CH718630A2 - Bohrlochabdichthülse für eine Anbohrarmatur und Verfahren zum Abdichten eines Rohres. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrlochabdichthülse (10) für eine Anbohrarmatur (1), die mindestens einen in einer axialen Richtung bewegbar angeordneten hohlzylindrischen Hülsenkörper und eine darauf aufgesetzte hohlzylindrische Dichthülse aufweist, gekennzeichnet durch eine hohlzylindrische Außenhülse (11), in der der Hülsenkörper eine hierin axial aufgenommene hohlzylindrische Innenhülse (12) ist, die mit einem Ende (12.1) aus der Außenhülse (11) herausragt und an diesem Ende (11.1) die aufgesetzte elastische Dichthülse (13) aufweist, wobei die Innenhülse (12) und die Außenhülse (11) in axialer Richtung A relativ zueinander verlagerbar sind.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bohrlochabdichthülse für eine Anbohrarmatur, die mindestens einen in einer axialen Richtung bewegbar angeordneten hohlzylindrischen Hülsenkörper und eine darauf aufgesetzte hohlzylindrische Dichthülse aufweist, und ein Verfahren zum Abdichten eines mit einem Bohrloch versehenen Rohres mit dieser Bohrlochabdichthülse.

[0002] Eine solche Bohrlochabdichthülse ist beispielsweise aus der DE 10 2016 121 653 A1 bekannt. Wenn unterirdisch verlegte Rohre zum Beispiel durch Korrosion, Alterung oder eine andere Beschädigung Mängel aufweisen, ist die Reparatur oder Erneuerung durch Verfahren, die ein Ausheben von Gräben längst der gesamten Länge des Rohres erfordern, teuer, zeitraubend und verursachen insbesondere in städtischen Gebieten Verkehrsunterbrechungen. Es sind deshalb verschiedene Verfahren bekannt, um Rohre durch eine Rohrauskleidung, welche enganliegend in das Rohr passt und mit der Innenseite des Rohres verbunden werden kann, an Ort und Stelle zu sanieren. Häufig wird in das beschädigte Rohr ein mehrlagiges Innenrohr aus einem Faser-Verstärkten-Kunststoff und einer Folie auf der Rohrinnenseite eingeschoben, sodass das sanierte Rohr aus einem Außenrohr und einem an der Innenwand des Außenrohres anliegenden Innenrohr besteht.

[0003] Von einem unterirdisch verlegten Rohr zweigen einzelne Rohre als Hausanschlüsse ab. Um einen Hausanschluss herzustellen, wird eine Anbohrarmatur, wie sie beispielsweise aus der DE 38 08 674 C2 bekannt ist auf das Rohr aufgesetzt und darauf verspannt, das Rohr radial angebohrt und über die Anbohrarmatur dann die Abzweigleitung zum Hausanschluss geführt. Wenn das Innenrohr eingezogen ist, muss das Innenrohr an der Stelle, an der die Anbohrarmatur angeordnet ist, radial aufgebohrt werden, um den Durchtritt zum Hausanschluss zu gewährleisten. Das bedingt, dass im Bohrloch der Faser-Verstärkte-Kunststoff des Innenrohrs freigelegt wird. Um die Lebensdauer des Innenrohres zu erhalten, ist eine Trennung der freigelegten Innenfläche des Bohrlochs vom Betriebsmedium bzw. vom Betriebsdruck notwendig. Weiter gilt es zu verhindern, dass die Sanierungsmaßnahme aufgehoben wird, indem das Betriebsmedium im Bohrloch zwischen Innen- und Außenrohr gelangt. Es bedarf einer Abdichtung des Bohrlochs zum Rohrinneren. Wird ein neuer Hausanschluss von einer sanierten Rohrleitung abgezweigt, müssen über die Anbohrarmatur das Außenrohr und das Innenrohr gemeinsam angebohrt und dann beide Rohre abgedichtet werden.

[0004] In der DE 196 07 287 C1 wird dazu vorgeschlagen, eine Dichthülse in das Bohrloch einzusetzen und diese mittels eines axial in einer Abzweigvorrichtung (in Bezug auf das Rohr in radialer Richtung) bewegbaren Einsatz, der in die Hülse eindringt, aufzuweiten, sodass sich das äußere Ende der Dichthülse, das zu einem umlaufenden Vorsprung radial erweitert ist und so einen Dichtflansch ausbildet, an die Innenwandung des Innenrohres anlegt.

[0005] Die US 2004/0245769 A1 offenbart einen selbstabdichtenden Einsatz mit einer an seinem einen Ende vorgesehenen Dichtlippe, über die der Einsatz gegenüber der Innenwandung eines Hauptrohres abgedichtet wird. Der Einsatz besteht ausschließlich aus einem elastomeren Kunststoff und ist an seinem im Rohr befindlichen Ende mit einem Anschlagring versehen, durch den das zu tiefe Einschieben des anzuschließenden Rohres in das Hauptrohr verhindert wird.

[0006] Die NL 6 707 980 A1 beschreibt eine Bohrlochabdichtung, bei der die Dichtung an ihren Enden mit zwei radialen Flanschen versehen sind, von denen einer an der äußeren Wandung des angebohrten Rohres und der andere an einer in das Innere des Rohres hineingezogene Umbördelung der Rohrwandung anliegt.

[0007] Die US 6,884,373 B1 beschreibt ein Verfahren zum Einsetzen einer Abdichtung in eine im Betrieb befindliche Pipeline.

[0008] Aus der KR 101 047 503 B1 ist eine Bohrlochhülse für den Sockel eines Abzweigrohres bekannt, an deren inneren Ende zwei flexible Dichtringe befestigt sind. Zum Anbohren eines unter Druck stehenden Rohres, für das eine gattungsgemäße Anbohrarmatur verwendet wird, ist dieser Sockel nicht geeignet.

[0009] Die US 2007/0200341 A1 offenbart eine Bohrlochabdichtung, bei der ein elastomerer Dichtkörper an seinem einen Ende einen radial hervorstehenden Dichtflansch aufweist, der die Unterlippe einer in den Dichtkörper eingebrachten Umfangsnut ausbildet, die der Dicke der Rohrwandung entspricht, sodass das Rohr beidseitig der Wandung abgedichtet ist.

[0010] Die DE 299 18 122 U1 beschreibt eine Manschettendichtung zum seitlichen Anschluss eines Anschlussstopfens an ein Kanalisationsrohr, die in eine seitliche Bohrung des Kanalisationsrohres einsetzbar ist. Die kreissymmetrisch ausgebildete Manschettendichtung weist mindestens eine nach innen gerichtete Dichtlippe sowie an ihrer Vorderseite eine nach außen gerichtete Anlagedichtung auf, die im eingebauten Zustand der Dichtung auf der Außenseite des Kanalisationsrohres zur Anlage kommt.

[0011] Die DE 696 16 490 T2 offenbart ein Montageverfahren eines Teils aus elastischem Material auf einem Träger oder in einem Ausschnitt, sowie die Teile aus biegsamem und elastischem Material, insbesondere Manschetten, Dichtungen, Faltenbälge, Absperrorgane, Kuppeln, Muffen und andere Verbindungselemente für die Durchführung des Verfahrens.

[0012] Bei der gattungsbildenden Bohrlochabdichthülse lässt sich das freie Ende des hohlzylindrischen Hülsenkörpers plastisch verformen, wodurch die Dichthülse an die Innenwandung des Innenrohres angelegt und dort dichtend angepresst wird. Durch den plastisch verformbaren Kopf des Hülsenkörpers erfolgt also eine formschlüssige Abdichtung der Dichthülse in der Bohrung. Das plastische Verformen des Hülsenkörpers muss sehr sorgfältig erfolgen, um sicherzustellen, dass die Dichthülse nur dichtend an die Innenwandung angelegt und nicht zerquetscht und dabei gegebenenfalls beschädigt wird. Beschädigungen der Dichtung können von außen nicht erkannt werden.

[0013] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Bohrlochabdichthülse so zu verbessern, dass eine sichere und einfache Abdichtung des Bohrlochs nach dem Anbohren eines unter Druck stehenden Rohres, insbesondere Wasserrohres, möglich ist.

[0014] Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich eine gattungsgemäße Bohrlochabdichthülse aus durch eine hohlzylindrische Außenhülse, in der der Hülsenkörper eine hierin axial aufgenommene hohlzylindrische Innenhülse ist, die mit einem Ende aus der Außenhülse herausragt und an diesem Ende die aufgesetzte elastische Dichthülse aufweist, wobei die Innenhülse und die Außenhülse in axialer Richtung relativ zueinander verlagerbar sind.

[0015] Durch diese Zweiteilung lässt sich die Dichthülse leicht in das Innere des angebohrten Rohres einfügen, indem die Außenhülse und die Innenhülse gemeinsam in Richtung des Rohrzentrums verschoben werden. Hat die Dichthülse das Bohrloch vollständig passiert, kann die Innenhülse in axialer Richtung in die Außenhülse eingezogen werden, wodurch die Dichtung dann an die Innenwandung des angebohrten Rohres angelegt wird und dort die Abdichtung vornimmt.

[0016] Hierzu weist die Innenhülse an ihrem aus der Außenhülse an ihrem aus der Außenhülse herausragenden Ende vorzugsweise einen radialen Flansch auf, an dem sich die Dichthülse in axialer Richtung abstützt. Über diesen Flansch wird die Dichthülse beim Einschieben der Innenhülse bezogen auf das Rohr nach radial außen mitgezogen.

[0017] Wenn die Außenhülse an ihrem der Innenhülse zugewandten Ende verjüngt ist und insbesondere vorzugsweise diese Verjüngung konisch verläuft, läuft die Dichthülse beim Einschieben der Innenhülse auf diese Verjüngung auf und wird zunehmend nach radial außen aufgeweitet. Wenn sie mit ihrem axial freien Ende dann an der Innenwandung des Rohres anläuft und die Innenhülse weiter in die Außenhülse hineingezogen wird, legt sich die Dichtung erweitert an das Bohrloch an, sodass die Dichtfläche entsprechend vergrößert werden kann. Anstelle eines konischen Verlaufs kann auch ein bogenförmiger Verlauf der Verjüngung erfolgen.

[0018] Um zu verhindern, dass die Dichthülse während des Setzvorgangs tordiert wird, sind die Innenhülse und die Außenhülse vorzugsweise zueinander verdrehbar angeordnet.

[0019] Vorzugsweise ist zwischen der Innenhülse und der Außenhülse mindestens ein Dichtelement angeordnet.

[0020] Um eine Beschädigung der Dichthülse beim Einfahren in das Rohrinnere zu verhindern, ist der Außendurchmesser des Flanschs mindestens zu groß wie der Außendurchmesser der Dichthülse. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Flanschs geringfügig größer. Wenn der Flansch an der Rohrwandung anstößt, hat die Außenwandung der Dichthülse dann noch keinen Kontakt mit der Rohrwandung.

[0021] Ein Verfahren zum Abdichten eines mit einem Bohrloch versehenen Rohres mit einer erfindungsgemäßen Bohrlochabdichthülse ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: a. Einschieben der Bohrlochabdichthülse in axialer Richtung A in das Bohrloch, bis die auf der Innenhülse angeordnete Dichthülse vollständig das Bohrloch passiert hat, b. Einführen der Innenhülse in die Außenhülse, wodurch die Dichthülse über die Verjüngung gezogen und in radialer Richtung aufgeweitet wird, c. Zurückziehen der Bohrlochabdichthülse in die Anbohrarmatur bis die Dichthülse mit ihrem radial aufgeweiteten Ende an der Innenwandung des Rohres dichtend zur Anlage gelangt.

[0022] Die Außenhülse kann sich nachdem die Dichthülse das Bohrloch vollständig passiert hat, bereits in ihrer endgültigen Position befinden und die Abdichtung des Rohres bereits durch das Aufweiten der Dichthülse erfolgt.

[0023] Vorzugsweise ist im Gehäuse der Anbohrarmatur eine Bohrung vorgesehen, über die die Lage der Dichthülse kontrollierbar ist. Dadurch kann beim Setzen der Abdichthülse erkannt werden, ob eine gute Abdichtung bzw. eine exakte Positionierung erfolgt ist.

[0024] Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1a - eine Anbohrarmatur im Längsschnitt mit der Dichthülse in einer ersten Stellung; Figur 1b - eine Anbohrarmatur im Längsschnitt mit der Dichthülse in einer zweiten Stellung; Figur 1c - eine Anbohrarmatur im Längsschnitt mit der Dichthülse in einer dritten Stellung; Figur 2a - eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 1a; Figur 2b - eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 1b; Figur 2c - eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 1 c; Figur 3a - die Seitenansicht einer Einzelheit; Figur 3b - eine Zusammenbaudarstellung im Schnitt nach Figur 1; Figur 3c - die perspektivische Darstellung der Einzelheit nach Figur 3a; Figur 4 - eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt; Figur 5 - eine Einzelheit aus Figur 4 in perspektivischer Darstellung; Figur 6 - die Bohrlochabdichthülse im Längsschnitt; Figur 7 - eine Einzelheit an einem weiteren Ausführungsbeispiel.

[0025] Die Anbohrarmatur 1 wird auf die Außenwandung 2.2 des Rohres 2 dichtend befestigt, und mit einer nicht dargestellten Bohrvorrichtung wird die Rohrwand 2.3 durchbohrt und das Bohrloch 3 erzeugt. Die Anbohrarmatur 1 an sich ist beispielsweise aus der DE 10 2005 011 725 B4 bekannt. In der Anbohrarmatur ist die Bohrlochabdichthülse 10 vorgesehen, die mehrteilig aufgebaut ist und u.a. aus der Außenhülse 11 und der hierzu in dieser angeordneten Innenhülse 12 besteht. An ihrem aus der Außenhülse 11 herausragenden Ende 12.1 ist die Innenhülse 12 mit einem diese nach radial außen verbreiternden Flansch 12.2 versehen. Außen auf die Innenhülse 12 ist eine hohle Dichthülse 13 aufgeschoben, die aus einem elastomeren Material besteht und sich an dem Flansch 12.2 in axialer Richtung abstützt. Der Außendurchmesser des Flansches 12.2 ist minimal größer als der Außendurchmesser der Dichthülse 13. Zwischen der Innenhülse 12 und der Außenhülse 11 ist ein Dichtring 14 vorgesehen. Wie insbesondere Figur 6 sehr deutlich zeigt, verjüngt sich die Außenhülse 11 an ihrem der Innenhülse 12 zugewandten Ende. In den Ausführungsbeispielen verläuft die Verjüngung 11.2 konisch. Eine Verrundung - wie sie beispielsweise als Teildarstellung in Figur 7 gezeigt ist - ist aber ebenso eine denkbare Ausgestaltung. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Außenhülse 11 Bestandteil einer mehrteiligen hohlzylindrischen Hülse, während bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Außenhülse 11 einteilig ausgebildet ist. Die Funktion ist aber bei allen Ausführungsbeispielen identisch. Wird die Innenhülse 12 in die Außenhülse 11 hineingezogen, läuft die Dichthülse 13 an die Verjüngung 11.2 an und wird nach radial außen aufgeweitet. Das Maß der Aufweitung hängt von der Ausgestaltung der Verjüngung 11.2 bzw. der relativen Lage von Außenhülse 11 und Innenhülse 12 zueinander ab.

[0026] Die Figuren zeigen die Anbohrarmatur, nachdem das Bohrloch 3 im Rohr 2 gebohrt wurde. Das Anbohrwerkzeug ist aus dem Rohr 2 bereits entfernt und nicht sichtbar. Zur Abdichtung des Bohrlochs 3 wird die Bohrlochabdichthülse 10 in Axialrichtung A durch die Bohrung 3 hindurch in das Rohrinnere verlagert. Wenn die Dichthülse 13 das Bohrloch 3 vollständig passiert hat, kann die Innenhülse 12 in die Außenhülse 11 gezogen werden. Die Dichthülse 13 wird dann über die Verjüngung 11.2 geschoben, und weitet sich auf. Je nachdem, wie weit die Außenhülse 11 in das Innere des Rohres eingetaucht ist, muss sie entweder zusammen mit der Abdichthülse 10 weiter in Axialrichtung A wieder zurückgezogen werden, damit die Dichtung 13 zur Anlage an der Innenwandung 2.1 des Rohres 2 gelangt oder aber, wenn die Außenhülse 11 nur mit der Verjüngung im Inneren des Rohres 2 zur Lage kommt, reicht die Aufweitung an der Verjüngung 11.2 aus, um die Dichthülse 13 zur dichtenden Anlage an der Innenwandung 2.1 des Rohres zu bringen. Die Lage in Axialrichtung A der Dichthülse 13 kann über die Bohrung 1.1 im Gehäuse 1.2 beobachtet werden. Beim Anbohren und Abdichten des Rohres 2 steht dieses in aller Regel unter Druck. Die Anbohrarmatur 1 muss mit ihrem Sattel 1.2 deshalb dichtend auf der Außenwandung 2.2 des Rohres aufsitzen und dort sicher fixiert sein. Die Innenhülse 12 wird durch den Dichtring gegenüber der Außenhülse 11 abgedichtet, und der Dichtring 15 dichtet die Außenhülse 11 gegenüber dem Gehäuse 1.3 ab.

[0027] Figuren 3a bis 3c zeigen den Aufbau der Bohrlochabdichthülse 10, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 2a bis 2c verwendet wird. Die Außenhülse 11 ist an einem Ende einer hohlzylindrischen Hülse 110 befestigt. Diese Hülse 110 weist ein Innengewinde auf, das zu einem Außengewinde 12.3 an der Innenhülse 12 korrespondiert. Wird die Hülse 110 gedreht, wird Innenhülse 12 in axialer Richtung A verlagert und entweder von der Außenhülse 11 entfernt oder an diese herangezogen.

[0028] Die Verschiebbarkeit der Innenhülse 12 gegenüber der Außenhülse 11 kann auch anders gelöst werden, wie die perspektivische Darstellung in Figur 5 zeigt. Auf der Anbohrschelle 1.2 ist ein Verbindungsstück 1.3 angeordnet, das die Außenhülse 11 aufnimmt. An dem Verbindungsstück 1.3 stützt sich eine Einstellmutter 4 über einen an ihr vorgesehenen Flansch 4.1 ab. Die Einstellmutter 4 wird mittels der Überwurfmutter 5 und ein am Verbindungsstück 1.3 vorgesehenes Gewinde 1.3.1 mit dem Verbindungsstück 1.3 verschraubt. Das Anbohrventil ist an dem gezeigten Ventilhals 6 mit einer Führungsfläche 6.1 versehen, die mit der Führungsfläche 1.3.2 am Verbindungsstück 1.3 zusammenwirkt. Die im Rohr 2 platzierte Innenhülse 12 wird zunächst in die Außenhülse 11 über ein Gewinde 12.4 eingeschraubt, wodurch die Dichthülse 13 an der Verjüngung 11.2 anläuft, über die Außenhülse 11 geschoben und aufgeweitet wird. Durch Drehen der Einstellmutter 4 wird der Ventilhals 6 axial vom Bohrloch 3 weg gefahren. Die Bohrlochabdichthülse 10 ist mit dem Ventilhals 6 verbunden und wird somit ebenfalls in der Position verfahren. Resultat ist, dass die aufgeweitete Dichthülse 13 verdrehfrei an die Rohrinnenseite 2.1 angepresst wird und so auf der Rohrinnenseite 2.1 abdichtet.

Bezugszeichenliste

[0029] 1 Außenhülse 1.1 Bohrung 1.2 Anbohrschelle 1.3 Verbindungsstück 1.3.1 Gewinde 1.3.2 Führungsfläche 2 Rohr 2.1 Innenwandung 3 Bohrloch 4 Einstellmutter 4.1 Flansch 5 Überwurfmutter 6 Ventilhals 6.1 Führungsfläche 10 Bohrlochabdichthülse 11 Außenhülse 11.1 Ende 11.2 Verjüngung 12. Innenhülse 12.1 Ende 12.2 Flansch 12.3 Außengewinde 12.4 Gewinde 13 Dichthülse 13.1 Ende 14 Dichtelement 110 Hülse A axiale Richtung / Axialrichtung

Claims (9)

1. Bohrlochabdichthülse (10) für eine Anbohrarmatur (1), die mindestens einen in einer axialen Richtung bewegbar angeordneten hohlzylindrischen Hülsenkörper und eine darauf aufgesetzte hohlzylindrische Dichthülse aufweist,gekennzeichnet durcheine hohlzylindrische Außenhülse (11), in der der Hülsenkörper eine hierin axial aufgenommene hohlzylindrische Innenhülse (12) ist, die mit einem Ende (12.1) aus der Außenhülse (11) herausragt und an diesem Ende (11.1) die aufgesetzte elastische Dichthülse (13) aufweist, wobei die Innenhülse (12) und die Außenhülse (11) in axialer Richtung A relativ zueinander verlagerbar sind.

2. Bohrlochabdichthülse nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassdie Innenhülse (12) an ihrem aus der Außenhülse (11) herausragenden Ende (12.1) einen radialen Flansch (12.2) aufweist, an dem sich die Dichthülse (13) in axialer Richtung A abstützt.

3. Bohrlochabdichthülse nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (11) an ihrem der Innenhülse (12) zugewandten Ende (11.1) verjüngt ist.

4. Bohrlochabdichthülse nach Ansprüche 3,dadurch gekennzeichnet,dassdie Verjüngung (11.2) konisch oder bogenförmig verläuft.

5. Bohrlochabdichthülse nach einem der vorstehenden Anspruch ,dadurchgekennzeichnet,dasszwischen der Innenhülse (12) und der Außenhülse (11) mindestens ein Dichtelement (14) angeordnet ist.

6. Bohrlochabdichthülse nach einem der Ansprüche 2-5,dadurch gekennzeichnet,dassder Außendurchmesser des Flanschs (12.2) mindestens so groß ist wie der Außendurchmesser der Dichthülse (13).

7. Bohrlochabdichthülse nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurchgekennzeichnet,dassdie Innenhülse (12) und die Außenhülse (11) zueinander verdrehbar angeordnet sind.

8. Verfahren zum Abdichten eines mit einem Bohrloch (3) versehenen Rohres (2) mit einer Bohrlochabdichthülse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,gekennzeichnet durchfolgende Schritte: a. Einschieben der Bohrlochabdichthülse (10) in axialer Richtung A in das Bohrloch (3), bis die auf der Innenhülse (12) angeordnete Dichthülse (13) vollständig das Bohrloch (3) passiert hat, b. Einführen der Innenhülse (12) in die Außenhülse (11), wodurch die Dichthülse (13) über die Verjüngung (11.2) gezogen und in radialer Richtung aufgeweitet wird, c. Zurückziehen der Bohrlochabdichthülse (10) in die Anbohrarmatur (1) bis die Dichthülse (13) mit ihrem radial aufgeweiteten Ende (13.1) an der Innenwandung (2.1) des Rohres (2) dichtend zur Anlage gelangt.

9. Verfahren nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet,dassdie Lage der Dichthülse (13) über eine Bohrung (1.1) in der Anbohrarmatur (1) kontrollierbar ist.