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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Entgraten von Bohrrändern, insbesondere beim
Setzen von Gasabsperrblasen in druckführenden Gasleitungen.
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Hintergrund und Stand der
Technik
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Wartungs-
und Reparaturarbeiten an Gasleitungen müssen häufig
durchgeführt werden, wenn sich noch unter Druck stehendes
Gas in der Rohrleitung befindet. Dabei muss die gasführende
Rohrleitung in Strömungsrichtung zumindest vor dem Arbeitsbereich,
häufig auch beidseitig, vorübergehend abgesperrt
werden. Das Absperren erfolgt üblicherweise durch Anbohren
der Rohrleitung und Einführen einer oder mehrerer Sperrblasen
aus elastischem Werkstoff, die dann über eine Schlauchverbindung mit
Pressluft gefüllt und dadurch an die Innenwand der Rohrleitung
bis zu einer vollständigen Abdichtung angepresst werden.
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Die
für das Setzen einer Sperrblase erforderlichen Arbeitsschritte
sind in weiteren Einzelheiten in den Gebrauchsmusterschriften
DE 78 10 001 U1 und
DE 94 10 371 U1 sowie
der Offenlegungsschrift
DE 35
08 591 A1 beschrieben: Damit beim Anbohren der Rohrleitung
und beim Einführen der Sperrblase kein Gas entweichen kann,
wird auf die abzusperrende Rohrleitung üblicherweise zunächst
eine Sattelflanschmuffe aufgesetzt, welche in Abhängigkeit
vom Werkstoff der Rohrleitung entweder mit der Rohrleitung fest
verschweißt oder über eine Schelle dichtend mit
ihr verbunden wird. Auf die Muffe wird ein Absperrventil geschraubt,
welches in Abhängigkeit von der Ventilstellung den Zugang
zum von der Muffe umschlossenen Wandbereich der Rohrleitung entweder
freigibt oder gasdicht absperrt. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt
wird auf das Absperrventil ein Anbohrgerät aufgesetzt und
die Rohrleitung durch das geöffnete Absperrventil und die
Muffenöffnung hindurch angebohrt. Die Muffe, das Absperrventil
und das Anbohrgerät schließen die Bohrstelle dabei
gasdicht ab. Gegebenenfalls kann über einen Einfüllstutzen
am Absperrventil zusätzlich ein Inertgas an die Bohrstelle
geleitet werden, um einer Entzündung des in der Rohrleitung
strömenden Gases durch beim Anbohren der Rohrleitung eventuell
entstehenden Funkenschlag vorzubeugen.
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Nach
dem Anbohren wird der Bohrer gezogen, das Absperrventil geschlossen
und das Anbohrgerät entfernt und durch ein Blasensetzgerät
ersetzt, wie es in weiteren Einzelheiten in der
DE 35 08 591 A1 beschrieben
ist. Ein Blasensetzgerät umfasst ein oder mehrere Blasenrohre,
aus denen die mit jeweils einer Schlauchleitung verbundenen Sperrblasen durch
das geöffnete Absperrventil und die Bohröffnung
hindurch vertikal in die Rohrleitung abgesenkt werden. Das Blasenrohr
ist endseitig mit einer longitudinalen Aussparung, dem sogenannten
Blasenfuß, versehen, aus dem die Sperrblasen seitlich austreten und
sich in die Absperrposition bewegen. Das Austreten der Sperrblase
aus dem Blasenrohr in die abzusperrende Rohrleitung und ihre Umlenkung
aus der Vertikalrichtung in die Horizontalrichtung wird durch Führungskappen
erleichtert.
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Nach
dem Einführen einer oder mehrerer Sperrblasen in die Rohrleitung
werden die Sperrblasen über die Schlauchleitung mit Pressluft
beaufschlagt und aufgeblasen, so dass sie die Rohrleitung gasdicht
verschließen.
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Nach
dem Durchführen der Wartungs- oder Reparaturarbeiten werden
die Sperrblasen entlüftet und an der Schlauchleitung aus
der Rohrleitung durch die Bohröffnung in das Blasenrohr
des Blasensetzgeräts gezogen. Das Blasensetzgerät
wird entfernt, und die Bohrung wird zur Abdichtung der Rohrleitung
verschlossen.
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In
der Praxis treten sowohl beim Einführen der Sperrblasen
in die Rohrleitung als auch insbesondere beim Entfernen der Sperrblasen
aus der Rohrleitung Beschädigungen durch Kontakt der Schlauchleitungen
und der Sperrblasen mit dem scharfen Rand der Bohröffnung
auf, so dass die Sperrblasen bzw. die Schlauchleitungen undicht
werden können. Solche Beschädigungen führen
nicht nur zu einem hohen Verschleiß an Sperrblasen und Schlauchleitungen,
sondern können auch ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen,
wenn Beschädigungen nicht erkannt und undichte Sperrblasen,
welche keine zuverlässige Sperrung des Gasstroms mehr gewährleisten
können, wiederverwendet werden.
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Herkömmliche
Blasensetzgeräte begegnen diesem Problem durch weit in
die angebohrte Rohrleitung hineinreichende Blasenrohre mit Schutzkappen,
wie sie beispielsweise in der
1 der
DE 35 08 591 A1 gezeigt
sind. Dadurch soll erreicht werden, dass die Sperrblasen möglichst
in der Nähe des Bodens der Rohrleitung ein- und ausgeführt
werden und weder beim Setzen noch beim Ziehen mit dem Bohrgrat in
Berührung kommen. Der tiefliegende Umlenkpunkt macht jedoch
einen sehr großen Umlenkwinkel erforderlich, wodurch das
Setzen und Ziehen der Sperrblasen in der Praxis häufig
mit großen Mühen verbunden ist. Dieses Problem
tritt insbesondere bei engen Rohrleitungen und kalter Witterung
auf, wenn die Sperrblasen unbiegsam und wenig nachgiebig sind.
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Eine
alternative Lösung zur Vermeidung von Beschädigungen
besteht in der Ummantelung der Sperrblasen und Schlauchleitungen
mit einem Schutzmaterial. Beispielsweise schlägt die Gebrauchsmusterschrift
DE 201 08 996 U1 vor,
die Schlauchleitungen in dem Bereich, in dem sie um die enge Krümmung
zwischen Arbeitsschleuse und Rohrleitung geführt werden
müssen, mit einer nach Art einer Zugfeder eng gewickelten
Wendel aus Stahldraht zu umgeben.
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Das
Vorsehen zusätzlicher Schutzmaterialien erfordert allerdings
nicht nur einen aufwendigeren und kostenintensiveren Herstellungsprozess,
sondern setzt auch die Biegsamkeit und Verformbarkeit der Sperrblasen
und Schlauchleitungen herab, wodurch sowohl das Setzen als auch
das Ziehen der Sperrblasen abermals erschwert wird.
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Vor
dem Hintergrund der aufgezeigten Probleme besteht die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Setzen von Sperrblasen
bzw. eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, welche ein beschädigungsfreies,
schnelles Setzen und Ziehen von Sperrblasen auch in engen Rohrleitungen
und bei kalter Witterung ermöglichen.
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Überblick über
die Erfindung
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemäßen
Entgrater mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. ein erfindungsgemäßes
Verfahren zum Setzen einer Sperrblase in einer Rohrleitung mit den
Merkmalen von Anspruch 21. Die abhängigen Ansprüche
beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein beschädigungsfreies,
einfaches und schnelles Setzen und Ziehen von Sperrblasen unter Vermeidung
der einleitend beschriebenen Schwierigkeiten am einfachsten und
wirkungsvollsten durch ein Entgraten des Bohrgrates der Rohrleitung
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Entgraters erreichen
lässt. Das Entgraten kann vor dem Einführen der
Sperrblase in die Rohrleitung erfolgen.
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Ein
erfindungsgemäßer Entgrater umfasst ein Flanschstück,
welches direkt oder indirekt mit einer Rohrleitung verbindbar ist,
sowie ein Stabelement, welches an dem Flanschstück drehbar
und höhenverstellbar gelagert ist und an seinem unteren Ende
ein Klingenelement trägt. Das Stabelement ist dazu eingerichtet,
das Klingenelement durch eine Öffnung in der Rohrleitung
in das Innere der Rohrleitung abzusenken. Das Klingenelement weist
wenigstens eine seitlich ausschwenkbare Klinge auf, welche dazu
eingerichtet ist, bei Drehung des Stabelements an einem Grat der Öffnung
entlangzuschleifen.
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Im
Sinne dieser Schrift ist mit der Bezeichnung „Flanschstück” jedes
Verbindungselement gemeint, das zum Verbinden mit einer Rohrleitung
und zum Absenken eines Klingenelementes in die Rohrleitung geeignet
ist. Die Verbindung mit der Rohrleitung kann sowohl direkt als auch
indirekt über ein Ventilelement bzw. eine Muffe erfolgen.
Vorzugsweise ermöglicht das Flanschstück einen
gasdichten Abschluss der Rohrleitung.
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Durch
das Schwenken der Klinge gegen den Bohrgrat und das Bewegen der
Klinge am Bohrgrat entlang wird der Bohrgrat entschärft,
so dass in der Folge Beschädigungen der Sperrblasen bzw. Schlauchleitungen
bei Kontakt mit dem Bohrgrat weitgehend ausgeschlossen sind. Ein
wirkungsvolles Entgraten lässt sich bereits mit wenigen
Umdrehungen des Stabelements und damit in kürzester Zeit
erreichen, so dass die Zeitersparnis aufgrund des einfacheren und
reibungsfreien Einführens und Entfernens der Sperrblasen
den für die Entgratung aufzuwendenden Zeiteinsatz bei Weitem überwiegt.
Aufgrund der Höhenverstellbarkeit des Stabelements und
der Schwenkbarkeit der Klingen lässt sich der erfindungsgemäße
Entgrater für eine Vielzahl von Leitungsdurchmessern und
selbst bei engen Bohröffnungen vorteilhaft einsetzen.
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Der
Entgrater kann über das Flanschstück sowohl direkt
mit der Rohrleitung verbunden werden als auch indirekt über
zusätzliche Zwischenstücke, beispielsweise über
ein einleitend beschriebenes Absperrventil.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße
Entgrater ein Arretierungselement, welches eine Öffnung
zur Aufnahme und zum Einspannen des Stabelements aufweist und über
eine elastische Federverbindung mit dem Flanschstück verbunden
ist.
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Das
Arretierungselement ermöglicht eine schnelle und einfache
Höheneinstellung des Stabelements und damit des Klingenelements.
Die Federverbindung zwischen dem Arretierungselement und dem Flanschstück übt
ein Rückstellmoment auf das Klingenelement aus und stellt
während des Entgratens den Kontakt zwischen Klinge und
Bohrgrat selbst bei stark gekrümmten Rohrwandungen sicher.
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In
einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann das
Arretierungselement eine lösbare Klemmvorrichtung zur Arretierung
des Stabelements umfassen.
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Das
Klingenelement kann sowohl eine als auch mehrere Klingen umfassen.
Bei Verwendung mehrerer Klingen lässt sich eine besonders
schnelle Entgratung erreichen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Klingenelement
zwei Klingen, welche sich in ausgeschwenkter Lage bezüglich
einer Drehachse des Stabelements diametral gegenüberliegen.
Zwei sich diametral gegenüberliegende Klingen ermöglichen
während des Entgratens eine gleichmäßige, verkantungsfreie
Drehung des Stabelements.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stabelement zylinderförmig,
insbesondere ein Kreiszylinder.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung umfasst das Flanschstück eine
erste Dichtungsvorrichtung zur gasdichten Lagerung des Stabelements.
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Die
Dichtungsvorrichtung sorgt für einen gasdichten Abschluss
des Stabelements während des Entgratens, so dass Gas aus
der Rohrleitung nicht durch das Flanschstück an die Umgebung
entweichen kann.
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Nach
einer Weiterbildung ist das Klingenelement an dem Stabelement entlang
einer Axialrichtung des Stabelements verschiebbar gelagert. Dadurch
wird sowohl eine Höheneinstellung der Klingen ermöglicht
als auch während des Entgratens ein steter Kontakt der
Klingen zum Bohrgrat sichergestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Stabelement
in seinem Inneren ein Gewinde und eine drehbar gelagerte Gewindestange,
wobei die Gewindestange an ihrem unteren Ende mit dem Klingenelement
verbunden oder verbindbar ist.
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Durch
Drehen der Gewindestange, welche beispielsweise am Klingenelement
anliegen kann, lassen sich nach dem Absenken des Klingenelements
in die Rohrleitung die Klinge/Klingen gegen den Bohrgrat ausschwenken
bzw. wieder einschwenken.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Klingenelement wenigstens
zwei Klingen, wobei die Klingen an ihrem jeweiligen oberen Ende
mittels einer Gelenkverbindung schwenkbar an dem Stabelement gelagert
sind und an ihrem jeweiligen unteren Ende mit einer Innenseite an
einem Führungselement anliegen, welches mit dem Stabelement
verbunden ist, und wobei die Gelenkverbindung und das Führungselement
entlang des Stabelements gegeneinander verstellbar sind.
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Gemäß einer
Weiterbildung liegen die Klingen und/oder die Gelenkverbindungen
an einem unteren Ende der Gewindestange an.
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Durch
Absenken der Gelenkverbindung entlang des Stabelements in Richtung
auf das Führungselement lassen sich die Klingen des Klingenelements
auf einfache, robuste Weise ausschwenken. Ein Anheben der Gelenkverbindung
bewirkt ein Zurückschwenken der Klingen in ihre Ausgangslage.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Klingenelement
ferner ein Federelement zwischen der Gelenkverbindung und dem Führungselement.
Das Federelement kann ein Rückstellmoment auf die Klingen
auswirken, um das Einschwenken der Klingen zu erleichtern oder zu
ermöglichen.
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In
einer alternativen Ausführungsform umfasst das Klingenelement
eine erste und eine zweite Klinge sowie zwei Verbindungselemente
in rautenförmiger Anordnung, wobei die erste Klinge mit
der zweiten Klinge über eine erste Gelenkverbindung schwenkbar
verbunden ist, die erste Klinge mit dem ersten Verbindungselement über
eine zweite Gelenkverbindung schwenkbar verbunden ist, das erste
Verbindungselement mit dem zweiten Verbindungselement über
eine dritte Gelenkverbindung schwenkbar verbunden ist und das zweite
Verbindungselement mit der zweiten Klinge über eine vierte
Gelenkverbindung schwenkbar verbunden ist und wobei die erste Gelenkverbindung
und die dritte Gelenkverbindung mit dem Stabelement verbunden oder
verbindbar sind und entlang des Stabelementes gegeneinander verstellbar
sind.
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Die
Gelenkverbindungen gemäß dieser Ausführungsform
erlauben auf einfache, robuste Weise ein Ausschwenken der ersten
und zweiten Klinge gegen den Rand der Bohröffnung, wenn
die erste und dritte Gelenkverbindung aufeinanderzubewegt werden.
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In
einer Weiterbildung dieser Alternative liegt die erste Gelenkverbindung
und/oder die erste Klinge und/oder die zweite Klinge an einem unteren
Ende der Gewindestange an. Durch Drehen der Gewindestange lassen
sich dann die erste und zweite Klinge auf einfache Weise ausschwenken
bzw. wieder einschwenken.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst das erste Verbindungselement
eine dritte Klinge und das zweite Verbindungselement eine vierte
Klinge. Bei Verschleiß der ersten Klinge und der zweiten
Klinge lässt sich das Entgraten dann durch ein einfaches
Umdrehen des Klingenelements mit der dritten und vierten Klinge
fortsetzen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Alternative umfasst das Klingenelement zusätzlich
ein Federelement zwischen der ersten Gelenkverbindung und der dritten
Gelenkverbindung. Das Federelement übt wiederum eine Rückstellkraft
auf die Klingen aus, welche das Einschwenken der Klingen nach dem Entgraten
erleichtert oder ermöglicht.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Stabelement
eine zweite Dichtungsvorrichtung zur gasdichten Lagerung der Gewindestange
in dem Stabelement. Dadurch wird si chergestellt, dass während
des Entgratens kein Gas aus der Rohrleitung durch das Flanschstück
und das Stabelement an die Umgebung austreten kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die erste bzw. die zweite
Dichtungsvorrichtung einen O-Ring.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist das Stabelement an seinem
unteren Ende unterhalb des Klingenelements eine Sammelvorrichtung
zum Sammeln von Spänen auf.
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Unter
Verwendung der Sammelvorrichtung lassen sich die beim Entgraten
der Bohröffnung anfallenden Späne wirkungsvoll
sammeln, so dass eine unerwünschte Verunreinigung der Rohrleitung
vermieden wird.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung umfasst die Sammelvorrichtung eine magnetische oder
magnetisierbare Scheibe. Damit lässt sich ein Großteil
der metallischen Späne bereits während des Entgratens
sammeln, bevor die Späne zu Boden fallen. Ebenso lassen
sich gegebenenfalls während des Bohrens in die Rohrleitung
gefallene Metallspäne oder -stücke nach dem Entgraten
einsammeln.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Entgrater zusätzlich
ein Ventilelement, welches an einem ersten Ende mit dem Flanschstück
verbunden oder verbindbar ist und an einem dem ersten Ende entgegengesetzten
zweiten Ende direkt oder indirekt mit der Rohrleitung verbindbar
ist.
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Vorzugsweise
umfasst das Ventilelement einen Kanal zwischen dem ersten Ende und
dem zweiten Ende, welcher mittels einer Absperrvorrichtung reversibel
gasdicht verschließbar ist.
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Das
Ventilelement ermöglicht den gasdichten Abschluss der Rohrleitung,
wenn das Flanschstück zusammen mit dem Stabelement und
dem Klingenelement von dem Ventilelement gelöst wird und beispielsweise
durch ein aus dem Stand der Technik vorbekanntes Blasensetzgerät
ersetzt wird.
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Ein
besonderer Vorteil der Erfindung liegt gerade darin, dass der erfindungsgemäße
Entgrater beim Setzen von Sperrblasen zusammen mit zahlreichen konventionellen
Blasensetzgeräten und/oder Ventilelementen verwendet werden
kann.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Setzen einer Sperrblase
in einer Rohrleitung mit folgenden Schritten: Verbinden der Rohrleitung
mit einem Ventilelement; Bohren einer Öffnung in eine Wand
der Rohrleitung innerhalb eines von dem Ventilelement umschlossenen
Wandbereichs unter gasdichtem Abschluss; Entgraten des Bohrgrats
der Öffnung unter gasdichtem Abschluss; und Einführen
wenigstens einer Sperrblase durch die Öffnung in das Innere
der Rohrleitung unter gasdichtem Abschluss.
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Wie
vorstehend ausgeführt, ermöglicht das erfindungsgemäße
Verfahren das Setzen und Ziehen einer Sperrblase ohne die Gefahr
einer Beschädigung der Sperrblase oder ihrer Verbindungsleitungen an
dem Bohrgrat. Da das Entgraten unter gasdichtem Abschluss erfolgt,
wird ein Austritt von Gas aus der Rohrleitung an die Umgebung wirkungsvoll
vermieden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Entgraten bereits
vor dem Einführen der Sperrblase in die Rohrleitung. Dadurch
wird einer Beschädigung der Sperrblase bzw. ihrer Verbindungsleitung
bereits beim Setzen der Sperrblase vorgebeugt.
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In
einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Entgraten zusätzlich
oder alternativ nach dem Einführen der Sperrblase und vor
einem Entfernen der Sperrblase aus der Rohrleitung.
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Experimente
der Anmelderin haben gezeigt, dass die Gefahr von Beschädigungen
der Sperrblase bzw. der Schlauchleitungen beim Entfernen der Sperrblase
aus der Rohrleitung besonders groß ist. Ein Entgraten des
Bohrgrates vor dem Entfernen der Sperrblase vermindert die Gefahr
von Beschädigungen deutlich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Entgraten
folgende Schritte: Absenken eines Klingenelements durch die Öffnung
in das Innere der Rohrleitung unter gasdichtem Abschluss; Ausschwenken
wenigstens einer Klinge des Klingenelements; und Bewegen der Klinge
entlang des Bohrgrats in Kontakt mit dem Bohrgrat.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Entgraten
unter Verwendung des Entgraters gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Die
Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Entgraters
bzw. des Verfahrens zum Entgraten von Bohrrändern in Gasleitungen
lassen sich am besten anhand der Beschreibung der anliegenden Zeichnungen
verstehen, in denen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Entgrater gemäß einer
ersten Ausführungsform in einer schematischen Seitenansicht
zeigt;
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2a das
Klingenelement eines erfindungsgemäßen Entgraters
gemäß einer zweiten Ausführungsform in
schematischer Seitenansicht mit eingeschwenkten Klingen zeigt;
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2b das
Klingenelement der 2a in schematischer Seitenansicht
mit teilweise ausgeschwenkten Klingen zeigt; und
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2c das
Klingenelement der 2a in einer schematischen Vorderansicht
zeigt.
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Der
in 1 dargestellte Entgrater 10 umfasst an
seinem unteren Ende ein Flanschstück 12 in Form
eines hohlen Kreiszylinders, welcher an seinem unteren Ende eine Öffnung 14 sowie
ein Gewinde 16 aufweist, über welches der Entgrater 10 mit
einem auf eine Rohrleitung (nicht gezeigt) aufgesetzten Ventilelement
(nicht gezeigt) verbindbar ist. Der Durchmesser des Gewindes 16 bzw.
der Öffnung 14 sind an die Durchmesser des verwendeten
Ventilelements bzw. der Rohrleitung angepasst. Das Ventilelement
kann mit der Rohrleitung sowohl direkt als auch über eine
auf die Rohrleitung aufgeschweißte Muffe verbunden sein.
Als Ventilelement im Sinne dieser Schrift ist jeder reversibel und
gasdicht sperrbare Durchlass geeignet, bei dem die sperrbare Öffnung
einen hinreichend großen Durchmesser aufweist, um dem Klingenelement
den Durchtritt in das Rohrstück zu erlauben.
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An
seinem der unteren Öffnung 14 entgegengesetzten
Ende weist das Flanschstück 12 eine obere Öffnung 18 auf,
in der ein kreiszylinderförmiges Stabelement 20 drehbar
und höhenverstellbar gelagert ist. Eine erste Dichtungsvorrichtung 22 mit einem
ersten O-Ring 24 schließt die obere Öffnung 18 gasdicht
gegen das Stabelement 20 ab und erlaubt gleichzeitig eine
freie Drehung und Höhenverstellung des Stabelements 20 gegenüber
dem Flanschstück 12. In der gezeigten Ausführungsform beträgt
der Durchmesser der oberen Öffnung 18 bzw. des
Stabelements 20 ca. 25 mm; jedoch sind in Abhängigkeit
von der Größe der Bohröffnung bzw. dem Durchmesser
der Rohrleitung sowohl größere als auch kleinere
Abmessungen möglich.
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An
seinem unteren, innerhalb des Flanschstücks 12 aufgenommenen
Ende trägt das Stabelement 20 ein Klingenelement 26,
welches vier Klingen in rautenförmiger Anordnung umfasst.
Eine erste Klinge 28 ist über eine erste Gelenkverbindung 30 schwenkbar
mit einer zweiten Klinge 32 verbunden. Über eine
zweite Gelenkverbindung 34 ist die erste Klinge 28 ferner
mit einer dritten Klinge 36 schwenkbar verbunden. Die dritte
Klinge 36 ist wiederum über eine dritte Gelenkverbindung 38 mit
einer vierten Klinge 40 schwenkbar verbunden, welche über
eine vierte Gelenkverbindung 42 mit der zweiten Klinge 32 schwenkbar
verbunden ist.
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Bei
den Gelenkverbindungen 30, 34, 38, 42 handelt
es sich in der gezeigten Ausführungsform um zylinderförmige
Stabelemente, auf denen die mit Öffnungen ausgebildeten
Klingenelemente aufgesteckt und durch Splintelemente gesichert sind.
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Die
zweite Gelenkverbindung 34 und die vierte Gelenkverbindung 42 sind
frei, während die erste Gelenkverbindung 30 und
die dritte Gelenkverbindung 38 in seitlichen Schlitzöffnungen 44 des
Stabelements 20 gegeneinander verschiebbar gelagert sind.
Ein Federelement 46 mit einer Spiralfeder verbindet die
erste Gelenkverbindung 30 mit der dritten Gelenkverbindung 38 und
wirkt durch seine Rückstellkraft einer Annäherung
dieser beiden Gelenkverbindungen entgegen.
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In
der beschriebenen Ausführungsform ist das Stabelement 20 ein
kreiszylinderförmiger Hohlstab. Ebenso kann das ansonsten
kreiszylinderförmige Stabelement 20 jedoch an
einem unteren, in das Flanschstück 12 aufgenommenen
Abschnitt auch als Vierkant ausgebildet sein. In dieser alternativen
Ausführungsform liegen sich die seitlichen Schlitzöffnungen 44 in
zwei Seitenflächen des Vierkants gegenüber. Dadurch
wird die Herstellung der Schlitzöffnungen 44 vereinfacht
und gleichzeitig ein besonders reibungsfreier Lauf der Gelenkverbindung 30 in
den Schlitzöffnungen 44 gewährleistet.
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In
der gezeigten Ausführungsform bestehen die Klingen 28, 32, 36, 40 aus
gehärtetem und geschliffenem C55-Stahl und weisen eine
Länge von 40 mm, eine Breite von 25 mm und eine Stärke
von 4 mm auf. Solche Klingen haben sich in Experimenten als besonders
geeignet für eine wirkungsvolle Entgratung erwiesen. In
Abhängigkeit von dem Material der zu entgratenden Rohrleitung
sowie dem Durchmesser der Rohrleitung und der Bohrung können
jedoch auch Klingen anderer Zusammensetzung und anderer Abmessungen
verwendet werden.
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Das
Stabelement 20 umfasst entlang seines Innenumfangs eine
Gewindehülse mit einer Höhe von ca. 40 mm und
einem Innendurchmesser von ca. 18 mm zur Aufnahme und Führung
ei ner Gewindestange 50. In Abhängigkeit von den
Abmessungen des Entgraters 10, insbesondere der Länge
des Stabelements 20 und der Gewindestange 50,
können sowohl die Zahl der Gewindehülsen als auch
ihre Abmessungen in weiten Grenzen variieren. Anstelle der Gewindehülse(n)
kann auch ein Innengewinde verwendet werden.
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In
der gezeigten Ausführungsform besteht die Gewindestange 50 aus
einem metallischen Vollstab in Form eines Kreiszylinders und weist
zumindest in einem Teilbereich seiner Mantelfläche ein
Außengewinde 52 auf. Die Gewindestange 50 ragt
mit ihrem oberen Ende aus dem oberen Ende des Stabelements 20 hervor
und ist mittels einer zweiten Dichtungsvorrichtung 54,
welche einen O-Ring 56 umfasst, gasdicht gegen die Innenwand
des Stabelements 20 abgedichtet.
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Die
erste Gelenkverbindung 30 umfasst neben dem zylinderförmigen
Stabelement auch eine Gelenkhülse 57. Mit ihrem
dem oberen Ende entgegengesetzten unteren Ende liegt die Gewindestange 50 in
der Darstellung der 1 lose an der Gelenkhülse 57 an,
in welche das Stabelement der ersten Gelenkverbindung 30 drehbar
aufgenommen ist. Die Gelenkhülse 57 kann beispielsweise
ein zylindrisches Rohrstück aus Messing sein, dessen Innendurchmesser
den Außendurchmesser des Stabelements geringfügig übertrifft.
Beim Hineindrehen der Gewindestange 50 in das Stabelement 20 bewegt sich
die erste Gelenkverbindung 30 in den Schlitzöffnungen 44 gegen
die Rückstellkraft des Federelements 46 nach unten.
Bewegen sich die erste Gelenkverbindung 30 und die dritte
Gelenkverbindung 38 entlang der Schlitzöffnung 44 aufeinander
zu, bewegen sich die zweite Gelenkverbindung 34 und die vierte
Gelenkverbindung 42 in entgegengesetzte Richtungen vom
Stabelement 20 weg nach außen, und die Klingen 28, 32, 36, 40 werden
ausgeschwenkt.
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In
der gezeigten Ausführungsform umfasst der Entgrater 10 ferner
ein Arretierungselement 58 mit einer durchgehenden Öffnung 60 zur
Aufnahme und zum Einspannen des Stabelements 20. In der Darstellung
der 1 dient eine Klemmvorrichtung 62 mit
Spindelrad zum einfa chen und schnellen Festklemmen des Stabelements 20 an
dem Arretierungselement 58 in einer vorbestimmten Höhe
und Winkelposition; es sind jedoch auch andere Arten der Arretierung
möglich.
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Über
eine elastische Federverbindung 64 mit Spiralfeder ist
das Arretierungselement 58 so mit dem Flanschstück 12 verbunden,
dass es zusammen mit dem Stabelement 20 sowohl drehbar
als auch unter Federspannung höhenverstellbar ist.
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Unterhalb
des Klingenelements 26 weist das Stabelement 20 an
seinem unteren Ende eine magnetische oder magnetisierbare Scheibe 66 auf,
in der gezeigten Ausführungsform eine Kreisscheibe mit
einem Durchmesser von ca. 40 mm. Unter Verwendung der Magnetscheibe 66 lassen
sich beim Entgraten des Bohrgrads abgelöste Metallspäne
schon während des Entgratens sammeln.
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Nachfolgend
wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Setzen
einer Sperrblase in einer Rohrleitung unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Entgraters 10 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
in weiteren Einzelheiten erläutert.
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Das
Verfahren zum Setzen der Sperrblase beginnt mit dem Verbinden der
(in 1 nicht gezeigten) Rohrleitung mit einer Sattelflanschmuffe
und einem Ventilelement (in 1 ebenfalls
nicht gezeigt) zum gasdichten Anflanschen des Anbohrgerätes,
wie einleitend mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben.
Nach dem Bohren einer Öffnung in die Wand der Rohrleitung
innerhalb des von dem Ventilelement und der Muffe umschlossenen
Wandbereichs wird das Absperrventil geschlossen und das Anbohrgerät
entfernt. Jetzt wird der erfindungsgemäße Entgrater 10 mit
dem Gewinde 16 auf das Ventilelement aufgeschraubt und
das Absperrventil wieder geöffnet. Das Stabelement 20 und
das mit ihm verbundene Klingenelement 26 werden aus dem
Innenraum des Flanschstücks 12 durch die Öffnung 14 und die
Bohröffnung in das Innere der Rohrleitung abgesenkt. Das
Stabelement 20 wird in einer Hö he, welche in Abhängigkeit
von dem Durchmesser der Rohrleitung geeignet gewählt ist,
unter Verwendung der Klemmvorrichtung 62 am Arretierungselement 58 festgeklemmt.
Nun können durch Drehen der Gewindestange 50,
welche an ihrem unteren Ende auf die erste Gelenkverbindung 30 drückt,
die Klingen 28, 32, 36, 40 ausgeschwenkt
werden. Gegebenenfalls wird die Höhe des Klingenelementes 26 nachfolgend durch
Lösen der Klemmvorrichtung 62 und Verschieben
des Stabelements 20 erneut variiert, bis die ausgeschwenkten
Klingen 28 und 32 in Kontakt mit dem Bohrgrat
der Rohröffnung kommen. In dieser Höhe wird das
Klingenelement 26 durch Festklemmen des Stabelements 20 an
der Arretiervorrichtung 58 arretiert.
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Beim
nachfolgenden Drehen des Stabelements 20 schleifen die
erste Klinge 28 und die zweite Klinge 32 an dem
Bohrgrat entlang und entschärfen ihn. Die Federverbindung 64 zwischen
dem Arretierungselement 58 und dem Flanschstück 12 drückt
die Klingen 28, 32 gegen den Bohrgrad und stellt
sicher, dass die Höhe des Klingenelementes der Umfangslinie
der Bohröffnung auch in stark gekrümmten Rohrleitungen
folgt, so dass ein wirkungsvolles Entgraten der Bohröffnung
stets gewährleistet ist.
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Die
unteren Klingen 36, 40 dienen hier lediglich als
Verbindungselemente zur Stabilisierung des Klingenelements. Bei
Verschleiß der oberen Klingen 28, 32 können
sie jedoch an deren Stelle treten, indem das gesamte Klingenelement 26 am
Stabelement 20 invertiert wird.
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Beim
Entgraten vom Bohrgrat abgelöste Späne bleiben
an der magnetischen Scheibe 66 haften und fallen nicht
bis auf den Boden der Rohrleitung.
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Die
Dichtungsvorrichtungen 22 und 54 verhindern, dass
während des Entgratens Gas aus der Rohrleitung an die Umgebung
entweichen kann.
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Experimente
haben ergeben, dass sich mit dem erfindungsgemäßen
Entgrater 10 schon nach wenigen Umdrehungen des Stabelements 20 bzw. der
Klingen 28, 32 eine wirkungsvolle Entgratung der Bohröffnung
erreichen lässt, so dass nachfolgend ein Setzen und Ziehen
der Sperrblasen deutlich erleichtert wird und die Gefahr von Beschädigungen
der Sperrblasen und ihrer Schlauchleitungen weitgehend ausgeschlossen
ist. Der Zeitaufwand für das Aufstecken des erfindungsgemäßen
Entgraters 10 auf die Rohrleitung, das Entgraten selbst
und das nachfolgende Entfernen des Entgraters liegt erfahrungsgemäß je
nach Material und Durchmesser der Rohrleitung bei insgesamt 8 bis
12 Minuten, ist also gegenüber dem Zeitaufwand für
das Freilegen der Rohrleitung, das Anbringen der Muffe, das Anbohren
der Rohrleitung und das Einführen und Ziehen der Sperrblasen,
welcher sich zu mehreren Stunden addiert, gleichsam vernachlässigbar.
Allein die Zeitersparnis durch das einfachere Setzen und Entfernen
der Sperrblasen bei entgratetem Bohrrand wiegt den zusätzlichen
Zeitbedarf für das Entgraten bei weitem auf, insbesondere
bei kalter Witterung und kleinen Rohrdurchmessern.
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Nach
dem Entgraten der Bohröffnung wird die Gewindestange 50 in
ihre Ausgangsstellung zurückgedreht, so dass das Federelement 46 die
erste Gelenkverbindung 30 in den Schlitzöffnungen 44 nach
oben drückt und die Klingen 28, 32, 36, 40 einschwenken.
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Nach
dem Lösen der Klemmvorrichtung kann das Klingenelement 26 nun
durch die Bohröffnung und die Öffnung 14 in
das Flanschstück 12 zurückgezogen werden.
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Gegebenenfalls
kann das Stabelement 20 zuvor bis zum Boden der Rohrleitung
abgesenkt werden, um unter Verwendung der Magnetscheibe 66 weitere,
vom Anbohren der Rohrleitung herrührende Metallspäne
zu sammeln und aus der Rohrleitung zu entfernen.
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Nach
dem Zurückziehen des Klingenelementes 26 in das
Flanschstück 12 kann das Absperrventil geschlossen
und der Entgrater von der Rohrleitung gelöst werden. Anschließend
wird ein aus dem Stand der Technik vorbekanntes Blasensetzgerät aufgesetzt,
und eine oder mehre re Sperrblasen werden in die Rohrleitung eingeführt,
wie einleitend mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben.
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In
einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann das Entgraten auch zwischen dem Einführen der Sperrblasen
in die Rohrleitung und dem Ziehen der Sperrblasen erfolgen. Da die
Gefahr von Beschädigungen der Sperrblasen und ihrer Schlauchleitungen
vor allem beim Ziehen der Sperrblasen und weniger beim Setzen der
Sperrblasen auftritt, lassen sich auch in dieser Variante die meisten
Beschädigungen bereits wirkungsvoll vermeiden.
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Eine
alternative Ausführungsform 26' des Klingenelements 26 wird
nachfolgend mit Bezug auf die 2a und 2b beschrieben,
wobei 2a das Klingenelement 26' in
der Grundstellung mit eingeschwenkten Klingen und 2b das
Klingenelement 26' in ausgeschwenkter Darstellung zeigt.
Der Aufbau des Entgraters, welcher das Klingenelement 26' trägt,
und die Verfahren zur Entgratung von Rohrleitungen entsprechen im Übrigen
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
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Von
dem mit Bezug auf 1 beschriebenen Klingenelement 26 mit
rautenförmiger Klingenanordnung unterscheidet sich das
Klingenelement 26' dadurch, dass es nur zwei Klingen 68, 70 umfasst,
welche an ihrem jeweiligen oberen Ende mittels einer Gelenkverbindung 72 schwenkbar
an dem Stabelement 20 gelagert sind und an ihrem unteren
Ende mit ihrer jeweiligen Innenseite an einem Führungselement 74 anliegen,
welches mit dem Stabelement 20 verbunden ist. In der in 2a und 2b gezeigten Ausführungsform
handelt es sich bei dem Führungselement 74 um
einen in den Schlitzöffnungen 44 gelagerten Stift.
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Im Übrigen
gleicht der Aufbau und die Funktionsweise dem Klingenelement 26,
und gleiche bzw. äquivalente Bauelemente sind in den Darstellungen der 1 und 2a bzw. 2b mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
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Durch
Absenken der Gewindestange 50 aus der in 2a dargestellten
Ausgangslage bewegt sich die Gelenkverbindung 72 in den
Schlitzöffnungen 44 abwärts, so dass
die an dem Führungselement 74 anliegenden Klingen 68, 70 nach
außen schwenken, während ein die Gelenkverbindung 72 und
das Führungselement 74 verbindendes Federelement 76 gespannt
wird, wie in 2b illustriert. Beim Zurückdrehen
der Gewindestange 50 aus der in 2b dargestellten
Position in die Ausgangslage treibt die Rückstellkraft
des Federelements 76 die Gelenkverbindung 72 in
die in 2a dargestellte Ausgangslange
zurück, so dass die Klingen 68, 70 einschwenken.
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2c zeigt
das Klingenelement der vorstehend mit Bezug auf die 2a und 2b beschriebenen
Ausführungsformen in einer Vorderansicht, welche einem
gegenüber der Darstellung der 2a und 2b um
90° um die Achse des Stabelements 20 gedrehten
Entgrater entspricht.
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In
der Darstellung der 2c sind die Gelenkverbindung 72,
das stabförmige Führungselement 74 und
das zwischen Gelenkverbindung 72 und Führungselement 74 gespannte
Federelement 76 besonders gut zu erkennen. Wie vorstehend
mit Bezug auf die erste Gelenkverbindung 30 der ersten Ausführungsform
beschrieben, umfasst auch die Gelenkverbindung 72 ein stabförmiges
Gelenkelement 78, welches drehbar in eine Gelenkhülse 80 aufgenommen
ist. In der gezeigten Ausführungsform ist das stabförmige
Gelenkelement 78 eine Gewindestange, an der die erste Klinge 68 und
die zweite Klinge 70, welche entsprechende Öffnungen
aufweisen, unter Verwendung von Schraubenmuttern drehbar gelagert
sind.
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Das
Führungselement 74 ist in der gezeigten Ausführungsform
ein Rundstab, welcher an den jeweiligen unteren Enden der beiden
gegenüberliegenden Schlitzöffnungen 44 des
Stabelements 20 aufliegt.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die illustrierenden
Zeichnungen dienen allein der Veranschaulichung des erfindungsgemäßen
Entgraters und des erfindungsge mäßen Verfahrens
zum Setzen von Sperrblasen und sollen die Erfindung keinesfalls
beschränken. Dem Fachmann werden zahlreiche Modifikationen,
welche im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen, unmittelbar
ersichtlich sein. Die Erfindung wurde vorstehend am Beispiel des
Setzens von Sperrblasen in Rohrleitungen, insbesondere in unter
Druck stehenden Gasleitungen, beschrieben. Der Fachmann wird jedoch ohne
weiteres erkennen, dass sich der erfindungsgemäße
Entgrater zum Entgraten einer Vielzahl von Öffnungen vorteilhaft
einsetzen lässt. Der Umfang der vorliegenden Erfindung
wird daher allein durch die nachfolgenden Ansprüche beschränkt.
-
- 10
- Entgrater
- 12
- Flanschstück
- 14
- untere Öffnung
des Flanschstücks 12
- 16
- Gewinde
des Flanschstücks 12
- 18
- obere Öffnung
des Flanschstücks 12
- 20
- zylinderförmiges
Stabelement
- 22
- erste
Dichtungsvorrichtung
- 24
- erster
O-Ring
- 26,
26'
- Klingenelement
- 28
- erste
Klinge
- 30
- erste
Gelenkverbindung
- 32
- zweite
Klinge
- 34
- zweite
Gelenkverbindung
- 36
- dritte
Klinge
- 38
- dritte
Gelenkverbindung
- 40
- vierte
Klinge
- 42
- vierte
Gelenkverbindung
- 44
- Schlitzöffnungen
- 46
- Federelement
- 48
- Gewindehülse
- 50
- Gewindestange
- 52
- Außengewinde
- 54
- zweite
Dichtungsvorrichtung
- 56
- O-Ring
- 57
- Gelenkhülse
für die erste Gelenkverbindung 30
- 58
- Arretierungselement
- 60
- Öffnung
des Arretierungselements 58
- 62
- Klemmvorrichtung
- 64
- Federverbindung
- 66
- Magnetscheibe
- 68
- erste
Klinge
- 70
- zweite
Klinge
- 72
- Gelenkverbindung
- 74
- Führungselement
- 76
- Federelement
- 78
- Gelenkelement
- 80
- Gelenkhülse
des Gelenkelements 78
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 7810001
U1 [0003]
- - DE 9410371 U1 [0003]
- - DE 3508591 A1 [0003, 0004, 0008]
- - DE 20108996 U1 [0009]