Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfügen von Fixpunktringen aus einem thermoplastischen, schweissbaren Kunststoff in eine Rohrleitung aus einem thermoplastischen, schweissbaren Kunststoff zur Aufnahme von in der Rohrleitung auftretende Zug- und Druckspannungen und zur Ableitung derselben auf ein Bauwerk, bei welchem über das Profil der Rohrleitung vorstehende Ringe mit der Rohrleitung verbunden werden.
Bei der Verlegung von thermoplastischen, schweissbaren Rohrleitungen ist es bekannt, in bestimmten Abständen Fixpunktringe in die Rohrleitung einzufügen. Hierbei handelt es sich um Rohrstücke, die etwa die Wandstärke der Rohrleitung aufweisen, jedoch zusätzlich eine Ringpartie mit grösserer Wandstärke aufweisen und dadurch, über das Profil der Rohrleitung vorstehen. Diese Ringstücke werden bei der Verlegung der Rohrleitung mit den Rohrstücken zusammengeschweisst. Da die Rohrleitungen in eine Betonhülle eingebettet werden, stützen sich die Fixpunktringe bei auftretenden Zug- oder Druckspannungen in der Rohrleitung im Beton ab und verhindern dadurch ein Verschieben der Rohrleitung.
Werden für die Verbindung der Rohrstücke elektrisch schweissbare Muffen verwendet, können diese ebenfalls als Fixpunktstelle betrachtet werden, wenn sie genügend weit über die Rohrleitung vorstehen.
Da die thermoplastischen Kunststoffleitungen mittels Rohrschellen abgestützt werden, ist es bekannt, anstelle der erwähnten einfachen Fixpunktringe auch Zweifach-Ringe zu verwenden, d.h. Ringstücke mit zwei im Abstand angeordneten Ringpartien grösserer Wandstärke, wobei die Rohrschelle spielfrei zwischen diesen beiden Ringpartien angeordnet ist.
Es ist auch möglich, aus Formstücken, z.B. Bogen oder Abzweigungen, mit grösserer Wandstärke auszubilden und sie als Fixpunktstellen zu benützen.
Die Verwendung von Ringstücken mit Ringpartien grösserer Wandstärke als Fixpunktringe, welche in bestimmten Abständen in die Rohrleitung eingeschweisst werden, ist verhältnismässig aufwendig. da zusätzliche Schweissverbindungen erforderlich sind. Zudem erfordern diese Fixpunktringe eine genaue Übereinstimmung mit der Lage der vormontierten Rohrschellen, was sehr schwierig einzuhalten ist.
Aus diesem Grunde sind anstelle der eingeschweissten Fixpunktringe auch elektrisch, schweissbare Muffen eingesetzt worden. Diese werden über das zu verlegende Rohr geschoben. Wird dann das Rohr in die Rohrschelle eingelegt, kann die Muffe an die Rohrschelle herangeschoben und dann mit dem Rohr verschweisst werden. Damit wird die erforderliche Übereinstimmung zwischen Fixpunktring und Rohrschelle in verhältnismässig einfacher Weise erreicht. Allerdings ist nicht zu übersehen, dass die Verschiebbarkeit der Schweissmuffe erheblich erschwert sein kann, wenn die Rohre der Rohrleitung Durchmesser aufweisen, die an der oberen Grenze der zulässigen Toleranz liegen oder verhältnismässig grosse Ovalitäten aufweisen.
In diesen Fällen ist das Verschieben der Schweissmuffen schwierig und nur mühsam durchführbar.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrundeliegt, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiter auszugestalten, dass die Vorteile der elektrisch schweissbaren Muffe erhalten bleiben und trotzdem ein leichtes Positionieren der Fixpunktringe auch bei Rohrleitungen mit grossen Durchmessertoleranzen und grossen Ovalitäten erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Ring, dessen der Rohrleitung zugewandte Verbindungsfläche mit einer Wicklung aus einem Widerstandsheizdraht belegt ist, mit seinen zwei, durch einen Zwischenraum getrennten Enden um den Aussenumfang der Rohrleitung gelegt und durch Spannmittel gespannt wird, worauf in der Wicklung mittels Zufuhr elektrischer Energie Wärme erzeugt und damit der Fixpunktring mit der Rohrleitung fest verschweisst wird. Dadurch wird erreicht, dass der so verschweisste Ring in gleicher Weise wie eine geschlossene, elektrisch schweissbare Muffe als Fixpunktring eingesetzt werden kann und hierbei sogar bessere Schweissergebnisse liefern kann, da der geteilte Fixpunktring während des Schweissens auf den Aussenumfang der Rohrleitung gepresst werden kann.
Die Erfindung umfasst auch einen Fixpunktring, mit dem die Aufgabe gelöst wird, das erfindungsgemässe Verfahren optimal durchzuführen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Fixpunktring eine etwas kleinere Länge als der Aussenumfang der Rohrleitung und ein rechteckförmiges Profil aufweist, auf dessen der Rohrleitung zugewandten Verbindungsfläche eine Wicklung aus einem Widerstandsheizdraht mit auf der entgegengesetzten Seite angeordneten Anschlussstellen angeordnet ist, wobei an den Enden des Fixpunktringes Greifprofile oder -Nocken zum Ansetzen eines Spannwerkzeuges vorgesehen sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1-5 die Fixpunkttechnik bei Kunststoffleitungen nach dem Stand der Technik, wobei
Fig. 1 ein als Fixpunkt ausgebildetes Formstück,
Fig. 2 eine Rohrabzweigung, bei welcher beidseits Fixpunktringe eingeschweisst sind,
Fig. 3 einen einfachen Fixpunktring,
Fig. 4 einen zweifachen Fixpunktring zum Einschweissen in eine Rohrleitung und
Fig. 5 einen zweifachen Fixpunktring mit einer Rohrschelle zur Abstützung einer Rohrleitung darstellt,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Fixpunktringes nach der Erfindung,
Fig. 7 einen Schnitt des Fixpunktringes nach Fig. 6 längs der Linie VII-VII,
Fig. 8 eine Draufsicht eines teilweise dargestellten weiteren Fixpunktringes,
Fig. 9 einen Schnitt des Fixpunktrings nach Fig. 8 längs der Linie IX-IX,
Fig.
10 einen weiteren Fixpunktring in teilweiser, räumlicher Darstellung.
Fig. 11 einen Längsschnitt des Fixpunktringes nach Fig. 10,
Fig. 12 einen Querschnitt des Fixpunktringes nach Fig. 10 und
Fig. 13 eine Seitenansicht eines Fixpunktringes mit angesetztem Spannwerkzeug.
Fig. 1-5 zeigen den Stand der Technik auf dem Gebiet der Fixpunkttechnik bei thermoplastischen, schweissbaren Kunststoffrohrleitungen. In Fig. 1 ist ein als Abzweigstück ausgebildetes Formstück dargestellt, das zwei Rohrleitungen 2 miteinander verbindet. Das Abzweigstück 1 und die Rohrleitungen 2 sind in einer Umhüllung, beispielsweise in einem Betonbett oder einem Mauerwerk, eingebettet. Das Abzweigstück weist Schultern 4 auf, mit denen es sich in der Umhüllung 3 abstützen kann, um dadurch von den Rohrleitungen 2 ausgeübte Zug- oder Druckkräfte aufzunehmen.
In Fig. 2 ist eine Rohrabzweigung 6 dargestellt, von der ein Rohrstutzen 7 abzweigt. Im Hinblick darauf, dass die Rohrabzweigung 6 nicht verstärkt ist, werden beidseits derselben Einfach-Fixpunktringe 8 in die Rohrleitung 5 eingeschweisst. Der Einfach-Fixpunktring 8 ist in vergrössertem Massstab in Fig. 3 dargestellt und setzt sich aus einem Rohrstück 9 und einem damit integrierten, als Schulter ausgebildeten Ringpartie 10 zusammen. Die Ringpartie 10 jedes Fixpunktringes 8 stützt sich an dem die Rohrleitung 5 umgebenden Material ab. Der Rohrstutzen 7 ist mittels einer Flanschverbindung 11 mit einer Abzweigrohrleitung 12 verbunden. In der Rohrleitung 5 ist eine Aushalsung 13 angeformt, mit welcher der Rohrstutzen 4 verschweisst ist.
In Fig. 5 ist eine Aufhängung einer Rohrleitung 5 dargestellt, in welche ein Zweifach-Fixpunktring 14 eingeschweisst ist. Ein solcher Zweifach-Fixpunktring 14 ist in Fig. 4 dargestellt und setzt sich aus einem Rohrstück 15 und zwei daran integrierten, als Schultern ausgebildeten Ringpartien 16 zusammen. Die zwischen den beiden Ringpartien 16 gebildete Rille dient, z.B. der Aufnahme einer Rohrschelle 18 mit Hilfe welcher die Rohrleitung 5 an der Aufhängung befestigt ist.
Die in den Figuren 1-5 beschriebenen Beispiele der Anwendung von Fixpunkt-Formstücken und -Ringen stellen grundsätzlich eine bewährte Technik dar, jedoch weist sie den Nachteil auf, dass sie aufwendig ist. Die durch das Einschweissen der Fixpunktringe 8, 14 in die Rohrleitung 5 entstehenden Schweissnähte enthalten wie alle Schweissnähte die Möglichkeit einer Undichtheit. Je weniger Schweissnähte desto weniger Störungen sind zu erwarten. Schweissnähte werden aber durch den Fixpunktring nach der Erfindung vermieden.
Der in Fig. 6 und 7 dargestellte erfindungsgemässe Fixpunktring 21 weist als besonderes Merkmal keinen endlosen Ring auf, sondern der um die Rohrleitung 5 gelegte Ring bildet mit seinen beiden Enden 22, 23 einen Spalt 24. An der gegen die Oberfläche der Rohrleitung 5 gerichteten Verbindungsfläche 25 ist eine Wicklung 26 aus einem Widerstandsheizdraht angeordnet, mit der der Fixpunktring 21 mit der Rohrleitung 5 verschweisst wird. Die Wicklung 26 weist zwei auf der Aussenseite des Fixpunktringes 21 angebrachte Anschlussstellen 28 auf, mit welchen die Wicklung 26 an eine Stromquelle angeschlossen werden kann.
In Fig. 8 und 9 ist ein weiterer Fixpunktring 30 dargestellt, der sich gegenüber dem Fixpunktring 21 nach Fig. 6 und 7 dadurch unterscheidet, dass an den beiden Stirnflächen des Fixpunktringes 30 eine nach aussen vorstehende Schulter 31 angeformt ist.
Die zwischen den Schultern 31 gebildete Rille 32 kann zur Aufnahme einer Rohrschelle verwendet werden.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, sind in den Schultern 31 axial verlaufende Nuten 33 eingearbeitet. Mit den Nuten 33 wird der Fixpunktring 21 flexibler und kann leicht um die Rohrleitung 5 gelegt werden.
In Fig. 10 und 11 ist das eine Ende 22 des Fixpunktringes 21 detailliert dargestellt. Die Wicklung 26 ist in Schlingen 35 verlegt und weist an beiden Enden 22, 23 Umkehrstellen 36 auf, die in einem Freiraum 37 liegen. Treten durch Temperatureinflüsse Längenänderungen in den Schlingen 35 auf, können diese im Freiraum 36 kompensiert werden. Das Ende der Wicklung mündet in die Anschlussstelle 28 in Form eines Steckkontaktes 38 an den die Anschlussbuchse der elektrischen Stromquelle angeschlossen werden kann.
Aus Fig. 11 sind zudem die Nuten 33 ersichtlich, die sich axial erstrecken und eine bessere Flexibilität des Fixpunktringes 21 gewährleisten. In Fig. 11 sind zudem Schweissindikatoren 39 angedeutet, die der Kontrolle der Schweissqualität dienen, siehe z.B. US-PS 4 117 311.
Aus Fig. 12 ist die Anordnung der Schlingen 35 der Wicklung 26 dargestellt. An der Verbindungsfläche 25 sind schwalbenschwanzähnliche Rillen 40 eingearbeitet, in die die Schlingen 35 eingelegt und darin gehalten werden. Als Widerstandheizdraht kann ein von einem thermoplastischen Kunststoff ummantelter Widerstandsheizdraht verwendet werden.
Die beschriebenen Fixpunktringe 21, 30 können, insbesondere, wenn sie die zusätzlichen axialen Nuten 33 aufweisen, leicht am Umfang der Rohrleitung 5 angelegt werden. Für eine einwandfreie Schweissverbindung mit der Rohrleitung 8 ist es jedoch erforderlich, während der Schweissung die Fixpunktringe 21, 30 fest auf die Oberfläche der Rohrleitung 5 zu pressen. Fig. 13 zeigt, wie dies erreicht wird. An den Enden 22, 23 sind als Greifprofile 41 ausgebildete Vertiefungen angeordnet, in die die Arme 42, 43 eines Spannwerkzeuges 44 eingesetzt sind. Der Arm 43 ist an einem Gewindebolzen 45 angeordnet, auf welchem der andere Arm 42 verschiebbar geführt ist. Durch eine Flügelmutter 46 kann über eine Feder 47 der Arm 42 gegen den Arm 43 verschoben werden, wodurch der Fixpunktring 21, 30 auf die Rohrleitung 5 gespannt wird. Nun kann die Schweissung durchgeführt werden.
Das Spannwerkzeug 44 kann dann entfernt werden, wenn die Schweissung abgekühlt ist.
Mit den beschriebenen Fixpunktringen 21, 30 können einwandfreie Schweissungen vorgenommen werden, da sie im Gegensatz zu den bekannten endlosen Fixpunktringen gespannt werden können. Sie weisen zudem den Vorteil auf, dass sie leicht auf der Rohrleitung 5 verschoben werden können, bis sie an der gewünschten Stelle festgespannt werden. Wegen ihrer besonderen Ausbildung ist es nicht erforderlich, die Fixpunktringe 21, 30 schon während des Zusmmenbaus der Rohrleitung 5 aufzuschieben bzw. einzuschweissen.
The invention relates to a method for inserting fixed-point rings made of a thermoplastic, weldable plastic into a pipeline made of a thermoplastic, weldable plastic for receiving tensile and compressive stresses occurring in the pipeline and for dissipating them to a structure, in which the profile of the pipeline protruding rings are connected to the pipeline.
When laying thermoplastic, weldable pipelines, it is known to insert fixed-point rings into the pipeline at certain intervals. These are pieces of pipe which have approximately the wall thickness of the pipeline, but additionally have a ring section with a greater wall thickness and thereby protrude beyond the profile of the pipeline. These ring pieces are welded together with the pipe pieces when the pipeline is laid. Since the pipes are embedded in a concrete shell, the fixed point rings are supported in the concrete when tensile or compressive stresses occur, thereby preventing the pipe from moving.
If electrically weldable sleeves are used for the connection of the pipe sections, they can also be considered as a fixed point if they protrude sufficiently far over the pipeline.
Since the thermoplastic plastic lines are supported by means of pipe clamps, it is known to use double rings instead of the simple fixed-point rings mentioned, i.e. Ring pieces with two spaced ring sections of greater wall thickness, the pipe clamp being arranged without play between these two ring sections.
It is also possible to use fittings, e.g. Form arches or branches with greater wall thickness and use them as fixed points.
The use of ring pieces with ring sections of greater wall thickness than fixed point rings, which are welded into the pipeline at certain intervals, is relatively complex. because additional welded connections are required. In addition, these fixed point rings require an exact match with the position of the pre-assembled pipe clamps, which is very difficult to maintain.
For this reason, electrical, weldable sleeves have been used instead of the welded fixed-point rings. These are pushed over the pipe to be laid. If the pipe is then inserted into the pipe clamp, the sleeve can be pushed onto the pipe clamp and then welded to the pipe. The required correspondence between the fixed point ring and the pipe clamp is thus achieved in a relatively simple manner. However, it cannot be overlooked that the movability of the welding sleeve can be considerably more difficult if the pipes of the pipeline have diameters that are at the upper limit of the permissible tolerance or have relatively large ovalities.
In these cases, moving the welding sleeves is difficult and difficult to carry out.
This is where the invention comes in, which is based on the object of further developing a method of the type described at the outset in such a way that the advantages of the electrically weldable sleeve are retained and nevertheless easy positioning of the fixed-point rings is achieved even with pipes with large diameter tolerances and large ovalities.
This object is achieved according to the invention in that a ring, the connecting surface facing the pipe is covered with a winding made of a resistance heating wire, with its two ends separated by a space around the outer circumference of the pipe and tensioned by clamping means, whereupon in generates heat to the winding by supplying electrical energy and thus the fixed point ring is firmly welded to the pipeline. This means that the welded ring can be used as a fixed-point ring in the same way as a closed, electrically weldable sleeve and can even deliver better welding results, since the split fixed-point ring can be pressed onto the outer circumference of the pipeline during welding.
The invention also includes a fixed point ring with which the object is achieved of optimally carrying out the method according to the invention. This object is achieved according to the invention in that the fixed point ring has a somewhat smaller length than the outer circumference of the pipeline and a rectangular profile, on the connecting surface facing the pipeline, a winding made of a resistance heating wire is arranged with connection points arranged on the opposite side, whereby on the ends of the fixed point ring gripping profiles or cams are provided for attaching a clamping tool.
Embodiments of the invention are shown in the drawing and described below. Show it:
Fig. 1-5 the fixed point technology in plastic lines according to the prior art, wherein
1 is a shaped part designed as a fixed point,
2 shows a pipe branch in which fixed-point rings are welded on both sides,
3 shows a simple fixed point ring,
Fig. 4 shows a double fixed-point ring for welding into a pipe and
5 shows a double fixed-point ring with a pipe clamp for supporting a pipeline,
6 is a side view of a fixed point ring according to the invention,
7 shows a section of the fixed point ring according to FIG. 6 along the line VII-VII,
8 is a plan view of a further fixed point ring partially shown,
9 shows a section of the fixed point ring according to FIG. 8 along the line IX-IX,
Fig.
10 a further fixed point ring in partial, spatial representation.
11 shows a longitudinal section of the fixed point ring according to FIG. 10,
Fig. 12 shows a cross section of the fixed point ring according to Fig. 10 and
Fig. 13 is a side view of a fixed point ring with attached clamping tool.
1-5 show the state of the art in the field of fixed point technology for thermoplastic, weldable plastic pipelines. 1 shows a shaped piece designed as a branch piece, which connects two pipes 2 to one another. The branch piece 1 and the pipes 2 are embedded in a covering, for example in a concrete bed or masonry. The branch piece has shoulders 4 with which it can be supported in the casing 3 in order to absorb tensile or compressive forces exerted by the pipelines 2.
In Fig. 2, a pipe branch 6 is shown, from which a pipe socket 7 branches. In view of the fact that the pipe branch 6 is not reinforced, the same single fixed-point rings 8 are welded into the pipe 5 on both sides. The single fixed-point ring 8 is shown on an enlarged scale in FIG. 3 and is composed of a tube piece 9 and an annular part 10 which is integrated with it and is designed as a shoulder. The ring section 10 of each fixed point ring 8 is supported on the material surrounding the pipeline 5. The pipe socket 7 is connected to a branch pipe 12 by means of a flange connection 11. A neck 13 is formed in the pipe 5, with which the pipe socket 4 is welded.
In Fig. 5 a suspension of a pipeline 5 is shown, in which a double fixed-point ring 14 is welded. Such a double fixed-point ring 14 is shown in FIG. 4 and is composed of a tube piece 15 and two ring parts 16 integrated thereon and designed as shoulders. The groove formed between the two ring parts 16 serves, e.g. the inclusion of a pipe clamp 18 with the help of which the pipe 5 is fastened to the suspension.
The examples of the use of fixed point fittings and rings described in FIGS. 1-5 basically represent a proven technique, but it has the disadvantage that it is complex. The weld seams created by welding the fixed point rings 8, 14 into the pipeline 5, like all weld seams, contain the possibility of a leak. The fewer weld seams the fewer disturbances are to be expected. But welds are avoided by the fixed point ring according to the invention.
As a special feature, the fixed point ring 21 according to the invention shown in FIGS. 6 and 7 does not have an endless ring, but rather the ring placed around the pipe 5 forms a gap 24 with its two ends 22, 23 on the connecting surface directed against the surface of the pipe 5 25 is a winding 26 made of a resistance heating wire, with which the fixed point ring 21 is welded to the pipeline 5. The winding 26 has two connection points 28 attached to the outside of the fixed point ring 21, by means of which the winding 26 can be connected to a power source.
8 and 9 show a further fixed point ring 30 which differs from the fixed point ring 21 according to FIGS. 6 and 7 in that a shoulder 31 projecting outwards is formed on the two end faces of the fixed point ring 30.
The groove 32 formed between the shoulders 31 can be used to hold a pipe clamp.
As can be seen from FIG. 8, axially extending grooves 33 are machined in the shoulders 31. With the grooves 33, the fixed point ring 21 becomes more flexible and can easily be placed around the pipeline 5.
10 and 11, one end 22 of the fixed point ring 21 is shown in detail. The winding 26 is laid in loops 35 and has reversal points 36 at both ends 22, 23 which lie in a free space 37. If changes in length occur in the loops 35 due to temperature influences, these can be compensated for in the free space 36. The end of the winding opens into the connection point 28 in the form of a plug contact 38 to which the connection socket of the electrical power source can be connected.
11 also shows the grooves 33, which extend axially and ensure better flexibility of the fixed-point ring 21. In Fig. 11 welding indicators 39 are also indicated, which serve to control the welding quality, see e.g. U.S. Patent 4,117,311.
The arrangement of the loops 35 of the winding 26 is shown in FIG. Dovetail-like grooves 40 are incorporated into the connecting surface 25, in which the loops 35 are inserted and held therein. A resistance heating wire coated with a thermoplastic can be used as the resistance heating wire.
The fixed-point rings 21, 30 described can, particularly if they have the additional axial grooves 33, be easily placed on the circumference of the pipeline 5. For a perfect weld connection to the pipeline 8, however, it is necessary to press the fixed-point rings 21, 30 firmly onto the surface of the pipeline 5 during the welding. Figure 13 shows how this is achieved. At the ends 22, 23, recesses formed as gripping profiles 41 are arranged, into which the arms 42, 43 of a clamping tool 44 are inserted. The arm 43 is arranged on a threaded bolt 45 on which the other arm 42 is guided. A wing nut 46 can be used to move the arm 42 against the arm 43 via a spring 47, as a result of which the fixed-point ring 21, 30 is tensioned on the pipeline 5. Now the welding can be carried out.
The clamping tool 44 can then be removed when the weld has cooled.
With the described fixed point rings 21, 30, flawless welds can be carried out since, in contrast to the known endless fixed point rings, they can be tensioned. They also have the advantage that they can be easily moved on the pipeline 5 until they are clamped at the desired location. Because of their special training, it is not necessary to slide on or weld in the fixed point rings 21, 30 during the assembly of the pipeline 5.