EP4575108A1 - Höhenverstellbares hydrantenunterteil und verfahren zum einstellen der länge des steigrohrs bei einem hydrantenunterteil - Google Patents

Höhenverstellbares hydrantenunterteil und verfahren zum einstellen der länge des steigrohrs bei einem hydrantenunterteil Download PDF

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EP4575108A1
EP4575108A1 EP24221248.8A EP24221248A EP4575108A1 EP 4575108 A1 EP4575108 A1 EP 4575108A1 EP 24221248 A EP24221248 A EP 24221248A EP 4575108 A1 EP4575108 A1 EP 4575108A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipe
standpipe
hydrant
telescopic
part according
Prior art date
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Pending
Application number
EP24221248.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Radoia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hawle Armaturen AG
Original Assignee
Hawle Armaturen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hawle Armaturen AG filed Critical Hawle Armaturen AG
Publication of EP4575108A1 publication Critical patent/EP4575108A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B9/00Methods or installations for drawing-off water
    • E03B9/02Hydrants; Arrangements of valves therein; Keys for hydrants
    • E03B9/08Underground hydrants
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B9/00Methods or installations for drawing-off water
    • E03B9/02Hydrants; Arrangements of valves therein; Keys for hydrants
    • E03B9/04Column hydrants

Definitions

  • the subject matter of the invention is a height-adjustable hydrant base according to the features of patent claim 1 and a method for adjusting the length of the riser pipe in such a hydrant base according to the features of patent claim 14.
  • Fire hydrants are taps for water from a water main. They consist of a hydrant base with a riser pipe, which is usually connected to a water pipe in the water main via an inlet bend. In the lower part of the riser pipe or in a base below the riser pipe, the hydrant base contains a main valve assembly with a main valve body that can be moved between a closed and an open position from above via a main valve rod.
  • above-ground hydrants also comprise an upper hydrant section with at least one outlet coupling.
  • the lower hydrant section comprises a riser flange at the upper end of the riser pipe, to which the upper hydrant section is attached.
  • the upper hydrant section comprises a corresponding base flange for this purpose.
  • the connection area between the lower and upper hydrant sections serves as a predetermined breaking point. In the event of an accident, e.g., if a vehicle If a force impacts the upper part of the hydrant, the hydrant breaks off at the predetermined breaking point. The main valve remains tightly closed and intact, preventing any water from escaping.
  • the riser flange In a fully installed hydrant, the riser flange must be positioned near ground level or at a defined low level relative to the surrounding terrain, for example, approximately 5 cm above ground level. Due to the varying depths of the water pipes in the water supply network relative to the surface level, riser pipes of hydrant bases of different lengths and heights are required. Previously, this required a large number of riser pipes of varying lengths. Subsequent ground subsidence or terrain shifts may require the replacement of riser pipes with different lengths. This requires complex and expensive excavation work.
  • a hydrant whose lower section comprises a two-part riser pipe.
  • the lower section of the riser pipe comprises a casing pipe that can be connected to a water pipe at the bottom via an inlet bend.
  • the upper section of the riser pipe is designed as a telescopic pipe that is mounted in the casing pipe so that it can be extended axially and can be attached to the casing pipe in stages that can be adjusted in height.
  • the telescopic pipe has circumferential, evenly spaced annular grooves on its outside. To secure the telescopic pipe at a predetermined height, a snap ring is inserted into the corresponding annular groove.
  • a clamping flange with an annular inner edge recess is placed on top of the snap ring and screwed to a connecting flange that projects radially outwards at the upper end of the casing pipe.
  • a sealing ring is arranged between the snap ring and a contact surface of the connecting flange. This sealing ring seals the gap between the telescopic pipe and the casing pipe when the clamping screws are tightened. Height adjustments of the riser pipe can only be made if the connection point with the connecting flange accessible. This area is below the level of the surrounding terrain when the hydrant is installed at its intended location.
  • outgoing couplings which are arranged on the telescopic pipe or on a hydrant upper section connected to the telescopic pipe at a radial distance from the telescopic pipe axis, for example radially projecting outgoing couplings.
  • An object of the present invention is to provide a hydrant base with a standpipe and a telescopic pipe, wherein the telescopic pipe can be displaced in the axial direction of the standpipe while maintaining its rotational position and can be fastened to the standpipe in different axial positions.
  • a further object of the invention is to provide a hydrant base whose height can be adjusted without excavating the surrounding soil.
  • the hydrant's lower section comprises a two-part riser pipe with an inner pipe and a casing pipe.
  • the casing pipe and inner pipe are arranged coaxially and mounted on each other for axial movement.
  • either the inner pipe or the casing pipe at the bottom can be firmly connected to a
  • the lower pipe is called the standpipe
  • the upper pipe, which is mounted on the standpipe and can be moved, is called the telescopic pipe.
  • the hydrant base includes a height adjustment device with which the axial position of the telescopic pipe relative to the standpipe, and thus the height or length of the riser pipe, can be adjusted.
  • the height adjustment device can be designed to hold the telescopic pipe at the set height without additional fastening means.
  • additional fastening means can be provided for attaching or securing the telescopic pipe at the set height to the standpipe.
  • the height adjustment device is preferably arranged in the interior of the riser pipe such that it does not include any elements in the space between the inner pipe and the casing pipe.
  • the space between the inner pipe and the casing pipe can thus be kept to a minimum, allowing for safe, guided movement of the casing pipe along the inner pipe or vice versa, taking manufacturing tolerances into account.
  • the interior space delimited by the inner pipe has, at least in some sections, a comparatively large diameter or, in general, a comparatively large cross-sectional area.
  • the usable flow cross-section and the space available for inspection work are correspondingly large in these sections.
  • extendable rods and associated bearings for actuating the main valve located below can be easily removed.
  • the telescopic pipe can be arranged as a casing pipe on the outside of the inner pipe.
  • This has the advantage that, as a rule, almost no dirt or water from the outside can penetrate into the space between the inner pipe and the casing pipe and accumulate there.
  • a telescopic tube mounted inside the inner pipe the space between the pipes is accessible from above, so without additional protective measures, dirt and water can penetrate into this space from above and accumulate there.
  • Effective sealing of the space for example, at the upper end of the casing pipe, could reduce the ingress of water and dirt, but would impede the mobility of the telescopic tube.
  • the height adjustment device comprises a first support projecting on the inside of the wall of the inner tube, vertically opposite thereto an associated second support projecting on the inside of the wall of the jacket tube and an elongated spacer with which the first support and the second support can be connected to one another at different mutual distances.
  • the height adjustment device can also comprise a plurality of opposing first and second supports and/or a plurality of identical or different spacers.
  • at least two or three spacers can be arranged, preferably evenly distributed, within the inner tube and the jacket tube. This can further stabilize the connection between the jacket tube and the inner tube. This can ensure, particularly in configurations with a short overlap area between the jacket tube and inner tube, that they maintain their coaxial alignment even under the influence of large transverse forces.
  • the spacer or one of the spacers is a threaded spindle, in particular a threaded spindle with a trapezoidal thread.
  • Such threaded spindles are preferably made of corrosion-resistant chromium steel.
  • the threaded spindle is mounted on one of the supports so that it can rotate in a fixed vertical position.
  • the other associated support has an internal thread that meshes with the external thread of the threaded spindle.
  • the support with the internal thread is usually the first support. This is preferably arranged close to the end of the inner tube where the inner tube and the casing tube overlap.
  • the second support is correspondingly arranged close to the end of the casing tube that lies outside the overlap area of the two tubes.
  • the telescopic tube is designed as a jacket tube, which is arranged on the outside of the standpipe and is mounted on it so that it can be axially displaced, so that the length
  • the riser pipe's height can be adapted to individual requirements at different installation locations. This ensures that the free cross-sectional area inside the riser pipe is not reduced by the telescopic pipe.
  • the free cross-sectional area of the telescopic pipe is larger in a section extending axially beyond the standpipe than below it in the area of the standpipe.
  • the usable flow cross-section inside the standpipe is not restricted in such designs, and the space available for inspection work is correspondingly large.
  • Sealing and connecting means for sealing and connecting the casing pipe to the standpipe can be arranged completely inside the riser pipe in such hydrant lower sections and are easily accessible from the inside.
  • the standpipe can also be designed as a jacket pipe and the telescopic pipe can be mounted on the inside of the standpipe so that it can be moved axially.
  • the height of the riser pipe can be easily adjusted on the hydrant base without excavation.
  • the height can be continuously adjusted while maintaining the alignment of the telescopic pipe. Maintenance work can be carried out even when water is under pressure in the water line to which the hydrant base is connected.
  • the hydrant lower part shown in section, comprises a riser pipe with an inner pipe 1 and a casing pipe 3 arranged on the outside coaxially to the inner pipe 1 and mounted on the inner pipe 1 so as to be displaceable along a common pipe axis A.
  • a base 5 is attached to the bottom of the inner pipe, in which base 5 a main valve with a valve seat 7 and a valve body 9 is arranged, the valve body 9 being movable between an open position and a closed position at the valve seat 7 by means of a main valve spindle 11.
  • the inner pipe 1 in this embodiment is a standpipe which can be firmly connected to a water pipe via the base 5 and an inlet bend (not shown).
  • a drainage pipe 13 is arranged on the side of the base 5, which allows drainage of the riser pipe via an opening in the base 5 when the main valve is closed.
  • the casing pipe 3 in this embodiment is a telescopic pipe mounted on the standpipe so as to be axially displaceable. To set a preset height or length L1 of the riser pipe, the jacket pipe 3 or telescopic pipe can be moved into the appropriate position relative to the inner pipe 1 or standpipe and fastened to the inner pipe 1.
  • a centering ring 15 is arranged, which centers the jacket tube 3 at a small radial distance L2 of e.g. about 4mm to about 8mm coaxial to the adjacent section of the inner tube 1.
  • L2 a small radial distance
  • the centering ring 15 comprises a substantially cylindrical upper section B, the thickness L3 of which is slightly smaller than the radial distance L2 between the inner tube 1 and the casing tube 3.
  • the thickness L3 can, for example, be in the order of magnitude of 70% to 85% of L2.
  • the inner diameter of the centering ring 15 essentially corresponds to the outer diameter of the inner tube 1 plus a slight play, so that the centering ring 15 can be mounted on the outside of the inner tube 1 so that it can be easily axially displaced.
  • the centering ring stabilizes the coaxial arrangement of the casing tube 3 and the inner tube 1.
  • the centering ring 15 is slotted, i.e. it comprises a continuous gap so that the adjacent end sections can be elastically pulled apart during assembly.
  • one or more circumferential ribs 17 or rib sections protrude from the upper cylindrical section B of the centering ring 15.
  • the thickness of the centering ring 15 is greater than the gap width L2 between the inner tube 1 and the casing tube 3.
  • the centering ring 15 Adjacent to the upper section B at the bottom, the centering ring 15 comprises a section C with a radially projecting shoulder, preferably with a wedge-shaped cross-section.
  • the shoulder comprises a stop surface 19 which, when the flat section B is pushed into the space between the inner tube 1 and the casing tube 3, defines an end position of the centering ring 15 by bearing against the front end of the casing tube 3.
  • the casing tube 3 comprises one or more circumferential grooves 21 or groove sections on the inside.
  • the arrangement and dimensions of these grooves 21 are dimensioned such that they can accommodate the projecting ribs 17 of the centering ring 15 in its end position.
  • the centering ring 15 is preferably made of an abrasion-resistant and weather-resistant plastic, for example POM (polyoxymethylene) or PE (polyethylene).
  • the centering ring 15 can comprise one or more further ribs 17' projecting on the inside. These ribs rest on the outside of the inner tube 1.
  • the centering ring 15 When the centering ring 15 is pushed axially into the end position, it can be slightly elastically deformed in the upper, cylindrical section B, so that the ribs 17 act as an obstacle against the inner wall sections of the casing tube 3 until they reach the grooves 21 can be overcome.
  • the centering ring 15 Due to the rigidity and elasticity of the centering ring 15, the ribs 17 are resiliently pressed into the grooves 21 in the end position. This anchors the centering ring 15 to the front end of the casing pipe 3.
  • the centering ring 15 also has a protective function by preventing dirt from penetrating the space between the inner pipe 1 and the casing pipe 3. If water penetrates the space, it can then flow out again at the gap in the centering ring 15 through the opening in the space located at the bottom.
  • the centering ring 15 could, for example, comprise structures on the inside such as recessed grooves or protruding knobs.
  • connecting channels are created between the inner pipe 1 and the centering ring 15, which continuously connect the space to the outside and ensure that water can drain out of the space.
  • the intermediate space can be sealed off from the outside, e.g., by means of an annular sealing element. This can prevent, for example, the penetration of groundwater from the outside into the intermediate space.
  • the conical wedge surface in section C also acts as a deflector, which can displace surrounding soil when the casing pipe 3 and the inner pipe 1 are pressed down or pushed together.
  • Another advantage here is that the outer diameter of the casing pipe 3 is only slightly larger than the outer diameter of the inner pipe 1, e.g., approximately 20 mm to approximately 40 mm. This means that the volume of surrounding material to be displaced when the casing pipe 3 and the inner pipe 1 are pushed together is comparatively small.
  • the Figures 2 to 4 show details in the lower part of the hydrant base, the Figures 7 to 9 those in the upper area of the hydrant base.
  • a spindle nut 23 is arranged coaxially to the valve body 9 on its upper side and is connected to the valve body 9 in a rotationally fixed manner.
  • Two diametrically opposed fingers 25 project radially from the spindle nut 23. The ends of the fingers 25 engage with two diametrically opposed longitudinal guides 27 on the inside of the inner pipe 1.
  • the longitudinal guides 27 can, for example, be used for inner pipes 1 made of die-cast metal and formed directly as structures of the inner tube 1. Alternatively, longitudinal guides 27 can be fastened to the inside of the inner tube 1 using known fastening techniques.
  • the longitudinal guides can in particular each comprise two guide strips arranged parallel to one another, which protrude inwards on the inside of the inner tube 1 and together define a guide groove for the respective finger 25.
  • the fingers 25 define a first guide means arranged on the spindle nut 23 in a rotationally fixed manner with respect to the axis of rotation A
  • the longitudinal guides 27 define a second guide means which interacts with the first guide means and limits the range of movement of the first guide means to movements required to move the valve body 9 between an open position and a closed position at the valve seat 7.
  • the main valve spindle 11 comprises, at the lower end of a primary rod section 31, an external thread which meshes with the internal thread of the spindle nut 23.
  • the primary spindle bearing 33 At the upper edge of the inner tube 1 there is a primary spindle bearing 33, on which the primary rod section 31 is rotatably mounted in a fixed, predetermined axial position on the inner tube 1.
  • the primary spindle bearing 33 can be secured in the predetermined axial position, for example, by means of retaining rings.
  • the primary spindle bearing 33 comprises a yoke with two diametrically opposed arms 35 with peripheral edge recesses 37 for receiving radially inwardly projecting upper edge sections 39 of the inner tube 1.
  • the primary spindle bearing 33 is thereby anchored to the inner tube 1 and designed as an abutment for absorbing axial compressive forces which are transmitted from the valve body 9 via the primary rod section 31 to the primary spindle bearing 33.
  • the primary spindle bearing 33 is preferably held against rotation on the inner tube 1 by a securing means.
  • the edge sections 39 of the inner tube 1 can, for example, comprise holes into which a spring pin 49 is inserted when the arms 35 of the spindle bearing 33 are fastened to the edge sections 39.
  • the spring pins 49 prevent rotational movements of the spindle bearing 33 anchored to the inner tube 1.
  • the primary spindle bearing 33 and its anchoring to the inner tube 1 may also be designed in other ways and are not limited to the embodiment described here.
  • the primary rod section 31 is preferably a square tube or, more generally, a polygonal tube.
  • An adjustable secondary rod section 41 is axially displaceable and non-rotatably mounted in the primary rod section 31.
  • the secondary rod section 41 is rotatably mounted and anchored in the upper end region of the casing tube 3 in a similar manner to the primary rod section 31 by means of a secondary spindle bearing 43 with radially projecting arms 45.
  • protruding, C-shaped rib sections 47 can be provided, for example, on the inside of the wall of the casing tube 3 as receptacles for the end sections of the arms 45.
  • the arms 45 can be inserted into these receptacles.
  • the arms 45 can be secured in the receptacles, for example, by means of spring pins 49 inserted through holes in the rib sections 47.
  • webs or other structures could protrude from the inside of the wall of the casing tube 3, and the arms 45 could comprise U-shaped profiles for receiving these webs or other structures.
  • the secondary rod section 41 is slidably mounted within the primary rod section 31 and moves with it when the axial position of the casing pipe 3 changes.
  • the secondary spindle bearing 43 and the rib sections 47 do not have to absorb any compressive forces from the valve body 9. They can therefore be designed much more simply and require less space. This facilitates access from above to the interior of the hydrant base.
  • the secondary spindle bearing 43 and the secondary rod section 41 can simply be separated from the casing pipe 3 and pulled out after the spring pin(s) 49 have been removed from the rib sections 47.
  • the main valve spindle 11 is connected to a main valve rod 31, 41 directly or indirectly via an extension.
  • the upper part of the hydrant is rotated, e.g., using a hydrant wrench.
  • the fingers 25 engaging in the guides 27 prevent the spindle nut 23 from rotating with the main valve spindle 11.
  • the spindle nut 23 is guided upwards or downwards together with the valve body 9.
  • a centering ring 24 can be arranged on the outside of the spindle nut 23, the outer diameter of which is larger than that of the spindle nut 23 and smaller than or equal to the smallest inner diameter of the inner tube 1 in the area of the longitudinal guides 27. This facilitates the positioning of the main valve spindle 11, e.g. during inspection work.
  • the inner tube 1 is sealed against the jacket tube 3 by means of a sealing ring 51, which is clamped between an outer chamfer or a beveled edge on the upper edge of the inner tube 1 and a clamping flange 53.
  • the upper edge of the inner tube 1 preferably includes a small, radially outwardly projecting shoulder, which serves as a guide for the jacket tube 3.
  • the gap between the chamfered upper edge of the inner tube 1 and the adjacent jacket tube 3 is therefore very small. This prevents the sealing ring 51 from penetrating the gap and becoming undesirably jammed.
  • the clamping flange 53 also has a chamfered outer edge and is preferably attached to the inner tube 1 by means of three screws.
  • the inner tube 1 includes inwardly projecting sections with corresponding internal threads at the upper edge.
  • the sealing ring 51 is clamped between the chamfered areas of the inner tube 1 and the clamping flange 53 and pressed from the inside against the casing tube 3.
  • the sealing ring 51 has a trapezoidal cross-section that is adapted to the chamfered areas of the inner tube 1 and the clamping flange 53. This ensures a particularly secure seal.
  • the mechanical stress on such sealing rings 51 is comparatively low, and their service life is correspondingly long.
  • the hydrant base includes a height adjustment device that enables continuous axial displacement of the casing pipe 3 relative to the inner pipe 1 and the attachment or retention of the casing pipe 3 to the inner pipe 1 in different positions or heights.
  • the height adjustment device is arranged entirely within the riser pipe, which is defined by the inner pipe 1 and by the casing pipe 3 connected to the inner pipe 1.
  • the casing pipe could also be sealed against the standpipe in another way, for example with one or more O-rings, X-rings or radial shaft seals.
  • the height adjustment device comprises a first support 61 projecting from the inside of the inner tube 1, a second support 63 projecting from the inside of the wall of the casing tube 3, and an elongated spacer 65, with which the first support 61 and the second support 63 can be connected to one another at different mutual distances.
  • the spacer is preferably a threaded spindle 65', in particular a threaded spindle 65' with a trapezoidal thread.
  • the threaded spindle 65' is preferably made of corrosion-resistant chromium steel.
  • the threaded spindle 65' is mounted on the second support 63 so that its height can be adjusted without change.
  • a polygonal profile, in particular a square profile, is formed on the upper stop body 67.
  • this polygonal profile and the heads of the screws for tightening the clamping flange 53 are of the same design so that they can be operated by means of a socket wrench with the same socket.
  • the first support 61 includes an internal thread that meshes with the threaded spindle 65'.
  • the first support 61 is arranged near the upper end of the inner tube 1, where the inner tube 1 and the jacket tube 3 overlap.
  • the second support 63 is arranged correspondingly near the upper end of the jacket tube 3, outside the overlap area of the two tubes.
  • the height of the second support 63 and the connected casing tube 3 changes relative to the height of the first support 61 and the connected inner tube 1.
  • the casing tube 3 can be axially moved to the desired height by turning the threaded spindle 65'.
  • the holding force of the threaded spindle 65' is generally sufficient to hold the casing tube 3 at the set height on the inner tube 1.
  • a safety device can also be provided which secures the threaded spindle 65' in a force-fitting and/or form-fitting manner in the respective rotational position, e.g. on the first support 61 or on the second support 63.
  • a further stop body could be connected to the threaded spindle 65' at a predeterminable height, wherein this further stop body is arranged directly above adjacent to the first support 61 in the set extension position of the telescopic tube and prevents further lowering of the threaded spindle 65' by contacting this first support 61 (not shown).
  • the height adjustment device comprises means for limiting the maximum extension length of the telescopic tube, for example a limiting body 69 ( Figs. 5 and 6 This ensures that the overlap area of the telescopic tube and the standpipe at maximum extension length is sufficiently large to maintain the coaxial arrangement of the two tubes even under the influence of external transverse forces.
  • means for limiting the maximum extension length of the telescopic tube could comprise a first limiting body arranged on the telescopic tube and projecting into the space between the telescopic tube and the standpipe, and a second limiting body cooperating therewith on the standpipe (not shown).
  • the two limiting bodies are in mutual contact and prevent further extension of the telescopic tube.
  • the first limiting body is preferably arranged in the end region of the telescopic tube and is connected directly or indirectly to the telescopic tube by the centering ring 15.
  • the second limiting body is e.g. a radially protruding edge section of the standpipe.
  • the first limiting body can, for example, comprise a flat spring which is held in one end region by the centering ring 15 in a matching recess on the telescopic tube and which projects into the space between the telescopic tube and the standpipe.
  • Such flat springs can be elastically deformed and pressed against the wall of the telescopic tube when the telescopic tube and the standpipe are pushed together, thus overcoming the obstacle of the second limiting body.
  • the free end sections of the flat springs then snap back into the space and from then on function as first limiting bodies. When the end position is reached, an axial compressive force from the second limiting body acts on the first limiting body.
  • the first limiting body is supported by the edge of the recess on the telescopic tube, so that the centering ring 15 is not loaded by an axial force and maintains its position.
  • the casing pipe 3 could be used as a standpipe and the inner pipe 1 as a telescopic pipe.
  • a height adjustment device can also be provided in such embodiments.
  • the inner pipe 1 is the standpipe 1
  • the corresponding specifications apply to the casing pipe 3 as the standpipe and to the inner pipe 1 as the telescopic pipe.
  • the spindle nut 23 and the main valve spindle 11 could also be arranged interchangeably, so that a main valve spindle 11 with an external thread is arranged at the top of the main valve body 9 and a spindle nut 23 with an internal thread is arranged at the bottom of the main valve rod.
  • the main valve can be moved between an open position and a closed position, for example, by rotating the main valve body 9 about the main valve axis A.
  • the device for opening and closing the main valve is designed differently, such hydrant bases can include a height adjustment device for adjusting the axial position of the telescopic pipe relative to the standpipe, as described above.

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Abstract

Das Hydrantenunterteil umfasst ein Steigrohr mit einem Standrohr und ein koaxial zum Standrohr angeordneten und axial verschiebbar an diesem Standrohr gelagerten Teleskoprohr. Eine Höheneinstellvorrichtung zum Einstellen der axialen Lage des Teleskoprohrs relativ zum Standrohr ist innerhalb des Steigrohrs angeordnet. Sie umfasst einen am Standrohr (1) nach innen ragenden ersten Träger (61), einen am Teleskoprohr nach innen ragenden zweiten Träger (63) und einen verstellbaren Abstandhalter (65), mit dem die Träger (61, 63) in einem vorgebbaren gegenseitigen Abstand miteinander verbindbar sind.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein höhenverstellbares Hydrantenunterteil gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Einstellen der Länge des Steigrohrs bei einem solchen Hydrantenunterteil gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
  • Hydranten sind Zapfstellen für Wasser aus einem Wasserleitungsnetz. Sie umfassen ein Hydrantenunterteil mit einem Steigrohr, das üblicherweise über einen Einlaufbogen mit einer Wasserleitung des Wasserleitungsnetzes verbunden wird. Im unteren Bereich des Steigrohrs oder in einem Sockel unterhalb des Steigrohrs umfasst das Hydrantenunterteil eine Hauptventilgarnitur mit einem Hauptventilkörper der über ein Hauptventilgestänge von oben her zwischen einer Schliessstellung und einer Offenstellung bewegt werden kann.
  • Bei Unterflurhydranten umfasst das Hydrantenunterteil im oberen Bereich des Steigrohrs eine Kupplung zum Anschliessen eines weiterführenden Rohrs. Bei installierten Unterflurhydranten ist der obere Bereich des Steigrohrs mit der Kupplung in einem Schacht angeordnet. Dieser wird von einer Strassenkappe auf dem Strassenniveau bzw. allgemein auf dem Niveau des umgebenden Terrains überdeckt.
  • Überflurhydranten umfassen zusätzlich zum Hydrantenunterteil ein Hydrantenoberteil mit mindestens einer Abgangskupplung. Das Hydrantenunterteil umfasst am oberen Ende des Steigrohrs einen Steigrohrflansch, an dem das Hydrantenoberteil befestigt wird. Das Hydrantenoberteil umfasst für diesen Zweck einen entsprechenden Fussflansch. Der Verbindungsbereich zwischen dem Hydrantenunterteil und dem Hydrantenoberteil dient als Sollbruchstelle. Bei einem Unfall, z.B. wenn ein Fahrzeug in das Hydrantenoberteil prallt, bricht der Hydrant bei der Sollbruchstelle ab. Das Hauptventil bleibt dabei dicht verschlossen und unversehrt, sodass kein Wasser austreten kann.
  • Bei einem fertig installierten Hydranten muss der Steigrohrflansch bodennah bzw. auf einem definierten niedrigen Niveau relativ zum umgebenden Terrain angeordnet sein, beispielsweise etwa 5cm oberhalb des Terrainniveaus. Aufgrund von unterschiedlich tief liegenden Wasserleitungen des Wasserleitungsnetzes in Bezug auf das Oberflächenniveau sind Steigrohre von Hydrantenunterteilen mit unterschiedlichen Längen bzw. Höhen erforderlich. Früher musste deshalb eine Vielzahl von Steigrohren mit unterschiedlichen Längen bereitgestellt werden. Spätere Bodenabsenkungen oder Terrainverschiebungen können dazu führen, dass Steigrohre durch andere Steigrohre mit unterschiedlichen Längen ersetzt werden müssen. Dazu sind aufwändige und teure Grabarbeiten erforderlich.
  • Aus der CH689169A5 ist ein Hydrant bekannt, dessen Hydrantenunterteil ein zweiteilig ausgebildetes Steigrohr umfasst. Der untere Abschnitt des Steigrohrs umfasst ein Mantelrohr, das unten über einen Einlaufbogen mit einer Wasserleitung verbindbar ist. Der obere Abschnitt des Steigrohrs ist als Teleskoprohr ausgebildet, das axial ausziehbar im Mantelrohr gelagert ist und in Stufen höhenverstellbar am Mantelrohr befestigt werden kann. Für diesen Zweck umfasst das Teleskoprohr an seiner Aussenseite umlaufende, in gleichmässigen Abständen zueinander angeordnete Ringnuten. Zum Befestigen des Teleskoprohrs in einer vorgegebenen Höhenstufe wird ein Sprengring in die entsprechende Ringnut eingelegt. Ein Spannflansch mit einer ringförmigen Innenrandausnehmung wird oben an den Sprengring angelegt und mit einem am oberen Ende des Mantelrohrs radial nach aussen vorstehenden Verbindungsflansch verschraubt. Zwischen dem Sprengring und einer Anlagefläche des Verbindungsflansches ist ein Dichtring angeordnet, der den Spalt zwischen dem Teleskoprohr und dem Mantelrohr im befestigten Zustand, wenn die Spannschrauben angezogen sind, abdichtet. Höhenanpassungen des Steigrohrs können nur vorgenommen werden, wenn die Verbindungsstelle mit dem Verbindungsflansch zugänglich ist. Dieser Bereich liegt unterhalb des Niveaus des umgebenden Terrains, wenn der Hydrant an seinem Bestimmungsort installiert ist.
  • Aus der EP3862494A1 ist ein weiterer Hydrant bekannt, dessen Hydrantenunterteil ein zweiteiliges Steigrohr mit einem festen Standrohr bzw. Mantelrohr und einem darin axial höhenverstellbar gelagerten Teleskoprohr umfasst. Entlang der Innenwand des Mantelrohrs sind zahnstangenartige Gewindesegmente angeordnet, die mit einem Verstellgewinde im unteren Bereich aussen am Teleskoprohr kämmen. Durch Drehen des Teleskoprohrs kann die Höhe bzw. Länge des Steigrohrs axial stufenlos verändert werden. Beim Drehen des Teleskoprohrs ändert sich auch die Ausrichtung aller am Teleskoprohr angeordneten oder fest mit dem Teleskoprohr verbundenen Elemente. Dies betrifft insbesondere Elemente wie z.B. Abgangskupplungen, die am Teleskoprohr oder an einem mit dem Teleskoprohr verbundenen Hydrantenoberteil radial beabstandet zur Teleskoprohrachse angeordnet sind, beispielsweise radial hervorragende Abgangskupplungen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hydrantenunterteil mit einem Standrohr und einem Teleskoprohr zu schaffen, wobei das Teleskoprohr unter Beibehaltung seiner Drehlage in Axialrichtung des Standrohrs verschiebbar und in unterschiedlichen Axialpositionen am Standrohr befestigbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Hydrantenunterteil zu schaffen, dessen Höhe ohne Grabarbeiten an umgebendem Erdreich verändert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Hydrantenunterteil gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Einstellen der Länge des Steigrohrs bei einem solchen Hydrantenunterteil gemäss Anspruch 14.
  • Das Hydrantenunterteil umfasst ein zweiteilig ausgebildetes Steigrohr mit einem Innenrohr und einem Mantelrohr. Das Mantelrohr und das Innenrohr sind koaxial angeordnet und axial verschiebbar aneinander gelagert.
  • Bei unterschiedlichen Ausführungsformen des Hydrantenunterteils kann entweder das Innenrohr oder das Mantelrohr unten z.B. über einen Einlaufbogen fest mit einer Wasserleitung verbunden werden. Dieses untere Rohr wird als Standrohr bezeichnet, das obere, verschiebbar am Standrohr gelagerte Rohr als Teleskoprohr.
  • Das Hydrantenunterteil umfasst eine Höheneinstellvorrichtung, mit der die axiale Lage des Teleskoprohrs relativ zum Standrohr und damit die Höhe bzw. Länge des Steigrohrs eingestellt werden kann. Die Höheneinstellvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Teleskoprohr ohne zusätzliche Befestigungsmittel in der eingestellten Höhenlage zu halten. Bei alternativen Ausführungsformen können zusätzliche Befestigungsmittel vorgesehen sein zum Befestigen oder Sichern des Teleskoprohrs in der eingestellten Höhenlage am Standrohr.
  • Die Höheneinstellvorrichtung ist vorzugsweise so im Innenraum des Steigrohrs angeordnet, dass sie keine Elemente im Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr umfasst. Der Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr kann dadurch auf ein Minimum begrenzt werden, bei dem unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen ein sicheres geführtes Verschieben des Mantelrohrs am Innenrohr oder umgekehrt möglich ist. Der vom Innenrohr begrenzte Innenraum hat zumindest abschnittweise einen vergleichsweise grossen Durchmesser bzw. allgemein eine vergleichsweise grosse Querschnittfläche. Der nutzbare Strömungsquerschnitt und der verfügbare Raum für Revisionsarbeiten sind in diesen Abschnitten entsprechend gross. Im Weiteren können verlängerbare Gestänge und zugehörige Lager zum Betätigen des unten angeordneten Hauptventils leicht entfernt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Teleskoprohr als Mantelrohr aussen am Innenrohr angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass in der Regel nahezu kein Schmutz und kein Wasser von aussen in den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr gelangen und sich dort ansammeln kann. Bei einem innen am Innenrohr angeordneten Teleskoprohr ist der Zwischenraum zwischen den Rohren von oben her zugänglich, sodass ohne zusätzliche Schutzvorkehrungen Schmutz und Wasser von oben her in diesen Zwischenraum eindringen und sich dort ansammeln können. Eine wirksame Abdichtung des Zwischenraums z.B. beim oberen Ende des Mantelrohrs könnte das Eindringen von Wasser und Schmutz verringern, würde aber die Bewegbarkeit des Teleskoprohrs behindern. Stehendes Wasser im Zwischenraum kann bei ausreichend tiefen Temperaturen gefrieren und das Hydrantenunterteil beschädigen. Im Weiteren können sich in stehendem Wasser im Zwischenraum Keime ansiedeln.
  • Die Höheneinstellvorrichtung umfasst einen innen an der Wandung des Innenrohrs hervorragenden ersten Träger, vertikal gegenüberliegend dazu einen zugehörigen, innen an der Wandung des Mantelrohrs hervorragenden zweiten Träger und einen länglichen Abstandhalter, mit dem der erste Träger und der zweite Träger in unterschiedlichen gegenseitigen Abständen miteinander verbindbar sind.
  • Bei alternativen Ausführungsformen kann die Höheneinstellvorrichtung auch mehrere sich gegenüberliegende erste und zweite Träger und/oder mehrere gleichartige oder unterschiedliche Abstandhalter umfassen. Insbesondere können mindestens zwei oder drei Abstandhalter vorzugsweise gleichmässig verteilt innerhalb des Innenrohrs und des Mantelrohrs angeordnet sein. Dadurch kann die Verbindung des Mantelrohrs mit dem Innenrohr zusätzlich stabilisiert werden. Dadurch kann insbesondere bei Konfigurationen mit einem kurzen Überlappungsbereich von Mantelrohr und Innenrohr sichergestellt werden, dass diese ihre koaxiale Ausrichtung auch unter Einwirkung grosser Querkräfte beibehalten.
  • Vorzugsweise ist der Abstandhalter bzw. einer der Abstandhalter eine Gewindespindel, insbesondere eine Gewindespindel mit einem Trapezgewinde. Solche Gewindespindeln sind bevorzugt aus korrosionsresistentem Chromstahl gefertigt. An einem der Träger ist die Gewindespindel in der Höhenlage unveränderlich drehbar gelagert. Der zugeordnete andere Träger umfasst ein Innengewinde, das mit dem Aussengewinde der Gewindespindel kämmt. Der Träger mit dem Innengewinde ist in der Regel der erste Träger. Dieser ist bevorzugt nahe bei jenem Ende Innenrohrs angeordnet, bei dem sich das Innenrohr und das Mantelrohr überlappen. Der zweite Träger ist entsprechend nahe bei jenem Ende des Mantelrohrs angeordnet, das ausserhalb des Überlappungsbereichs der der beiden Rohre liegt.
  • Vorzugsweise ist das Teleskoprohr als Mantelrohr ausgebildet, das aussen am Standrohr angeordnet und an diesem axial verschiebbar gelagert ist, sodass die Länge bzw. Höhe des Steigrohrs an individuelle Gegebenheiten bei unterschiedlichen Installationsorten angepasst werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die freie Querschnittfläche im Inneren des Steigrohrs nicht durch das Teleskoprohr verkleinert wird. Ganz im Gegenteil ist die freie Querschnittfläche des Teleskoprohrs in einem axial über das Standrohr hinausragenden Abschnitt grösser als darunter im Bereich des Standrohrs. Der nutzbare Strömungsquerschnitt im Inneren des Standrohrs wird bei solchen Ausführungsformen nicht eingeschränkt, und der verfügbare Raum bei Revisionsarbeiten ist entsprechend gross.
  • Dichtungs- und Verbindungsmittel zum Abdichten und Verbinden des Mantelrohrs mit dem Standrohr können bei solchen Hydrantenunterteilen von innen her leicht zugänglich vollständig im Inneren des Steigrohrs angeordnet werden.
  • Dies erleichtert sowohl die Einstellung unterschiedlicher Längen bzw. Höhen des Steigrohrs als auch Revisionsarbeiten am Hydranten.
  • Bei alternativen Ausführungsformen kann auch das Standrohr als Mantelrohr ausgebildet und das Teleskoprohr innen am Standrohr axial verschiebbar gelagert sein.
  • Die Höhe des Steigrohrs kann beim Hydrantenunterteil einfach und ohne Grabarbeiten eingestellt werden. Die Höhe kann insbesondere stufenlos unter Beibehaltung der Ausrichtung des Teleskoprohrs verändert werden. Revisionsarbeiten können auch dann vorgenommen werden, wenn Wasser in der Wasserleitung, an die das Hydrantenunterteil angeschlossen ist, unter Druck steht. Insbesondere ist es auch möglich, z.B. bei Terrainverschiebungen oder -absenkungen die Länge des Hydrantenunterteils im Wesentlichen ohne Grabarbeiten an umgebendem Erdreich an die veränderte Umgebung anzupassen.
  • Anhand einiger Figuren wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen
  • Figur 1
    einen Halbschnitt eines Hydrantenunterteils,
    Figur 2
    einen Halbschnitt im Bereich einer Führung beim unteren Ende einer Hauptventilspindel,
    Figur 3
    einen Halbschnitt im Bereich des Hauptventils,
    Figur 4
    einen Detailquerschnitt im Bereich eines Führungsrings,
    Figur 5
    eine perspektivische Ansicht eines aufgeschnittenen Hydrantenunterteils in einer ersten Konfiguration,
    Figur 5
    eine perspektivische Ansicht des aufgeschnittenen Hydrantenunterteils aus Figur 5 in einer zweiten Konfiguration,
    Figur 7
    einen Halbschnitt im Bereich eines Spindellagers,
    Figur 8
    einen Teilhalbschnitt im Bereich einer Höheneinstellvorrichtung,
    Figur 9
    einen Detailquerschnitt im Bereich eines Lagerhalters.
  • Das in Figur 1 aufgeschnitten dargestellte Hydrantenunterteil umfasst ein Steigrohr mit einem Innenrohr 1 und einem aussen koaxial zum Innenrohr 1 angeordneten und entlang einer gemeinsamen Rohrachse A verschiebbar am Innenrohr 1 gelagerten Mantelrohr 3. Unten am Innenrohr ist ein Sockel 5 befestigt, in dem ein Hauptventil mit einem Ventilsitz 7 und einem Ventilkörper 9 angeordnet ist, wobei der Ventilkörper 9 mittels einer Hauptventilspindel 11 zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung beim Ventilsitz 7 bewegbar ist. Das Innenrohr 1 ist bei dieser Ausführungsform ein Standrohr, das über den Sockel 5 und einen Einlaufbogen fest mit einer Wasserleitung verbindbar ist (nicht dargestellt). Seitlich am Sockel 5 ist ein Entwässerungsrohr 13 angeordnet, das bei geschlossenem Hauptventil über eine Öffnung im Sockel 5 eine Entwässerung des Steigrohrs ermöglicht. Das Mantelrohr 3 ist bei dieser Ausführungsform ein am Standrohr axial verschiebbar gelagertes Teleskoprohr. Zum Einstellen einer vorgebbaren Höhe bzw. Länge L1 des Steigrohrs kann das Mantelrohr 3 bzw. Teleskoprohr relativ zum Innenrohr 1 bzw. Standrohr in die entsprechende Lage verschoben und am Innenrohr 1 befestigt werden.
  • Am mit dem Innenrohr 1 überlappenden unteren Ende des Mantelrohrs 3 ist ein Zentrierring 15 angeordnet, der das Mantelrohr 3 in einem geringen radialen Abstand L2 von z.B. etwa 4mm bis etwa 8mm koaxial zum benachbarten Abschnitt des Innenrohrs 1 hält. Dieses Detail ist in Figur 4 vergrössert dargestellt. Der Zentrierring 15 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen oberen Abschnitt B, dessen Dicke L3 geringfügig kleiner ist als der radiale Abstand L2 zwischen dem Innenrohr 1 und dem Mantelrohr 3. Die Dicke L3 kann z.B. in der Grössenordnung von 70% bis 85% von L2 liegen. Der Innendurchmesser des Zentrierrings 15 entspricht im Wesentlichen dem Aussendurchmesser des Innenrohrs 1 zuzüglich eines geringen Spiels, sodass der Zentrierring 15 aussen am Innenrohr 1 leicht axial verschiebbar gelagert werden kann. Der Zentrierring stabilisiert die koaxiale Anordnung des Mantelrohrs 3 und des Innenrohrs 1. Vorzugsweise ist der Zentrierring 15 geschlitzt, d.h. er umfasst einen durchgehenden Spalt, sodass die benachbarten Endabschnitte bei der Montage elastisch auseinandergezogen werden können. Aussenseitig ragen am oberen zylindrischen Abschnitt B des Zentrierrings 15 eine oder mehrere umlaufende Rippen 17 oder Rippenabschnitte hervor. Im Bereich dieser Rippen 17 ist die Dicke des Zentrierrings 15 grösser als die Spaltbreite L2 zwischen dem Innenrohr 1 und dem Mantelrohr 3. Unten angrenzend an den oberen Abschnitt B umfasst der Zentrierring 15 einen Abschnitt C mit einem radial hervorragenden Absatz mit vorzugsweise keilförmigem Querschnitt. Der Absatz umfasst eine Anschlagfläche 19, die beim Einschieben des flachen Abschnitts B in den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 1 und dem Mantelrohr 3 durch Anlage am stirnseitigen Ende des Mantelrohrs 3 eine Endlage des Zentrierrings 15 definiert. Das Mantelrohr 3 umfasst im Endbereich innenseitig eine oder mehrere umlaufende Nuten 21 oder Nutabschnitte. Die Anordnung und Abmessung dieser Nuten 21 sind so bemessen, dass sie in der Endlage des Zentrierrings 15 dessen hervorragenden Rippen 17 aufnehmen können. Der Zentrierring 15 ist vorzugsweise aus einem abriebfesten und witterungsbeständigen Kunststoff gefertigt, beispielsweise aus POM (Polyoxymethylene) oder PE (Polyethylene). Im Abschnitt C kann der Zentrierring 15 eine oder mehrere innenseitig hervorragende weitere Rippen 17' umfassen. Diese liegen aussen am Innenrohr 1 an. Wenn der Zentrierring 15 axial in die Endlage geschoben wird, kann er im oberen, zylindrischen Abschnitt B leicht elastisch verformt werden, sodass die Rippen 17 die als Hindernis wirkenden inneren Wandabschnitte des Mantelrohrs 3 bis zum Erreichen der Nuten 21 überwinden können. Aufgrund der Steifigkeit und Elastizität des Zentrierrings 15 werden die Rippen 17 in der Endlage federnd in die Nuten 21 gedrückt. Dadurch ist der Zentrierring 15 am stirnseitigen Ende des Mantelrohrs 3 verankert. Der Zentrierring 15 hat auch eine Schutzfunktion, indem er das Eindringen von Schmutz in den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 1 und dem Mantelrohr 3 verhindert. Dringt Wasser in den Zwischenraum ein, kann es anschliessend wieder beim Spalt des Zentrierrings 15 durch die unten angeordnete Öffnung des Zwischenraums abfliessen. Alternativ oder zusätzlich könnte der Zentrierring 15 z.B. innenseitig Strukturen wie ausgenommene Nuten oder hervorragende Noppen umfassen. Im montierten Zustand des Zentrierrings 15 werden so zwischen dem Innenrohr 1 und dem Zentrierring 15 Verbindungskanäle geschaffen, welche den Zwischenraum durchgehend mit dem Aussenraum verbinden und sicherstellen, dass Wasser aus dem Zwischenraum abfliessen kann. Optional kann der Zwischenraum gegenüber dem Aussenraum z.B. mittels eines ringförmigen Dichtelements abgedichtet werden. Dadurch kann z.B. das Eindringen von Grundwasser aus dem Aussenraum in den Zwischenraum verhindert werden. Die konische Keilfläche im Abschnitt C wirkt auch als Abweiser, der beim Niederdrücken bzw. Zusammenschieben des Mantelrohrs 3 und des Innenrohrs 1 umgebendes Erdreich verdrängen kann. Ein Vorteil ist hierbei auch, dass der Aussendurchmesser des Mantelrohrs 3 nur geringfügig grösser ist als der Aussendurchmesser des Innenrohrs 1, beispielsweise etwa 20mm bis etwa 40mm. Dadurch ist das Volumen des beim Zusammenschieben des Mantelrohrs 3 und des Innenrohrs 1 zu verdrängenden Umgebungsmaterials vergleichsweise klein.
  • Die Figuren 2 bis 4 zeigen Details im unteren Bereich des Hydrantenunterteils, die Figuren 7 bis 9 solche im oberen Bereich des Hydrantenunterteils. Koaxial zum Ventilkörper 9 ist an dessen Oberseite eine Spindelmutter 23 angeordnet und drehfest mit dem Ventilkörper 9 verbunden. An der Spindelmutter 23 ragen radial zwei Finger 25 hervor, die sich diametral gegenüberliegen. Die Enden der Finger 25 stehen im Eingriff mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Längsführungen 27 an der Innenseite des Innenrohrs 1. Die Längsführungen 27 können z.B. bei Innenrohren 1 aus Druckguss direkt als Strukturen des Innenrohrs 1 ausgebildet sein. Alternativ können Längsführungen 27 mittels bekannter Befestigungstechniken innen am Innenrohr 1 befestigt werden. Die Längsführungen können insbesondere je zwei parallel zueinander angeordnete Führungsleisten umfassen, die an der Innenseite des Innenrohrs 1 nach innen hervorragen und gemeinsam eine Führungsnut für den jeweiligen Finger 25 begrenzen. Allgemein definieren die Finger 25 ein bezüglich der Drehachse A drehfest an der Spindelmutter 23 angeordnetes erstes Führungsmittel, und die Längsführungen 27 ein mit dem ersten Führungsmittel zusammenwirkendes zweites Führungsmittel, das den Bewegungsspielraum des ersten Führungsmittels begrenzt auf Bewegungen, die zum Bewegen des Ventilkörpers 9 zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung beim Ventilsitz 7 erforderlich sind. Die Hauptventilspindel 11 umfasst am unteren Ende eines primären Gestängeabschnitts 31 ein mit dem Innengewinde der Spindelmutter 23 kämmendes Aussengewinde. Am oberen Rand des Innenrohrs 1 ist ein primäres Spindellager 33 angeordnet, an dem der primäre Gestängeabschnitt 31 drehbar in einer fest vorgegebenen axialen Lage am Innenrohr 1 gelagert ist. Die Sicherung des primären Spindellagers 33 in der vorgegebenen axialen Lage kann z.B. mittels Sicherungsringen erfolgen. Das primäre Spindellager 33 umfasst ein Joch mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Armen 35 mit peripheren Randausnehmungen 37 zum Aufnehmen von radial nach innen hervorragenden oberen Randabschnitten 39 des Innenrohrs 1. Dadurch ist das primäre Spindellager 33 am Innenrohr 1 verankert und als Widerlager zum Aufnehmen von axialen Druckkräften ausgebildet, die vom Ventilkörper 9 über den primären Gestängeabschnitt 31 auf das primäre Spindellager 33 übertragen werden. Es werden keine Druckkräfte des Ventilkörpers 9 auf das Mantelrohr 3 übertragen. Vorzugsweise ist das primäre Spindellager 33 durch ein Sicherungsmittel verdrehsicher am Innenrohr 1 gehalten. Für diesen Zweck können die Randabschnitte 39 des Innenrohrs 1 z.B. Bohrungen umfassen, in die jeweils ein Federstecker 49 eingesteckt wird, wenn die Arme 35 des Spindellagers 33 an den Randabschnitten 39 befestigt sind. Die Federstecker 49 verhindern Drehbewegungen des am Innenrohr 1 verankerten Spindellagers 33. Das primäre Spindellager 33 und dessen Verankerung am Innenrohr 1 können auch in anderer Weise ausgebildet sein und sind nicht auf die hier beschriebene Ausführungsform beschränkt.
  • Der primäre Gestängeabschnitt 31 ist vorzugsweise ein Vierkantrohr oder allgemein ein Mehrkantrohr. Ein verstellbarer sekundärer Gestängeabschnitt 41 ist axial verschiebbar und drehfest im primären Gestängeabschnitt 31 gelagert.
  • In einem oberen Endbereich ist der sekundäre Gestängeabschnitt 41 in ähnlicher Weise wie der primäre Gestängeabschnitt 31 mittels eines sekundären Spindellagers 43 mit radial hervorragenden Armen 45 im oberen Endbereich des Mantelrohrs 3 drehbar gelagert und an diesem verankert. Für diesen Zweck können z.B. an der Innenseite der Wandung des Mantelrohrs 3 hervorragende, C-förmig angeordnete Rippenabschnitte 47 als Aufnahmen für die Endabschnitte der Arme 45 vorgesehen sein. Durch eine leichte Drehbewegung können die Arme 45 in diese Aufnahmen eingeführt werden. Wie in Figur 7 dargestellt, können die Arme 45 z.B. mittels Federsteckern 49, die durch Bohrungen an den Rippenabschnitten 47 gesteckt sind, in den Aufnahmen gesichert werden. Alternativ könnten z.B. an der Innenseite der Wandung des Mantelrohrs 3 Stege oder andere Strukturen hervorragen und die Arme 45 U-förmige Profile zum Aufnehmen dieser Stege oder anderen Strukturen umfassen.
  • Der sekundäre Gestängeabschnitt 41 ist verschiebbar im primären Gestängeabschnitt 31 gelagert und bewegt sich beim Verändern der axialen Lage des Mantelrohrs 3 mit diesem mit. Im Unterschied zum primären Spindellager 33 und dessen Verankerung am Innenrohr 1 müssen das sekundäre Spindellager 43 und die Rippenabschnitte 47 keine Druckkräfte des Ventilkörpers 9 aufnehmen. Sie können deshalb deutlich einfacher ausgebildet sein und beanspruchen weniger Platz. Dies erleichtert den Zugang von oben her zum Innenraum des Hydrantenunterteils. Für Revisionszwecke können das sekundäre Spindellager 43 und der sekundäre Gestängeabschnitt 41 einfach vom Mantelrohr 3 getrennt und herausgezogen werden, nachdem der bzw. die Federstecker 49 von den Rippenabschnitten 47 entfernt worden sind.
  • Zum Öffnen und Schliessen des Hauptventils wird die Hauptventilspindel 11 über das Hauptventilgestänge 31, 41 direkt oder indirekt über eine Verlängerung an einem Hydrantenoberteil z.B. mittels eines Hydrantenschlüssels gedreht. Dabei verhindern die in die Führungen 27 eingreifenden Finger 25, dass sich die Spindelmutter 23 mit der Hauptventilspindel 11 mitdreht. Die Spindelmutter 23 wird beim Drehen der Hauptventilspindel 11 zusammen mit dem Ventilkörper 9 geführt nach oben oder unten verschoben.
  • Optional kann aussen an der Spindelmutter 23 ein Zentrierring 24 angeordnet sein, dessen Aussendurchmesser grösser ist als jener der Spindelmutter 23 und kleiner oder gleich gross wie der kleinste Innendurchmesser des Innenrohrs 1 im Bereich der Längsführungen 27. Dies erleichtert das Positionieren der Hauptventilspindel 11 z.B. bei Revisionsarbeiten.
  • Die Abdichtung des Innenrohrs 1 gegenüber dem Mantelrohr 3 erfolgt mittels eines Dichtrings 51, der zwischen einer äusseren Anfasung bzw. einer abgeschrägten Kante am oberen Rand des Innenrohrs 1 und einem Spannflansch 53 festgeklemmt wird. Der obere Rand des Innenrohrs 1 umfasst vorzugsweise einen kleinen, radial nach aussen hervorragenden Absatz, der als Führungsmittel für das Mantelrohr 3 dient. Der Zwischenraum zwischen dem angefasten oberen Rand des Innenrohrs 1 und dem benachbarten Mantelrohr 3 ist deshalb sehr klein. Dadurch kann verhindert werden, dass der Dichtring 51 in den Zwischenraum eindringt und in unerwünschter Weise verklemmt wird.
  • Der Spannflansch 53 hat ebenfalls einen angefasten äusseren Rand und wird vorzugsweise mittels drei Schrauben am Innenrohr 1 befestigt. Für diesen Zweck umfasst das Innenrohr 1 am oberen Rand nach innen vorstehende Abschnitte mit entsprechenden Innengewinden. Beim Anziehen der Schrauben wird der Dichtring 51 zwischen den angefasten Bereichen des Innenrohrs 1 und des Spannflansches 53 festgeklemmt und von innen gegen das Mantelrohr 3 gepresst. Vorzugsweise hat der Dichtring 51 einen trapezförmigen Querschnitt, der an die angefasten Bereiche des Innenrohrs 1 und des Spannflansches 53 angepasst ist. Dies bewirkt eine besonders sichere Abdichtung. Die mechanische Beanspruchung solcher Dichtringe 51 ist vergleichsweise gering, und deren Standzeiten sind entsprechend lang.
  • Das Hydrantenunterteil umfasst eine Höheneinstellvorrichtung, die ein stufenloses axiales Verschieben des Mantelrohrs 3 relativ zum Innenrohr 1 und die Befestigung oder das Halten des Mantelrohrs 3 am Innenrohr 1 in unterschiedlichen Positionen bzw. Höhenlagen ermöglicht. Die Höheneinstellvorrichtung ist vollständig innerhalb des Steigrohrs angeordnet, das durch das Innenrohr 1 und durch das mit dem Innenrohr 1 verbundene Mantelrohr 3 definiert ist.
  • Grundsätzlich könnte die Abdichtung des Mantelrohrs gegenüber dem Standrohr auch in anderer Weise erfolgen, beispielsweise mit einem oder mehreren O-Ringen, X-Ringen oder Radial-Wellendichtringen.
  • Die Höheneinstellvorrichtung umfasst einen an der Innenseite des Innenrohrs 1 hervorragenden ersten Träger 61, einen innen an der Wandung des Mantelrohrs 3 hervorragenden zweiten Träger 63 und einen länglichen Abstandhalter 65, mit dem der erste Träger 61 und der zweite Träger 63 in unterschiedlichen gegenseitigen Abständen miteinander verbindbar sind. Vorzugsweise ist der Abstandhalter eine Gewindespindel 65', insbesondere eine Gewindespindel 65' mit einem Trapezgewinde. Die Gewindespindel 65' ist vorzugsweise aus korrosionsresistentem Chromstahl gefertigt. Die Gewindespindel 65' ist in der Höhenlage unveränderlich drehbar am zweiten Träger 63 gelagert. Dies kann z.B. mittels zweier Anschlagkörper 67 erfolgen, welche die Gewindespindel 65' oben und unten radial überragen und am oberen Ende der Gewindespindel 65' drehfest mit dieser verbunden sind. Am oberen Anschlagkörper 67 ist oben ein Mehrkantprofil ausgebildet, insbesondere ein Vierkantprofil. Vorzugsweise sind dieses Mehrkantprofil und die Köpfe der Schauben zum Festziehen des Spannflansches 53 gleichartig ausgebildet, sodass sie mittels eines Steckschlüssels mit derselben Stecknuss betätigt werden können.
  • Der erste Träger 61 umfasst ein Innengewinde, das mit der Gewindespindel 65' kämmt. Der erste Träger 61 ist nahe beim oberen Ende Innenrohrs 1 angeordnet, wo sich das Innenrohr 1 und das Mantelrohr 3 überlappen. Der zweite Träger 63 ist entsprechend nahe beim oberen Ende des Mantelrohrs 3 ausserhalb des Überlappungsbereichs der der beiden Rohre angeordnet.
  • Durch Drehen der Gewindespindel 65' verändert sich die Höhenlage des zweiten Trägers 63 und des damit verbundenen Mantelrohrs 3 relativ zur Höhenlage des ersten Trägers 61 und des damit verbundenen Innenrohrs 1. Bei gelösten Schrauben des Spannflansches 53 kann das Mantelrohr 3 durch Drehen der Gewindespindel 65' axial in die gewünschte Höhenlage verschoben werden. In der Regel reicht die Haltekraft der Gewindespindel 65', um das Mantelrohr 3 in der eingestellten Höhenlage am Innenrohr 1 zu halten. Optional kann zusätzlich eine Sicherung vorgesehen sein, welche die Gewindespindel 65' kraftschlüssig und/oder formschlüssig in der jeweiligen Drehlage sichert, z.B. am ersten Träger 61 oder am zweiten Träger 63. Alternativ könnte z.B. ein weiterer Anschlagkörper in einer vorgebbaren Höhe mit der Gewindespindel 65' verbunden werden, wobei dieser weitere Anschlagkörper in der eingestellten Auszugslage des Teleskoprohrs direkt oben angrenzend an den ersten Träger 61 angeordnet ist und durch Anlage an diesem ersten Träger 61 ein weiteres Absenken der Gewindespindel 65' verhindert (nicht dargestellt).
  • Vorzugsweise umfasst die Höheneinstellvorrichtung Mittel zum Begrenzen der maximalen Auszugslänge des Teleskoprohrs, beispielsweise einen in unterschiedlichen Höhenlagen an der Gewindespindel 65' bzw. dem Abstandhalter 65 befestigbaren Begrenzungskörper 69 (Fig. 5 und 6). Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Überlappungsbereich des Teleskoprohrs und des Standrohrs bei maximaler Auszugslänge ausreichend gross ist, um die koaxiale Anordnung der beiden Rohre auch unter Einwirkung äusserer Querkräfte beizubehalten.
  • Alternativ könnten Mittel zum Begrenzen der maximalen Auszugslänge des Teleskoprohrs einen am Teleskoprohr angeordneten, in den Zwischenraum zwischen dem Teleskoprohr und dem Standrohr hineinragenden ersten Begrenzungskörper und am Standrohr einen damit zusammenwirkenden zweiten Begrenzungskörper umfassen (nicht dargestellt). In der maximal ausgezogenen Lage des Teleskoprohrs sind die beiden Begrenzungskörper in gegenseitigem Kontakt und verhindern ein weiteres Ausziehen des Teleskoprohrs. Der erste Begrenzungskörper ist vorzugsweise im Endbereich des Teleskoprohrs angeordnet und direkt oder indirekt durch den Zentrierring 15 mit dem Teleskoprohr verbunden. Der zweite Begrenzungskörper ist z.B. ein radial hervorragender Randabschnitt des Standrohrs. Der erste Begrenzungskörper kann z.B. eine Flachfeder umfassen, die in einem Endbereich durch den Zentrierring 15 in einer passenden Ausnehmung am Teleskoprohr gehalten ist, und die in den Zwischenraum zwischen dem Teleskoprohr und dem Standrohr hineinragt. Solche Flachfedern können beim Zusammenschieben des Teleskoprohrs und des Standrohrs elastisch verformt und gegen die Wandung des Teleskoprohrs gedrückt werden, und so das Hindernis des zweiten Begrenzungskörpers überwinden. Danach schnappen die freien Endabschnitte der Flachfedern wieder zurück in den Zwischenraum und haben fortan die Funktion von ersten Begrenzungskörpern. Beim Erreichen der Endlage wirkt eine axiale Druckkraft des zweiten Begrenzungskörpers auf den ersten Begrenzungskörper. Dieser ist durch den Rand der Ausnehmung am Teleskoprohr abgestützt, sodass der Zentrierring 15 nicht durch eine Axialkraft belastet wird und seine Lage beibehält. Wenn das Mantelrohr 3 in der am jeweiligen Einsatzort erforderlichen Höhenlage mit dem Innenrohr 1 verbunden ist, wird der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren durch den Dichtring 51 abgedichtet, indem er durch die Kraft des Spannflansches 53 radial gegen das Mantelrohr 3 und axial gegen das Innenrohr 1 gepresst wird.
  • Bei alternativen Ausführungsformen des Hydrantenunterteils könnte das Mantelrohr 3 als Standrohr und das Innenrohr 1 als Teleskoprohr verwendet werden. Sinngemäss kann auch bei solchen Ausführungsformen eine Höheneinstellvorrichtung vorgesehen sein. Gegenüber den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, bei denen das Innenrohr 1 das Standrohr 1 ist, gelten die entsprechenden Angaben für das Mantelrohr 3 als Standrohr und für das Innenrohr 1 als Teleskoprohr.
  • Bei weiteren Ausführungsformen des Hydrantenunterteils könnten die Spindelmutter 23 und die Hauptventilspindel 11 auch vertauscht angeordnet sein, sodass oben am Hauptventilkörper 9 eine Hauptventilspindel 11 mit einem Aussengewinde und unten am Hauptventilgestänge eine Spindelmutter 23 mit einem Innengewinde angeordnet sind.
  • Bei weiteren Ausführungsformen des Hydrantenunterteils kann das Hauptventil z.B. durch eine Rotation des Hauptventilkörpers 9 um die Hauptventilachse A zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegt werden. Obwohl die Vorrichtung zum Öffnen und Schliessen des Hauptventils entsprechend anders ausgebildet ist, können solche Hydrantenunterteile eine Höheneinstellvorrichtung zum Einstellen der axialen Lage des Teleskoprohrs relativ zum Standrohr umfassen, wie sie vorhergehend beschrieben ist.

Claims (14)

  1. Hydrantenunterteil umfassend ein Steigrohr mit einem mit einer Wasserleitung verbindbaren Standrohr und einem bezüglich einer Drehachse (A) koaxial zum Standrohr angeordneten, in Richtung der Drehachse (A) an diesem verschiebbar gelagerten Teleskoprohr, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höheneinstellvorrichtung zum Einstellen der axialen Lage des Teleskoprohrs relativ zum Standrohr innerhalb des Steigrohrs angeordnet ist, wobei an der Innenseite des Standrohrs ein erster Träger (61) und an der Innenseite des Teleskoprohrs ein zweiter Träger (63) hervorragen, und wobei der erste Träger (61) und der zweite Träger (63) mittels eines verstellbaren Abstandhalters (65) in einem vorgebbaren gegenseitigen Abstand miteinander verbunden sind.
  2. Hydrantenunterteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (65) eine Gewindespindel (65') mit einem Aussengewinde umfasst, dass der erste Träger (61) ein mit dem Aussengewinde der Gewindespindel (65') kämmendes Innengewinde umfasst, und dass die Gewindespindel (65') am zweiten Träger (63) in einer definierten axialen Lage drehbar gelagert ist.
  3. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Standrohr ein Innenrohr (1) und das Teleskoprohr ein aussen am Innenrohr (1) axial verschiebbares Mantelrohr (3) ist.
  4. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Standrohr ein Mantelrohr (3) und das Teleskoprohr ein innen am Mantelrohr (3) axial verschiebbares Innenrohr (1) ist.
  5. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am mit dem Innenrohr (1) überlappenden Ende des Mantelrohrs (3) ein Zentrierring (15) angeordnet ist, der einen zylindrischen, in den Zwischenraum zwischen dem Mantelrohr (3) und dem Innenrohr (1) eingreifenden Abschnitt aufweist.
  6. Hydrantenunterteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (15) im zylindrischen Abschnitt mindestens eine nach aussen hervorragende Rippe (17) und das Mantelrohr (3) innenseitig mindestens eine Nut (21) zum Aufnehmen der Rippe (17) in einer Endlage des Zentrierrings (15) umfassen.
  7. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring (15) angrenzend an den zylindrischen Abschnitt einen Abschnitt mit einem radial hervorragenden Absatz mit einer Anschlagfläche (19) umfasst, und dass der Zentrierring (15) in diesem Abschnitt eine oder mehrere innenseitig hervorragende Rippen (17') umfasst.
  8. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtring (51) mittels eines Spannflansches (53) gegen den vom Mantelrohr (3) überlappten Rand des Innenrohrs (1) und gegen die Innenseite der Wandung des Mantelrohrs (3) gepresst gehalten ist.
  9. Hydrantenunterteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Mantelrohr (3) überlappte Rand des Innenrohrs (1) und der gegenüberliegend dazu angeordnete Rand des Spannflansches (53) aussen angefaste Bereiche umfassen, und dass der Dichtring (51) in diesen angefasten Bereichen am Innenrohr (1) und am Spannflansch (53) sowie innen am Mantelrohr (3) anliegt.
  10. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Standrohrs oder in einem Sockel (5) unterhalb des Standrohrs eine Hauptventilgarnitur mit einem Ventilsitz (7) und einem Hauptventilkörper (9) angeordnet ist, dass ein Hauptventilgestänge mittels eines primären Spindellagers (33) um die Drehachse (A) drehbar am Innenrohr (1) gelagert ist, und dass unten am Hauptventilgestänge eine Hauptventilspindel (11) mit einem Aussengewinde angeordnet ist, das mit einem Innengewinde einer oben am Hauptventilkörper (9) angeordneten Gewindemutter (23) kämmt.
  11. Hydrantenunterteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Führungsmittel drehfest bezüglich der Drehachse (A) an der Spindelmutter (23) angeordnet ist, und dass ein mit diesem ersten Führungsmittel zusammenwirkendes zweites Führungsmittel drehfest bezüglich der Drehachse (A) am Standrohr angeordnet ist, wobei dieses zweite Führungsmittel den Bewegungsspielraum des ersten Führungsmittels begrenzt auf Bewegungen, die zum Bewegen des Ventilkörpers 9 zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung beim Ventilsitz 7 erforderlich sind.
  12. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventilgestänge einen primären Gestängeabschnitt (31) umfasst, der mittels des primären Spindellagers (33) drehbar am Innenrohr (1) gehalten ist, und dass ein sekundärer Gestängeabschnitt (41) axial verschiebbar am primären Gestängeabschnitt (31) gelagert und mittels eines sekundären Spindellagers (43) drehbar am Teleskoprohr gelagert ist.
  13. Hydrantenunterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höheneinstellvorrichtung einen in unterschiedlichen Höhenlagen am Abstandhalter (65) befestigbaren Begrenzungskörper (69) oder einen am Teleskoprohr befestigbaren, zum Begrenzen der maximalen Auszugslänge des Teleskoprohrs umfasst, oder dass Mittel zum Begrenzen der maximalen Auszugslänge des Teleskoprohrs vorgesehen sind, die einen am Teleskoprohr angeordneten, in den Zwischenraum zwischen dem Teleskoprohr und dem Standrohr hineinragenden ersten Begrenzungskörper und am Standrohr einen damit zusammenwirkenden zweiten Begrenzungskörper umfassen.
  14. Verfahren zum Einstellen der Länge des Steigrohrs bei einem Hydranten mit einer Höheneinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Teleskoprohr mit dem innenseitigen zweiten Träger (63) ohne Grabarbeiten an gegebenenfalls umgebendem Erdreich relativ zum Standrohr mit dem innenseitigen ersten Träger (61) verschoben wird, und dass der erste Träger (61) und der zweite Träger (63) innerhalb des Steigrohrs durch den verstellbaren Abstandhalter in einem vorgebbaren gegenseitigen Abstand miteinander verbunden werden.
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