CH396536A

CH396536A - Kunststoff-Schweissmuffe und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: CH396536A
Application number: CH1272262A
Authority: CH
Inventors: Ernst Dipl Ing Rueede
Original assignee: Rollmaplast Ag
Priority date: 1962-10-30
Filing date: 1962-10-30
Publication date: 1965-07-31
Also published as: AT257146B; DE1554861B1

Description

Kunststoff-Schweissmuffe und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Schweissmuffe zum Verbinden von Rohrleitungselementen aus thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung von Heizdraht windungen, welche in die Schweissmuffe eingebettet sind, beim Schweissprozess an eine elektrische Stromquelle angeschlossen werden und nach dem Schweissvorgang im Innern der Verbindungsstelle verbleiben.

Ferner betrifft die Erfindung eine Schweissmuffe, welche nach dem erwähnten Verfahren hergestellt ist.

Bei der Verschweissung derartiger Muffen wurde bisher die Schweissspannung in der Regel, zwecks Vermeidung umfangreicher elektrischer Sicherheitsmassnahmen, auf höchstens 50 V beschränkt. Nach- teilig ist dabei die Notwendigkeit eines verhältnismässig schweren Transformators, welchem die Aufgabe zufällt, die übliche Netzspannung herunterzutransformieren. Schwere Schweissgeräte bilden nämlich ein ernsthaftes Hindernis für die allgemeine Anwendung dieses Schweissverfahrens auf Bauplätzen usw. Durch Weglassen des Transformators kann das Gewicht der Heizstrom-Regelgeräte wesentlich reduziert werden. Die direkte Entnahme des elektrischen Stromes für den Schweissprozess aus dem Leitungsnetz führt aber zu erhöhten Schweissspannungen.

Diese bergen Unfallrisiken in sich und beeinträchtigen die Funktionssicherheit von Schweissmuffen üblicher Bauart, indem die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Drahtwindungen wächst. Geringfügige Verschiebungen der nackten Drahtwindungen während der Muffenherstellung, beispielsweise im Verlauf des Spritzvorganges oder während des Schweissprozesses, können bei der zur Anwendung gelangenden erhöhten Spannung zu Kurzschlüssen führen. Speziell gross ist diese Gefahr bei der üblichen bifilaren Wicklungsart, bei der die ganze Spannungsdifferenz zwischen zwei benachbarten Leitern auftritt.

Die erwähnte Unfallgefahr ist darauf zurückzuführen, dass bei Handhabung der Schweissmuffe ohne eingesteckte Rohrleitungselemente der unter Spannung gesetzte nackte Widerstands draht direkt berührt werden könnte, was bei Kleinspannungen ungefährlich ist, bei der zur Anwendung kommenden erhöhten Netzspannung aber ernsthafte Folgen haben kann.

Es sind zwar bereits Schweissmuffen bekannt, bei denen die Widerstands drähte vollständig im Muffenmaterial eingebettet sind. Die Herstellung dieser Muffen ist jedoch schwierig, da sich die aus nacktem Draht bestehenden Wicklungen beim Spritzprozess leicht verschieben können, was später beim Schwei ssen zu ungleichmässigen thermischen Flächenbelastungen oder gar zu Kurzschlüssen führt.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zuvor mit dem Muffenmaterial oder artsverwandtem Kunststoff umhüllter Heizdraht um einen Dorn oder eine Hülse zu einer Wicklung gewunden und, eingelegt in ein Spritzwerkzeug, beim Spritzen des Muffenkörpers in diesen eingebettet und festgehalten wird. Die nach diesem Verfahren hergestellte Schweissmuffe ist dadurch gekennzeichnet, dass der ummantelte Heizdraht monofil gewickelt ist und seine Anschlüsse je in der Nähe eines Muffenendes an die Mantelfläche herausgeführt sind.

Durch diese Massnahme gelingt es, eine Schweissmuffe zu schaffen, die sich rationell herstellen lässt und direkt mit Netzstrom verschweisst werden kann, wobei ausserdem ein elektrischer Berührungsschutz bezüglich des Widerstanddrahtes besteht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, Es zeigen:
Fig. 1 die Vorderansicht einer Schweissmuffe,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Muffenpartie mit Steckbuchse,
Fig. 3 eine Muffenhälfte im Schnitt,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Muffe mit eingesteckten Rohren,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine Muffe, zusammen mit einem T-förmigen Rohrbau-Formstück.

Die Muffe 1 ist als zylindrischer Kunststoffteil ausgebildet und weist in ihrem Innern einen Widerstandsdraht 3 auf. Als Muffenmaterial eignen sich vor allem Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol und Polyamid. Der Widerstandsdraht 3 ist an seinen Enden mit je einer Steckbuchse 4 verbunden, die nahe der beiden Stirnseiten in die Muffe eingelegt sind. Die Axen dieser Steckbuchsen 4 verlaufen rechtwinklig zur Muffenaxe. Anstelle einer durchgehenden Wicklung könnten auch zwei zur Mitte symmetrisch liegende, miteinander verbundene Windungszonen vorgesehen werden. Im Bereiche der Steckbuchsen 4 befindet sich eine warzenförmige Erhebung 2, deren Zweck später noch erläutert wird. Der Widerstandsdraht 3 ist mit einer Ummantelung 3' versehen, so dass jede Windung von der benachbarten durch dazwischenliegendes Material getrennt ist.

Der Widerstandsdraht ist mit diesem Mantel versehen, bevor er auf einem Dorn oder einer Hülse zu einer Wicklung gewunden und dann in das Innere eines Spritzwerkzeuges eingelegt wird.

Für die Ummantelung dient der gleiche Kunststoff wie für die Muffe oder aber ein artsverwandter Kunststoff, der sich mit dem Muffenmaterial leicht verbindet. Die Bindung zwischen der Ummantelung und dem Muffenmaterial gibt dem Draht einen guten Halt gegen seitliches Verschieben und vermindert damit das Risiko von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Drahtwindungen während des Schweissprozesses. Der Mantel des Heizdrahtes begrenzt den Muffenbohrungsdurchmesser und liegt direkt gegen das zu verschweissende Rohrende an, ohne dass zwischen dem Rohr und dem Mantel der Heizwicklung sich noch eine Zwischenschicht aus Muffenmaterial befindet. Der Querschnitt der Drahtummantelung 3' wird vorzugsweise rund gewählt.

Der Draht ist so gewickelt, dass sich die einzelnen Ummantelungen berühren. Durch Veränderung der Manteldicke kann die Windungsdichte beeinflusst werden.

Die Verbindung des Drahtes 3 mit den Steckbuchsen 4 erfolgt in der Weise, dass das Drahtende abisoliert, in eine Rille 10 von konischer Querschnittform eingelegt und darin festgeklemmt wird.

Infolge des Schrumpfprozesses des nach dem Spritzvorgang erkaltenden Kunststoffes wird dieses Drahtende noch tiefer in die Rille 10 hineingepresst und gleichzeitig die Steckbuchse 4 in ihrer Lage festgehalten. Die warzenförmige Erhebung 2 wirkt mit einem Stift 11 eines Anschlusssteckers 6 so zusammen, dass die Kontaktstifte des Steckers erst dann elektrisch mit dem Heizstromkabel verbunden werden, wenn diese ganz in die Anschlussbuchsen 4 der Muffe 1 eingesteckt sind. Die Drahtummantelung 3' vervollständigt durch Verhinderung einer direkten Drahtberührung die elektrische Sicherheit der Schweissmuffe.

Durch die wulstartige Materialanhäufung 1' kann die Wanddicke der Muffe unabhängig von der Steckbuchsenhöhe gewählt werden. Ausserdem eignet sich diese Erhebung als Kraftansatz beim Richten (Verdrehen) der Muffe vor dem Verschweissen.

In Fig. 4 sind zwei Rohre 8 mit Hilfe der Muffe 1 verbunden. Ein zwischen den Stirnseiten der Rohre eingelegter federnder Ring 7 greift in eine Nut der Muffenbohrung ein und wirkt als Anschlag. Dadurch wird verhütet, dass die Muffe vor dem Schweissprozess mehr als vorgesehen über eines der Rohrenden geschoben werden kann. Bei Verwendung der Muffe als Schiebemuffe kann der Ring 7 entfernt werden.

In Fig. 5 ist ein T-Rohrstück 9 dargestellt, an dessen Enden Rohre 8 mit Hilfe von Schweissmuffen 1 angeschlossen sind. Da der Innendurchmesser der Schweissmuffe 1 dem Aussendurchmesser der Rohre 8 entspricht, kann die Muffe, beispielsweise zwecks Erleichterung der Leitungsmontage, vorübergehend vollständig über das Rohr geschoben werden. Das T-Stück hingegen ist an den Anschlusspartien je mit einer Schulter 9' versehen, deren Lage so gewählt ist, dass der Abstand bis zur Stirnfläche einer halben Muffenlänge entspricht. Auf diese Weise kann die Muffe vor der Verschweissung nur bis an diese Schulter geschoben werden, was das richtige Placieren der Muffe erheblich erleichtert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff Schweissmuffe zum Verbinden von Rohrleitungselementen aus thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung von Heizdrahtwindungen, welche in die Schweissmuffe eingebettet sind, beim Schweissprozess an eine elektrische Stromquelle angeschlossen werden und nach dem Schweissvorgang im Innern der Verbindungsstelle verbleiben, dadurch gekennzeichnet, dass ein zuvor mit dem Muffenmaterial oder artsverwandtem Kunststoff umhüllter Heizdraht um einen Dorn oder eine Hülse zu einer Wicklung gewunden und, eingelegt in ein Spritzwerkzeug, beim Spritzen des Muffenkörpers in diesen eingebettet und festgehalten wird.

II. Schweissmuffe, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der ummantelte Heizdraht monofil gewickelt ist und seine Anschlüsse je in der Nähe eines Muffenendes an die Mantelfläche herausgeführt sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Schweissmuffe nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mäntel der Heizdrähte berühren.

2. Schweissmuffe nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass im Bereich der Anschlüsse an der Muffenaussenwand mindestens eine auf den Anschlussstecker abgestimmte warzenartige Erhebung vorhanden ist 3. Schweissmuffe nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse mit im Muffenmaterial eingebetteten Steckbuchsen versehen sind, an deren Umfang eine im Querschnitt konische Rille angeordnet ist zwecks Festklemmung des nack ten Drahtendes.

4. Schweissmuffe nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine wulstartige Materialanhäufung an der Muffenaussenseite über der mit den Steckbuchsen besetzten Partie.

5. Schweissmuffe nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel des Heizdrahtes den Muffenbohrungsdurchmesser begrenzt