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Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines Bundes an einem Rohr
Das Bedürfnis nach Rohren mit Bunden, die durch Rohrverformung mittels eines eingeführten Innenringes hergestellt werden, besteht seit langem und erst recht, wenn die Herstellungsweise einfach und geeignet ist, die Rohre leicht und rasch zu verformen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Bundes an einem Rohr, wobei in das aus leicht verformbarem, elastischem Material bestehende Rohr ein Ring eingeführt wird, dessen Material härter als das des Rohres und dessen Aussendurchmesser grösser als der Innendurchmesser des Rohres ist. Die Erfindung hat den Zweck, ein Rohr aus Kunststoff, Gummi oder anderen elastisch verformbaren Materialien in einfacher Weise mit einem Bund zu versehen, der als Anlage für einen Drehkörper, z. B. ein Kupplungsglied, dienen kann.
Nach der Erfindung wird der Ring unter einem Winkel seiner Achse zur Achse des Rohres und im vorbestimmten Abstand vom Rohrende in das Rohr eingeführt und dann durch mechanischen Druck innerhalb des Rohres aufgerichtet, bis er senkrecht zur Rohrachse steht.
Es wird bemerkt, dass man schon vorgeschlagen hat, durch Einführen eines Ringes in ein Kunststoffrohr einen Bund am Rohr zu bilden.
Beim bekannten Verfahren ist es notwendig, das Ende des Kunststoffrohres auf seine Erweichungstemperatur zu bringen, um das Mdterial verformbar genug zur Bildung einer Aufnahmerille zu machen. Das Erwärmen des Rohrendes bedeutet einen Nachteil, da es auf einem Bauwerk, wo eine Rohranlage ausgeführt werden muss, sehr umständlich ist, das Rohrende erwärmen zu müssen. Dieser Nachteil wird durch das Verfahren nach der Erfindung behoben, da das Einbringen und Kippen des Ringes sich auch bei zähem Material in kaltem Zustand durchführen lässt.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Werkzeug zum Ausführen des obigen Verfahrens. Dieses Werkzeug besteht nach der Erfindung aus einem Handgriff und einem zylindrischen Werkzeugkopf, der in einen koaxialen, den Ring aufnehmenden Kegelstumpf übergeht und einseitig mit einer Kehle versehen ist, die eine zur Anlage gegen das Rohrende und zur Vorbestimmung des Einführungsabstandes des Ringes bestimmte Anschlagfläche aufweist.
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Überlegungen, in welcher Art die Vorrichtung bei der Bundbildung auf das Rohr benutzt werden kann.
Fig. 1 zeigt in Ansicht eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeuges, mit dem der Ring in das Rohr eingeführt wird, Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die bevorzugte Ausführungsform eines Ringes nach der Erfindung, wie er durch das in Fig. 1 gezeigte Werkzeug in das Rohr eingeführt werden kann, Fig. 3 ist eine vergrösserte Ansicht des Werkzeugkopfes nach Fig. 1, wobei die strichpunktierte Stellung des Ringes seine Lage vor dem Aufsetzen auf das Werkzeug andeutet.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Werkzeugkopfes nach Fig. 3, Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Rohr, bei dem der Werkzeugkopf mit dem daraufliegenden Ring im Anfangsstadium der Ringeinbringung in das Rohr dargestellt ist,
Fig. 6 zeigt einen Schnitt ähnlich Fig. 5, bei dem das Werkzeug aber in eine Stellung gebracht ist, die der Endlage des Ringes im Rohr entspricht,
Fig. 7 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 6, bei dem das Werkzeug geneigt ist, um aus dem Rohr entfernt zu werden, während der Ring in seiner Endstellung verbleibt,
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das Werkzeug aber eine tiefe Kehle aufweist, und
Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch das Rohr ähnlich Fig. 5, bei dem der Werkzeugkopf nach Fig. 8 mit dem daraufliegenden Ring im Anfangsstadium der Ringeinbringung in das Rohr dargestellt ist.
In Fig. 1 besteht das zur Einbringung des Ringes bestimmte Werkzeug aus einem Handgriff 1 und einem Kopf 2. Der Kopf ist im j allgemeinen zylindrisch und besitzt vorzugs-
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weise einen Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Rohres, in das der Ring eingebracht werden soll. Der Werkzeugkopf 2 geht nach vorn in den leicht konischen Kegelstumpf 3 über, dessen Basisdurchmesser so reduziert ist, dass er mit dem Werkzeugkopf 2 den schmalen Schulterring 4 bildet. An diesen Schulterring legt sich der einzuführende Ring 8, wenn er zur Montage auf den Kegelstumpf 3 aufgesetzt wird.
Aus dem unteren Teil des Kegelstumpfes 3 ragt, wie in allen Figuren dargestellt, die Lippe 5 heraus. Ihre Ringfläche hat den Durchmesser des Werkzeugkopfes 2 und stört deshalb nicht beim Einbringen des Ringes, obwohl dabei auch ein grösserer Lippendurchmesser in dem verformbaren, nachgiebigen Rohrmaterial unterzubringen wäre ; ein genauer Lippendurchmesser ist deshalb von untergeordneter Bedeutung.
Der Werkzeugkopf 2 besitzt ferner eine Ausnehmung bei 6 und innerhalb dieser Ausnehmung eine Kehle 7. Diese Kehle kann allerdings so geformt sein, dass sie im wesentlichen die ganze Ausnehmung bildet. Warum der Werkzeugkopf in der beschriebenen Weise ausgebildet ist, wird weiter unten erläutert.
Obwohl der in das Rohr einzubringende Ring, der den Bund hervorrufen soll, verschiedenartig geformt sein kann, ist die in den Abbildungen dargestellte Ausführungsform des Ringes 8 erfindungsgemäss vorzuziehen. Diese vorzugsweise Form zeigt, dass der Ring 8 eine zylindrische Innenfläche besitzt Und aussen abgerundet ist (Fig. 2).
Wie in Fig. 3 dargestellt, übernimmt der Werkzeugkopf 2 den Ring 8 nach Fig. 2 zwischen Lippe 5 und Schulterring 4 in Richtung des Pfeiles A, bis der Ring ganz an der Schulter 4 anliegt.
Die Lippe 5, die sich an derselben Seite des Werkzeugkopfes 2 wie die Kehle 7 befindet, ist gerade nur so breit, dass der Ring 8 bequem aufgelegt werden kann ; sie hat nur den Zweck, den Ring einseitig auf dem Werkzeugkopf zu halten, wenn er in das Rohr eingeführt werden soll. Wie das Werkzeug beim Einbringen des Ringes 8 benutzt wird, ist im Zusammenhang mit dem Rohr 9 in den Fig. 5-7 gezeigt. Der Ring 8 wird nach Fig. 3 auf das Werkzeug aufgelegt und das Werkzeug mit dem Ring in das Rohr 9 so eingeführt, wie es Fig. 5 darstellt. Das Werkzeug wird so tief in das Rohr 9 eingeführt, wie es die Wand 11 der Kehle 7 gestattet ; dabei stösst die Wand 11 gegen die Endkante 10 des Rohres 9.
Wird das Werkzeug jetzt aufwärts in Richtung des Pfeiles B (Fig. 5) gedreht, dann wird der Ring 8 mit mehr oder weniger Gewalt (abhängig vom Rohrmaterial) in das Rohr hineingedrückt bis er senkrecht zur Rohrachse steht (Fig. 6).
Bei der Einbringung des Ringes 8 in seine Wirkstellung innerhalb des Rohres 9 dreht sich das Werkzeug um den Drehpunkt 12 (Fig. 5). Punkt 12 bildet den Mittelpunkt der Wandkreisfläche 11 in der Kehle 7. Aus der Funktion des Werkzeugs wird nach dieser Beschreibung ersichtlich, dass die zylindrische Fläche des Werkzeugkopfes 2 sich bei Bewegung des Werkzeugs in Pfeilrichtung B bis zur Berührung mit der Innenwand des Rohres 9 drehen lässt (Fig. 6).
Während der Bewegung des Werkzeugs in die Stellung nach Fig. 6 dehnt sich das Material des Rohres 9 unter dem Einfluss des Ringes 8 und bildet auf dem Rohr den gleichförmigen Bund 13. Um das Werkzeug aus dem Rohr mit seinem derart entstandenen Bund zu entfernen, braucht man das Werkzeug nur in Richtung des Pfeiles C (Fig. 7) zu bewegen. Die Lippe 5 tritt dann aus dem Ring, der zylindrische Werkzeugkopf 2 kommt ausser Kontakt mit dem Rohrinnern und das ganze Werkzeug lässt sich leicht entfernen.
Aus dem Gesagten ist klar erkennbar, dass die Ausformung des Bundes 13 auf dem Rohr 9 durch Einführung des Ringes 8 nach der Erfindung ein sehr einfaches, genaues und rasch durchzuführendes Verfahren darstellt. Auch ist das erfindungsgemäss dafür benutzte Werkzeug ebenso billig wie genau in der Arbeit.
Die Auflage des Ringes 8 auf dem Kegelstumpf 3 (Fig. 3), die Einführung des Werkzeugs in das Rohr 9 (Fig. 5), die Drehbewegung des Werkzeugs in die Stellung nach Fig. 6, die rückläufige Drehbewegung des Werkzeugs und seine Entfernung aus dem Rohr-das alles geschieht in einem im wesentlichen ununterbrochenen Arbeitsgang, der sehr wenig Zeit und gar keine Übung erfordert.
Die Stellung des Ringes innerhalb des Rohres und der Abstand des Bundes 13 von der Rohrkante 10 werden durch den Abstand des Drehpunktes 12 von der Kurvenfläche 11 bestimmt. Wenn die Kehle 7 die ganze Fläche der Ausnehmung 6 einnimmt (14 in Fig. 8), dann kann der Werkzeugkopf so weit in das Rohr 9 eingeführt werden, dass der tiefste Punkt der Ausnehmung 14 an die Endkante 10 des Rohrs anstösst (Fig. 9).
Weil der erfindungsgemäss auf dem Rohr gebildete Bund als Ergebnis einer Rohrverformung entsteht, die durch das Eintreiben des Ringes in seine Wirkstellung erreicht wird, ist es notwendig, dass das Rohrmaterial elastisch und verformbar ist und genügend Nachgiebigkeit besitzt, um den Ring fest in Wirkstellung zu halten.
Die Erfindung ist auf die Verwendung von Rohren aus Kunststoff, Gummi oder anderen elastisch verformbaren Materialien gerichtet.
Das Rohr kann, falls erwünscht, aus Poly- äthylen oder Polyamid ("Nylon") sein. Selbstverständlich muss das Material des Ringes 8 härter und weniger elastisch als das Rohr-
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material sein, denn er soll einmal das Rohr verformen und anderseits, besonders unter äusserem Druck, sich nicht in das Rohrinnere hineinpressen lassen. Ein Metallring kann dafür verwendet werden.
Wie eingangs erwähnt, kann der Ring auch ohne die Benutzung des besonderen, hier beschriebenen Werkzeugs im Rohr in Stellung gebracht werden und die Beschreibung des Spezialwerkszeugs innerhalb dieser Anwendung dient deshalb dem Zweck, die Lehre zum technischen Handeln mit einem neuartigen Werkzeug im Rahmen vorliegender Erfindung zu geben.
Das Rohr mit dem beschriebenen Bund, das Verfahren zur Herstellung dieses Bundes und das für die Herstellung dieses Bundes benutzte Spezialwerkzeug bilden die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung. Dabei sind vielfache Abwandlungen denkbar, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines Bundes an einem Rohr, wobei in das aus leicht verformbarem, elastischem Material bestehende Rohr ein Ring eingeführt wird, dessen Material härter als das des Rohres und dessen Aussendurchmesser grösser als der Innendurchmesser des Rohres ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (8) unter einem Winkel seiner Achse zur Achse des Rohres (9) und im vorbestimm- ten Abstand vom Rohrende (10) in das Rohr (9) eingeführt und dann durch mechanischen Druck innerhalb des Rohres aufgerichtet wird, bis er senkrecht zur Rohrachse steht.
2. Werkzeug zum Ausführen des Verfahrens