrer beim Anbohrvorgang in der Hahnoffenstellung durch die beiden im Zylindermantel gegenüberliegenden Durchbrechungen hindurchgeführt werden kann, während der Abfluß des Strömungsmediums zur waagerechten Anschlußleitung hin über die untere Durchbrechung im Zylindermantel und die zur Anschlußleitung zeigende Topföffnung des Kükens erfolgt Die Hilfsabsperrung nach dem Anbohren und die Hauptabsperrung wird durch Verdrehen des Topfkükens übt 90° erzielt, wobei die untere Kükendurchbrechung aus dem Querschnittsbereich des Gehäusedurchgangs verlagert wird und sich der Zylindermantel mit seiner geschlossenen Mantelfläche gegen den Dichtring legt

Da der Topfboden einen Ansatz trägt, der als Zahnkreissegment für die Drehbewegung des Zylinderkükens ausgebildet ist und der Kükenantrieb über den Zahnstangenteil einer Spindelmutter erfolgt, deren nichtsteigende Betätigungsspindel außerhalb der Anbohrachse im Armalurengebäuse senkrecht gelagert ist, kann das Zylinderküken jederzeit sowohl zum Zweck der Hilfsabsperrung als auch zur Hauptabsperrung allein durch Drehen der senkrechten Betätigungsspindel aus der Offen- in die Schließstellung gebracht werden und umgekehrt Da die Spindelbetätigung von oben erfolgt läßt sich direkt auf den Vierkant der Betätigungsspindel das bis zur Straßenkappe reichende Verlängerungsgestänge aufsetzen.

Dadurch, daß die Achse des Zylinderkükenmantels gegenüber der Achse der an den Enden des Zylinderkükenmantels angeordneten Lagernuten doppelexzenirisch schräg nach oben versetzt ist, drückt der Zylindermantel beim Verdrehen des Kükens aus der Offenstellung in die Schließstellung in zunehmendem Maße von oben auf das sattelförmige obere Ende des als gummiclastisches Rohstück ausgebildeten Dichtringes, der dadurch weiter zusammengepreßt wird und sich in

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der Schließstellung mit hoher Anpreßkraft dichtend gegen den Zylindermantel des Kqkens legt Die doppelexzentrische Versetzung schräg nach oben unter 45° ermöglicht es, daß die beim Drehen des Kükens infolge der Exzentrizität zusätzlich zur Höhenverlagerung unvermeidlich auftretende Seitenverlagerung des Zylindermantels während der ersten 45"-Drehbewegung in die eine Richtung und während der zweiten 45°-Drehbewegung in die entgegengesetzte Richtung läuft, so daß sich diese Seitenverlagerungen wieder ausgleichen. Dadurch liegt der Zylindermantel des Kükens sowohl in der Offenstellung als auch in der gepreßten Schließstellung mittig auf dem Dichtring auf und die Verformung verteilt sich gleichmäßig über den Umfang des Dichtringes. Da das untere Ende des Dichtringes sich hierbei dichtend gegen die anzubohrende Rohrleitung legt, wird das Armaturengehäuse mit einem Dichtelement sowohl zum Küken als auch zur Rohrleitung hin sicher abgedichtet

Aus der US-PS 26 21 886 ist zwar ein Zylinderhahn mit topffönnfgem Küken für sich bekannt, jedoch ist dieser Zylinderhahn nicht für Anbohra^aturen geeignet, da durch das senkrecht stehende K.üken kein Anbohrwerkzeug hindurchgeführt werden kann und auch kein Querdurchgang im Küken vorgesehen ist Bei Anbohrarmaturen ist es außerdem aus der DE-PS 10 63 430 bekannt, eine um 90° verschwenkbare Absperrklappe für die Hilfs- und Hauptabsperrung über ein Hebelgetriebe durch eine außerhalb der Anbohrachse im Armaturengehäuse senkrecht gelagerte Betätigungsspindel von oben von der Straßenkappe her zu betätigen. Dieser Klappenantrieb unterscheidet sieh jedoch grundlegend von dem vorgeschlagenen Zahnsegmentantrieb für das Topfküken.

Dadurch, daß nach Patentanspruch 2 die Stirnseite des die Kükenabdichtung bildenden sattelförmigen Endes des Dichtringes und der hierüber gleitende Rand der einen Zylindermantel-Durchbrechung abgerundet sind, legt sich der Dichtring gut am Zylinderkükenmantel an und kann die Manteldurchbrechung Kim Verdrehen des Kükens sanft überfahren.

Durch den Einbau von Kunststoff-Schlitzringen als Lagerringe für das Zylinderküken nach Patentanspruch 3 werden Rostbildungen in den Lagernuten vermieden, so daß sich das Küken auch noch nach längerer Einbauzeit leicht in den Kunststoffringen verdrehen läßt, und durch die Schlitzung können die Ringe einfach in die Lagernuten des Zylinderkükenmantels eingesetzt werden.

Werden alle Innenteile der Anbohrarmatur gemäß Patentanspruch 4 aus korrosionsbeständigen Werkstoffen hergestellt, so wird eine Rostbildung auch sicher zwischen allen Innenteilen vermieden und die einwandfreie Funktion aller sich bewegenden Teile ist auf Dauer gewährleistet.

Zweckmäßigerweise ist das aus Zylindermantel mit Topfboden, Lagernuttn und Durchbrechungen gebildete Küken mit dem Zahnkreissegment entsprechend Patentanspruch 5 einteilig aus glasfaserverstärktem Kunststoff gespritzt, wodurch das Küken nicht nur auf Dauer korrosionsbeständig ist, sondern sich auch besonders einfach und billig herstellen läßt. Eine zusätzliche Versteifung des einteilig aus Kunststoff gespritzten Kükens läßt sich gemäß Patentanspruch 6 durch angespritzte, in den Topfboden des Kükens einmündende Rippen des Zahnkreissegments erzielen.

Durch die Herstellung der Betätigungsspindel aus nichtrostendem Stahl und der Spindelmutter aus

Messing gemäß Patentanspruch 7 wird eine gute korrosionsbeständige Reibpaarung geschaffen, und durch die Anordnung metallischer Anschläge an Spindel und Mutter bzw. am Armaturengehäuse werden die am Ende der öffnungs- und Schließbewegung auftretenden Betätigungskräfte von diesen Anschlägen aufgenommen, so daß von dem aus Kunststoff gespritzten Küken mit dem Zahnkreissegment im wesentlichen nur die bei der Verdrehung des Kükens auftretenden Reibungskräfte am Dichtring aufgenommen zu werden brauchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anbohrarmatur gemäß der Erfindung im l-ängsschnitt in der linken Hälfte durch die Anbohrmitte und in der rechten Hälfte durch den Zahnsegmeniantrieb nach Linie l-l der F' i g. 2,

Fig. 2 die gleiche Anbohrarmatur im Querschnitt nach Linie H-Il der Fig. I.

F i g. 3 die gleiche Anbohrarmatur im Schnitt nach Linie Ml-Illder Fig. I und

F i g. 4 eine Prinzipskizze der doppelexzentrischcn Verlagerung des Zylinderkükenmantels.

Die in den F i g. I bis 3 dargestellte Anbohrarmatur besitzt ein gegossenes Armaturengehäuse 1. das mit dem auf die anzubohrende Rohrleitung 2 aufzusetzenden Schellenkörper 3 einteilig ist. Im Innern des Gehäuses I ist das Zylinderküken 4 drehbar gelagert. das in seinem Zylindermantel 5 zwei gegenüberliegende kreisförmige Durchbrechungen 6 und 7 besitzt, die im Durchmesser etwas größer sind als das in die Rohrleitung 2 einzubringende Anbohrloch. Das Zylinderküken 4 ist topfförmig ausgebildet, wobei die die Abfliißseite bildende Topföffnung 8 frei in den Anschlußgewindering 9 mündet, in den die von der Hauptleitung 2 abzweigende, nicht näher dargestellte Anschlußleitung einschraubbar ist.

Der Topfboden 10 des Kükens 4 trägt einen Ansät/ 11. der als Zahnkreissegment ausgebildet ist. Der Zylindermantel 5 ist an seinen beiden F.ndcn mit l.agernuten 12 und 13 ver« :hen. in die Schlitzringc 14 und 15 aus Kunststoff eingesetzt sind, welche sich an bearbeitete Lagerflächen 16 und 17 des Armaturenge

waagerechte Achse 18 drehbar ist. Das aus dem Zylindermantel 5 mit den Durchbrechungen 6, 7 und den l.agermiten 12, 13 sowie dem Topfboden 10 mit Zahnkreissegment 11 und der Topföffnung 8 gebildete Zylinderküken 4 ist einteilig aus glasfaserverstärktem Kunststoff gespritzt. Zur Versteifung münden vom Zahnkreissegment 11 ausgehende, angespritzte Rippen 19 in den Topfboden 10 des Kükensein.

Außerhalb üer Anbohrachse 20 ist senkrecht im Armaturengehäuse 1 eine Betätigungsspindel 21 aus nichtrostendem Stahl nichtsteigend gelagert, deren Gewinde 22 in eine Spindelmutter 23 aus Messing eingreift. Die Spindelmutter 23 trägt an ihrer zum Zahnkreissegment ti des Kükens 4 gerichteten Seite einen Zahnstangentei! 24. dessen Zähne 25 in die Zähne 26 des Zahnkreissegments 11 antriebsartig eingreifen.

Die obere Stirnfläche 27 und die untere Stirnfläche 28 der Spindelmutter 23 bilden metallische Anschläge zur Begrenzung der Öffnungs- und Schließbewegung des Zylinderkükens 4. Die obere Stirnfläche 27 stützt sich hierbei am Bund 29 der Betätigungsspindel 21 als Gegenfläche ab. und die untere Stirnfläche 28 legt sich als Anschlag gegen die im Armaturengehäuse 1 eingesetzte Haltescheibe 30.

In den Gehäusedurchgang 31 ist ein als gumnvelastischcs Rohrstück ausgebildeter Dichtring 32 eingesetzt, dessen oberes Ende 33 am Zylindermantel 5 des Kükens 4 dichtend anliegt. Zu diesem Zweck ist das obere Ende des Dichtringes 32 sattelförmig ausgebildet und an seiner Stirnseite abgerundet. Die kreisförmige Durchbrechung 6 des Zylindermantels 5, die über das sattelförmige Ende 33 des Dichtringes 32 gleitet, weist ebenfalls einen abgerundeten Rand 34 auf. Im Bereich des Gehäusedurchgangs ist eine metallische Versteifungsbuchsc 33 in den Dichtring 32 einvulkanisiert. Diese metallische Versteifungsbuchse 35 besitzt einen Innenvorsprung 3b. der nach innen etwas aus dem Dichtring 32 hervorsteht und so eine Führung für das Anbohrwerkzeug bildet. Der Dichtring 32 ist durch einen in eine Nut 37 des Gehäusedurchgangs 31 eingreifenden Nocken 38 in seiner Einbaulage fixiert und bildet gleichzeitig auch die Abdichtung zwischen dem Schellenkörper 3 der Anbohrarmatur und der anzubohrenden Rohrleitung 2. Hierfür besitzt der im Gchäuscdiirchgang 31 eingesetzte Dichtring 32 an seinem unteren Ende einen flanschartigen Ansatz 39, der auf seiner zur Rohrleitung 2 gerichteten Seite mit einer stark vorspringenden, halbkreisförmigen Ringwulst 40 versehen ist, damit Wandstärkenunterschiede der Rohrleitung ausgeglichen werden können.

Die F i g. 4 zeigt die doppelexzentrische Verlagerung der Achse 41 des Zylindermantels 5 gegenüber der Achse 18 der Lagernuten 12, 13 des Kükens in der llahnuffcnstellung und in der Hahnschließstellung. In der Hahnoffenstellung ist die Achse 41 des Zylindermantels 5 gegenüber der Achse 18 der 1-agcrnuten unter 45 schräg nach oben versetzt und der Zylindermantel 5 liegt entsprechend der voll gezeichneten Mantellinie gleichmäßig an dem sattelförmigen Ende 33 des Dichtringes 32 an. Während der 90°-Drehbewegung des Kükens aus der Offen- in die Schließstellung um die Achse 18 wandert die Achse 41 des Zylindermantels 5 nach unten bis in die Stellung 41'. wobei die Außenfläche des Zylindermantels die gestrichelte Stellung 5' einnimmt. In dieser Schließstellung hat der Zylindermantel 5' das sattelförmige Ende 33 des Dichtringes 32 auf dem ganzen Umfang gleichmäßig weiter zusammen-

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Abdichtung erzielt wird.

Durch die Verlagerung der Zylindermantelachse 41 unter 45" schräg nach oben wandert diese Achse während der ersten 45"-Drehbewegung zusätzlich zur Abwärtsbewegung nach außen und während der /weiten 45 -Drehbewegung zusätzlich zur weiteren Abwärtsbewegung wieder nach innen, so daß auch in der gepreßten Schließstellung der Zylindermantel 5 rnittig auf der Kükenabdichtung 33 aufliegt.

Für den Anbohrvorgang ist die Anbohrarmatur nach dem Anschrauben an die Rohrleitung 2 durch Betätigung der Spindel 21 in die Hahnoffenstellung zu bringen, wodurch die Durchbrechungen 6 und 7 des Zylinderkükenmantels 5 senkrecht übereinander liegen. Nach Abnehmen der Verschlußkappe 42 kann das Bohrwerkzeug in das Armaturengehäuse I eingeführt werden, wobei der Bohrer frei durch die Durchbrechungen 6 und 7 hindurchgeführt wird und sich an dem Innenvorspning36der metallischen Versteifungsbuchse 35 führt. Nach Beendigung des Anbohrvorgangs wird das Anbohrwerkzeug wieder entfernt und das Hahnküken 4 über den Zahnsegmentantrieb 11, 24 durch Drehen der Betätigungsspindel 21 in die Schließstellung gebracht. Nach Aufsetzen der Verschlußkappe 42 wirkt das Küken als Hauptabsperrung und kann durch

Betätigung der Spindel 21 die Anschlußleitung freigeben oder verschließen, wobei das Strömungsmedium über den Gehäusedurchgang 31 und die Zylindermantel-Durchbrechung S sowie die Topföffnung 8 in den Anschlußgewindering 9 und anschließend in die Anschlußleitung strömt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   U Anbohrarmatur for unter Druck stehende Rohrleitungen mit einem Zylinderhahn als Absperrorgan, dessen waagerecht im Armaturengebäuse drehbar gelagertes Zylinderküken zur Absperrung der vom Armaturengehäuse abzweigenden Anschlußleitung dient und das einen kreisförmigen, im Durchmesser größer als das Anbohrloch bemessenen Querdurchgang zum Hindurchführen des Anbohrwerkzeugs aufweist, wobei der Gehäusedurchgang zum Zylinderküken hin durch einen im Gehäuse gelagerten und am Küken anliegenden Dichtring abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) das Zylinderküken (4) topfförmig ausgebildet ist, dessen Topföffnung (8) die zur waagerechten Anschlußleitung (9) zeigende Abflußseite bildet, und dessen Zylindermantel (5) mit zwei gegenüberliegenden, den Querdurchgang bildenden Durchbrechungen (6,7) versehen ist,

   b) der die Antriebsseite bildende Topfboden (10) des Zylinderkükens (4) einen Ansatz (11) trägt, der als Zahnkreissegment für eine 90°-Drehbewegung ausgebildet ist,

   c) eine nichtsteigende und außerhalb der Anbohrachse (20) im Armaturengehäuse (1) senkrecht gelagerte Betätigungsspindel (21) mit ihrem Gewinde (22) in eine außen mit einem Zahnstangenteil (24) versehene Spindelmutter (23) eingreift, deren Zähne (2S) antriebsartig mit den Zähnen (26) des am Zylinderküken (4) sitzenden Zahnkreissegments (II) zusammenwirken,

   d) der Zylinderkükenmantel (5) an seinen beiden Enden Lagernuten (12, 13) oder -bunde trägt und die Achse (41) des Zylinderkükenmantels (5) gegenüber der Achse (18) der Lagernuten (12, 13) oder -bunde in der Hahnoffenstellung doppelexzentrisch unter etwa 45° zur einen oder anderen Seile schräg nach oben versetzt ist, wobei die Drehachse des Zahnkreissegments (11) mit der Achse (18) der Lagernuten (12,13) oder -bunde fluchtet,

   e) als Dichtring ein im Gehäusedurchgang (31) eingesetztes gummielastisches Rohrstück (32) mit einem am Zylinderkükenmantei (5) anliegenden und die Kükenabdichtung bildenden sattelförmigen oberen Ende (33) und einem dichtend gegen die anzubohrende Rohrleitung (2) zur Anlage kommenden unteren Ende (39) vorgesehen ist.

   2. Anbohrarmatur nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastische Rohrstück (32) an der Stirnseite des sattelförmigen Endes (33) abgerundet ist und der hierüber gleitende Rand (34) der einen kreisförmigen Durchbrechung (6) des Zylinderkükenmantels (S) ebenfalls eine Abrundung aufweist.

   3. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die an den Enden des Zylinderkükenmantels (5) vorgesehenen Lagernuten (12,13) Schlitzringe (14, IS) aus Kunststoff als Lagerringe eingreifen, die sich an Lagerflächen (16, 17) des Armaturengehäuses (1) abstützen.

   4. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (4, U₁ 21,23,24) der Anbobrarmatur aus korrosionsbeständigen Werkstoffen bestehen,

   5, Anbohrarmatur nach den Ansprüchen \ bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Zylindermantel (5) mit Topfboden (10), Topföffnung (8), Lagernuten (12, 13) oder -bunden und Durchbrechungen (6, 7) gebildete Küken (4) mit dem Zahnkreissegment (11) einteilig aus glasfaserverstärktem Kunststoff gespritzt ist

   in 6. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen 1 tois 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnkreissegment (11) durch in den Topfboden (10) des Kükens (4) einmündende Rippen (19) versteift ist

   7. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Betätigungsspindel

   (21) aus nichtrostendem Stahl und die den Zahnstangenteil (24) tragende Spindelmutter (23) aus Messing besteht und die Stirnflächen (27,28) der Spindelmutter in Verbindung mit Gegenflächen (29, 33) am Armaturengehäuse (1) und/oder an der Betätigungsspindel (21) metallische Anschläge zur Begrenzung dsv öffnungs- und Schließbewegung des Kükens (4) bilden.

   8. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 7, >^r. dadurch gekennzeichnet daß im Bereich des Gehäusedurchgangs (31) eine metallische Versteifungsbuchse (35) in das den Dichtring bildende gummielastische Rohrstück (32) einvulkanisiert ist, deren Innenmantelfläche (36) ganz oder teilweise Ji) gegenüber der Dichtringinnenfläche nach innen aus dem Dichtring (32) hervorsteht und eine Führung für das Anbohrwerkzeug bildet.

   9. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gummielastische

   π Rohrstück (32) durch einen oder mehrere in Nuten (37) des Gehäusedurchgangs (31) eingreifende Nocken (38) in seiner Einbaulage fixiert ist

   10. Anbohrarmatur nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das gummielastische

   -in Rohrstück (32) an seinem unteren Ende einen flanschartigen Ansatz (39) zum Abdichten des auf die Rohrleitung (2) aufgesetzten und das Anbohrloch umgebenden Schellenkörpers (3) trägt der auf seiner zur Rohrleitung (2) gerichteten Seite mit einer

   « stark vorspringenden, halbkreisförmigen Ringwulst (40) versehen ist.