CH690990A5

CH690990A5 - Verfahren, Heizmatte und Manschette zum Verbinden von Kunststoffrohren.

Info

Publication number: CH690990A5
Application number: CH00468/96A
Authority: CH
Inventors: Lars Bunger; Hubert Indlekofer
Original assignee: Fischer Georg Rohrleitung
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 2001-03-30
Also published as: DE19705327C2; DE19705327A1

Description

Die Verbindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Kunststoffrohren durch elektrothermisches Schweissen. Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Heizmatte sowie eine Manschette.

Zum Verbinden von Kunststoffrohren aus thermoplastischen Werkstoffen sind so genannte Elektro-Schweissmuffen bekannt. Zum teilweisen Aufschmelzen und Verschweissen der zu verbindenden Teile ist im Bereich der Innenwand eines hülsenförmigen Muffenkörpers ein elektrischer Widerstandsheizdraht in Form einer Wicklung angeordnet, in welchem durch Zufuhr von elektrischer Energie eine dosierte, zum Verbinden der Teile ausreichende Wärmemenge erzeugt wird. Elektro-Schweissmuffen werden gewickelt und gespritzt und sind deshalb wegen ihrer aufwändigen Herstelltechnik verhältnismässig teuer. Hinzu kommt, dass für jede Rohrdimension eine entsprechend dimensionierte Schweissmuffe hergestellt werden muss. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Wandstärke der Elektro-Schweissmuffe relativ dick ist, was bei Relining-Projekten, d.h.

Einziehen von neuen Rohren in bestehende Rohrnetze, zu Problemen führt. Die neuen Rohre können nicht so dimenisioniert werden, dass der Aussendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des alten Rohres, da die Elektro-Schweissmuffe sehr stark aufbaut.

Angesichts dieser Gegebenheiten stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem insbesondere für den Abwasserbereich und andere Niederdruck-Anwendungen eingesetzte Kunststoffrohre kostengünstig miteinander verschweisst werden können. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Herstellung einer zugfesten Rohrverbindung.

Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass eine die Stossstelle der zu verbindenden Rohre überdeckende und sich über den gesamten Rohrumfang erstreckende Heizmatte während des Schweissens von einer lösbaren, wärmebeständigen Manschette umfasst und fixiert wird. Das erfindungsgemässe Verfahren soll die Verbindung derart gestalten, dass der Aussendurchmesser nur geringfügig erhöht wird.

Mit der Verwendung einer Heizmatte und einer von dieser unabhängigen Manschette anstelle einer Elektro-Schweissmuffe ergibt sich ein überaus einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer fluiddichten Rohrverbindung, wobei die mit den Rohren verschweisste Heizmatte als Dichtring wirkt. Zudem können mit diesem Verfahren Rohrtoleranzen ausgeglichen werden.

Die üblicherweise als aufgerolltes Band vorliegende Heizmatte kann direkt vor Ort entsprechend der Dimension der zu verbindenden Rohre zugeschnitten werden. Da die lösbare Manschette wieder verwendet werden kann, ist für jede Rohrdimension lediglich ein Manschettensatz erforderlich.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Heizmatte gemäss Patentanspruch 2 besteht aus einem Heizleiter mit einer Ummantelung aus Kunststoff mit mäanderförmig angeordneten, seitlich aneinander liegenden Windungen, wobei die Windungen im Wesentlichen in Längsrichtung der Rohre verlaufen. Durch diese axiale Anordnung der Windungen bleibt die Heizmatte kompressibel und lässt sich demzufolge mit der Manschette in optimaler Weise an die Rohroberfläche anlegen. Aus der axialen Anordnung der Heizleiter ergibt sich eine ausgezeichnete Zugfestigkeit in der Rohrlängsrichtung.

Bevorzugt besteht die Heizmatte aus zwei im Wesentlichen gleich grossen, elektrisch parallel geschalteten Teilstücken. Durch diese Parallelwicklung ergibt sich ein geringerer elektrischer Widerstand, was eine entsprechend niedrigere Schweissspannung erforderlich macht, wodurch auch grosse Rohrdimensionen mit handelsüblichen Schweissgeräten verschweissbar sind.

Zweckmässigerweise ist die Heizmatte zu einem ringförmigen Band geformt, dessen Innendurchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser der zu verschweissenden Rohre entspricht.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Manschette gemäss Patentanspruch 5 weist axiale Halbschalen, in der Art einer Isolierbride, mit ringförmiger Nut zur Aufnahme der Heizmatte auf. Zur Fixierung der zu verbindenden Rohre sowie der Heizmatte während des Schweissens kann die Manschette zusätzlich von einem lösbaren Fixierband, insbesondere von einer Bride, umfasst sein.

Unter Kunststoffrohren werden hier auch alle im Rohrleitungsbau verwendeten Elemente verstanden, die einen Rohranschluss aufweisen. Die Ummantelung des Heizleiters der Heizmatte und die mit dieser zu verschweissenden Rohrleitungsteile sind aus dem gleichen oder einem ähnlichen bzw. verwandten Kunststoff gefertigt. Geeignete Kunststoffe sind u.a. PVDF, PFA, PE, PB und PP.

Der Heizleiter kann als Widerstandsheizdraht aus beispielsweise Kupfer, Edelstahl, Silber oder auch aus elektrisch leitendem Kunststoff bestehen.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere zur Verbindung von Rohren mit glatter Oberfläche geeignet, lässt sich aber auch einsetzen zum Verschweissen von Rohren mit profilierter Wandung.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Abwicklung einer Heizmatte;
Fig. 2 die Heizmatte von Fig. 1 im gebrauchsfertigen Zustand;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Rohranordnung mit aufgelegter Heizmatte und aufgesetzter Manschette;
Fig. 4a, b einen Querschnitt durch ein Rohr mit aufgesetzter Heizmatte vor und nach der Schweissung;
Fig. 5a, b, c unterschiedliche Ausführungsformen von Heizmatten im Querschnitt.

Eine in Fig. 1 dargestellte Heizmatte 10 weist einen elektrischen Widerstandsdraht oder Heizleiter 12 mit einer Ummantelung 14 aus einem schweissbaren thermoplastischen Kunststoff auf. Der Heizleiter 12 ist mit mäanderförmig angeordneten, seitlich aneinander liegenden Windungen 16 zu einem Band der Breite b, die der Länge der einzelnen Windungen 16 entspricht, geformt. Die bandförmige Heizmatte 10 ist aus zwei Teilstücken A, B zusammengesetzt, wobei die beiden Heizleiterenden 18a, 20a des Teilstückes A mit den beiden Heizleiterenden 18b, 20b des Teilstückes B zu je einem gemeinsamen elektrischen Anschluss 18, 20 zusammengeführt sind. Die Teilstücke A, B der bandförmigen Heizmatte 10 sind damit elektrisch parallel geschaltet.

In Fig. 2 ist die in Fig. 1 flach liegende Heizmatte 10 zu einem ringförmig geschlossenen Band mit einander diametral gegenüberliegenden elektrischen Anschlüssen 18, 20 geformt. Der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, dass die Heizmatte 10 üblicherweise als langes Band aufgerollt ist und erst im Bedarfsfall auf die gewünschte Länge geschnitten wird.

In Fig. 3 ist eine zu einem ringförmigen Band geformte Heizmatte 10 über eine Stossstelle 26 zweier stumpf aneinander liegender Rohre 22, 24 aus einem schweissbaren, thermoplastischen Kunststoff gestülpt. Eine aus zwei axialen Halbschalen zusammengesetzte Manschette 28, 29 aus einem wärmebeständigen Kunststoff, z.B. aus Teflon, ist ringförmig um die beiden aneinander stossenden Rohre 22, 24 sowie die deren Stossstelle überdeckende Heizmatte 10 gelegt. Hierbei sitzt die Heizmatte 10 in einer an der Innenseite der Manschette 28, 29 angeordneten Ringnut 30, deren Querschnittsdimension dem Querschnitt der bandförmigen Heizmatte 10 angepasst ist. Die elektrischen Anschlüsse 18, 20 sind über Quernuten 32 seitlich aus der Manschette 28, 29 herausgeführt.

Während des Schweissvorgangs wird die Manschette zur Fixierung der beiden Rohre 22, 24 sowie zur Aufrechterhaltung eines gewissen Druckes auf die Heizmatte 10 von einer abnehmbaren Bride 34 bzw. einem anderen lösbaren Fixierband fixiert. Nach erfolgter Schweissung wird die Bride 34 gelöst und die Manschette 28, 29 entfernt.

Fig. 4a zeigt die auf die Rohre 22, 24 aufgelegte Heizmatte 10 vor der Schweissung. Der Heizleiter 12 mit der Ummantelung 14 liegt in Form diskreter Windungen 16 vor. Nach der Schweissung verschmelzen die einzelnen Ummantelungen 14 zu einem dichten, mit der darunter liegenden Rohroberfläche verschweissten Band (Fig. 4b).

In den Fig. 5a, b, c sind Querschnitte von Heizmatten 10 mit möglichen Ausbildungsformen von Heizleiter-Ummantelungen 14 dargestellt.

Die Stossflächen 26 können verschiedene Konfigurationen aufweisen, die beispielsweise in Fig. 6 dargestellt sind.

Die Abschrägungen 26a dienen dazu, das beim Schweissvorgang verdrängte Material aufzunehmen bzw. aufzufangen.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden von Kunststoffrohren durch elektrothermisches Schweissen, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Stossstelle (26) der zu verbindenden Rohre (22, 24) überdeckende und sich über den gesamten Rohrumfang erstreckende Heizmatte (10) während des Schweissens von einem lösbaren, wärmebeständigen und isolierenden Drucksystem (28, 29) umfasst und fixiert wird.

2. Heizmatte zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Heizleiter (12) mit einer Ummantelung (14) aus Kunststoff mit mäanderförmig angeordneten, seitlich aneinander liegenden Windungen (16) besteht, wobei die Windungen (16) im Wesentlichen in Längsrichtung (x) der Rohre (22, 24) verlaufen.

3.

Heizmatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei im Wesentlichen gleich grossen, elektrisch parallel geschalteten Teilstücken (A, B) besteht.

4. Heizmatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zu einem ringförmigen Band geformt ist, dessen Innendurchmesser (d) im Wesentlichen dem Durchmesser (D) der zu verschweissenden Rohre (22, 24) entspricht.

5. Manschette zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem axiale Halbschalen mit ringförmiger Nut (30) zur Aufnahme der Heizmatte (10) aufweist.

6. Manschette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Halbschalen (28, 29) von einem lösbaren Fixierband in der Art einer Bride (34), umfasst sind.

7.

Manschette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen zur Fixierung mit einem Schnellverschlusssystem ausgerüstet sind.

8. Manschette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnellverschlusssystem mit einem Nachdrucksystem ausgestattet ist, das als Nachdruck wirksam ist, wenn die Isolation während des Schweissvorganges schmilzt.