DD231542B1 - Verfahren und vorrichtung zur regulierung des warmluftstromes bei der erwaermung von kunststoffrohrendabschnitten - Google Patents

Description

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Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung des Warmluftstromes bei der Erwärmung von Kunststoffrohrendabschnitten, die anschließend zu Muffen oder zu Muffen mit Sicken verformt werden und die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Erwärmung von thermoplastischen Kunststoffrohrendabschnitten, die anschließend zu Muffen verformt werden, sind bereits verschiedene Lösungen bekannt.

In dem DE-GM 7208597 ist eine Aufheizvorrichtung beschrieben, die eine drehbar gelagerte Trommel aufweist, in der Infrarotheizelemente angeordnet sind. An einer Stirnseite dieser Vorrichtung befindet sich eine Öffnung zum Einführen der Kunststoffrohre.

Aus der DE-AS 2536306 ist ein Anwärmofen für das zu muffende Ende eines thermoplastischen Kunststoffrohres beschrieben.

Dieser besteht aus einem mit Luftleitkanälen versehenen topfähnlichen Gehäuse zur Aufnahme des Endabschnittes des Rohres zwischen zwei mit Abstand zu dem Endabschnitt in axialer Richtung zu dem Rohr verlaufenden Wänden, einem Ventilator zum Umwälzen der Luft und Infrarotheizkörpern, die an den dem Endabschnitt zugeordneten Flächen der Wände angeordnet sind.

Diese Lösung soll ein vollkommen gleichmäßiges, materialschonendes und wirtschaftliches Erwärmen der Rohrenden ermöglichen.

Aus der DE-AS 2452179 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Endabschnittes eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff bekannt. Um ein vollkommen gleichmäßiges, werkstoffschonendes und wirtschaftliches Erwärmen zu ermöglichen, ist in einem Gehäuse koaxial ein mit Abstand zu dem Gehäuse und zu dem Rohr verlaufendes topfförmiges Zwischengehäuse angeordnet, an dessen der Stirnseite des Rohres zugeordneten Beden der als Ausstülpung des Bodens ausgebildete Dorn angeordnet ist, der an seinem von dem Boden weggerichteten Endabschnitt verstellbare Lüftungsschlitze aufweist und der an seinem dem Endabstand zugeordneten Ende über eine Dichtscheibe an der Innenwand des Rohres dicht anliegt. Die erwärmte Luft ist mittels eines in Längsrichtung des Rohres und in Abstand von diesem angeordneten antreibbaren Ventilatorflügelrads umwälzbar. Die Dichtscheiben, von denen die eine an der Innenseite des Rohres und die andere an der Außenseite des Rohres angeordnet ist, bewirken, daß keine erwärmte Luft verlorengeht und der Kreislauf in sich geschlossen bleibt.

Aus der Praxis sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Luft mittels einer elektrischen Energiequelle erwärmt wird und die Luft zur Erhöhung des Wärmeflusses in Turbulenz versetzt wird.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Verfahren und Vorrichtungen besteht darin, daß der gesamte umzuformende Bereich des Rohrendes einer gleich starken Wärmebehandlung ausgesetzt wird und auf die während des Muffenbildungsprozesses keine ausreichende Berücksichtigung genommen wird. Es kommt zu Querstauchungen in den zu verformenden Bereichen, die zu einer Qualitätsminderung führen. Dies tritt insbesondere bei kompliziert gestalteten Muffen auf, die folglich in dem zu bildenden Leitungsverbund eine Schwachstelle sind. Eine gezielte unterschiedliche Erwärmung von einzelnen Rohrabschnitten kann mit den bekannten Lösungen nicht erreicht werden. Ein weiterer Nachteil, vor allem bei dünnwandigen Rohren, ist die geringe Eigenstabilität des Rohrendes während des Erwärmungsvorganges. Oft bilden sich Einfallstellen, die eine qualitätsgerechte Muffenformung unmöglich machen. Das Rohrende muß abgetrennt und der Sekundärmaterialaufbereitung zugeführt werden.

In der Praxis wird bei Muffenherstellung für dünnwandige Rohre versucht, durch Anlegen eines Vakuums während des Erwärmungsprozesses Einfallstellen zu verhindern. Dies erfordert jedoch einen hohen zusätzlichen Aufwand und die dabei in der Aufheizphase eintretende teilweise Verformung durch das Vakuum muß bei der weiteren Muffenbildung entsprechend berücksichtigt werden.

Aus der DE-OS 3131 638 ist eine Dichtung bekannt, die im wesentlichen U-förmig ausgeführt ist und mit ihren Schenkeln im Kolben oder im Zylinder festgelegt ist, wobei im Bereich des Steges der Dichtung im Kolben bzw. im Zylinder ein Ringraüm vorgesehen ist, der mit einem Druckmittel beaufschlagt werden kann. Dadurch ist es möglich, daß bei einer. Druckbeaufschlagung die Dichtungen in Abhängigkeit von der Größe des aufgebrachten Druckes mehr oder weniger stark gegen die Abdichtfläche gepreßt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Aufwand zu senken, die Qualität der Muffen zu verbessern, den Ausschuß zu verringern und die Fertigungsstabilität zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Regulierung des Warmluftstroms bei der Erwärmung von Kunststoffrohrendabschnitten zu schaffen, das eine kontrollierbare, unterschiedliche Erwärmung einzelner Bereiche des thermoplastischen Kunststoffrohrendabschnittes ermöglicht und eine gleichzeitige Abstützung des Rohrendes während des Erwärmungsvorganges ohne zusätzlichen Aufwand. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei auf einem Einsatz mit variablem Abstand angeordnete an sich bekannte Dichtelemente in das Rohrinnere eingeschoben und an die Innenwand des Rohres gedrückt werden.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß an dem Einsatz zwei an sich bekannte Dichtelemente angeordnet sind. Die Dichtelemente sind an einem Dorn angeordnet, der mit einer Hülse verbunden ist, die an dem Einsatz befestigt ist. Die am Außenumfang des Rohres angeordneten Dichtelemente sind an einem Ring angeordnet, der an der Wand des Gehäuses befestigt ist oder mit einer Hülse verbunden ist, die an dem Einsatz oder der Wand des Gehäuses befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß der Erwärmungsvorgang für einzelne Bereiche des Rohrendabschnittes gezielt gesteuert werden kann. Bestimmte Bereiche des Rohrendes können jetzt intensiver erwärmt werden, so daß sich die erforderlichen Aufheizzeiten verkürzen. Dies führt zu einer Energieeinsparung und zu einer Steigerung der Arbeitsproduktivität. Außerdem werden Querstauchungen in dem zu verformenden Bereich vermieden und sogar sehr kompliziert gestaltete Muffenverbindungen können in ausgezeichneter Qualität hergestellt werden.

Von großem Vorteil ist, daß die sich im Inneren des Rohrendes befindenden Dichtelemente den Rohrbereich während der Aufheizphase stabilisieren. Zusätzliche Vorrichtungen, г. B. zum Anlegen eines Vakuums, können somit entfallen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Schnittdarstellung.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist folgender. Das zu erwärmende Rohrende wird in eine Heizeinrichtung bis zum Erreichen der gewünschten Einstecktiefe eingeschoben und mittels Warmluft auf die erforderliche Verformungstemperatur erwärmt. Vor dem Erwärmen werden zwei auf einem Einsatz mit variablem Abstand angeordnete Dichtelemente in das Rohrinnere eingeschoben und an die Innenwand des Rohres gedrückt. Zusätzlich sind noch Dichtelemente an der Außenseite des Rohres vorgesehen. Duch die mit variablem Abstand im Rohrinneren angeordneten Dichtelemente kann die Warmluftzuführung reguliert werden, so daß je nach der geometrischen Ausbildung der zu formenden Muffen einzelne Teilbereiche des Rohrendes unterschiedlich erwärmt werden können.

Die sich im Inneren des Rohrendes befindenden Dichtelemente stabilisieren den während des Erwärmungsvorganges in den thermoelastischen Zustand übergehenden Rohrabschnitt. Hat das Rohrende die erforderliche Verformungstemperatur erreicht, so wird es aus der Heizeinrichtung zurückgefahren und in an sich bekannter Weise gemufft.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuse 1, das an einer Stirnseite eine Öffnung 2 zum Einschieben des zu erwärmenden Rohrendes 3 hat. An der der Öffnung 2 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 sind Heizelemente 4 und ein Gebläse 5, die für die erforderliche Warmlufterzeugung sorgen, und ein axial verschiebbarer Einsatz 6 angeordnet. Dieser Einsatz 6 ist mit mehreren Öffnungen 7 zur Zirkulation der Warmluft versehen und hat Anschlüsse 8 für eine mit einem Druckmedium beaufschlagbare Leitung 9. An dem Einsatz 6 sind zwei in das Innere des Rohrendes 3einschiebbare Dichtelemente 10 befestigt, wobei die Dichtelemente 10 invariablem Abstand auf einer Hülse 11 angeordnet sind, die mit zwei Dornen 12 verbunden ist. Die Hülse 11 ist an dem Einsatz 6 befestigt. Die Dorne 12 haben an ihrem Außenumfang eine durch zwei Befestigungsringe 13 gehaltene flexible Manschette 14, die über einen am Umfang des Domes 12 eingearbeiteten Ringkanal 15, radiale und axiale Bohrungen 16,17 und eine durch die Hülse 11 führende Leitung 18 mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist. Zusätzlich ist noch ein Dichtelement 10 am Außenumfang des zu erwärmenden Rohrendes 3 angeordnet. Es besteht aus einer Hülse 19, die mit dem Einsatz 6 oder der Wand des Gehäuses 1 verbunden ist. An der Hülse 19 ist ein Ring 20 befestigt, der an seinem inneren Umfang eine durch zwei Befestigungsringe 21 gehaltene flexible Manschette 22 aufweist. Über einen am Innenumfang des Ringes 20 eingearbeiteten Ringkanal 23, eine radiale Bohrung 24 und eine Leitung 25 kann die flexible Manschette 22 mit einem Druckmedium beaufschlagt werden.

Zur Verbesserung der Warmluftzirkulation können die Hülsen 11,19 und der Ring 20 mit verstellbaren Öffnungen versehen

werden.

Der Ring 20 kann auch direkt an der Wand des Gehäuses 1 befestigt sein. Die flexiblen Manschetten 14,22 bestehen vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff und sind auswechselbar angeordnet.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende.

Nachdem das zu erwärmende Rohrende 3 durch die Öffnung 2 in das mittels Warmluft erwärmte Gehäuse 1 eingeschoben

wurde, wird ein Impuls ausgelöst, der das Öffnen der Ventile für das Druckmedium bewirkt. Dieses strömt durch die Leitungen 9, 18, 25 und die Bohrungen 16,17,24 und drückt einen Teil der flexiblen Manschette 14, 22 durch die zwischen den

Befestigungsringen 13,21 gebildete Aussparung an die Innen-bzw. die Außenwand des Rohrendes 3. Zwischen der flexiblen

Manschette und dem Rohr entsteht somit eine kraft- und formschlüssige Verbindung.

Durch die zwei im Inneren des Rohrendes angeordneten Dichtelemente werden Kammern gebildet, die unterschiedlich erwärmt werden können. So z. B. kann die Innenwand des Rohres schwächer erwärmt werden als die Außenwand. Hat das Rohrende die gewünschte Verformungstemperatur, so wird über einen Impuls das Rückströmen des Druckmediums veranlaßt und die

flexiblen Manschetten 14,22 gehen in ihre Ausgangslage zurück. Danach wird das Rohr aus dem Gehäuse herausgezogen und gemufft.

Durch eine getrennte Druckluftsteuerung für die einzelnen Dichtelemente ergeben sich verschiedene Varianten für eine gezielte unterschiedliche Erwärmung einzelner Bereiche des Rohrendes.

Claims (4)

1. Verfahren zur Regulierung des Warmluftstromes bei der Erwärmung von Kunststoffrohrendabschnitten, bei dem der zu erwärmende Abschnitt in eine Heizeinrichtung eingeschoben wird und auf die erforderliche Verformungstemperatur erwärmt wird, gekennzeichnet dadurch, daß zwei auf einem Einsatz mit variablem Abstand angeordnete an sich bekannte Dichtelemente in das Rohrinnere eingeschoben und an die Innenwand des Rohres gedrückt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem zylinderförmigen Gehäuse, das an einer Stirnseite eine Öffnung zum Einschieben des zu erwärmenden Rohres aufweist und mit einer Heizeinrichtung sowie einem Luftgebläse ausgerüstet ist und mit Luft beaufschlagbare Dichtelemente aufweist und an der anderen Stirnseite durch einen axial verschiebbaren Einsatz begrenzt ist, der mehrere Öffnungen zur Luftzirkulation und einen Anschluß für eine mit Druckmedium beaufschlagbare Leitung aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß an den Einsatz (6) zwei an sich bekannte Dichtelemente (10) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Dichtelemente (10) an einem Dorn (12) angeordnet sind, der mit einer Hülse (11) verbunden ist, die am Einsatz (6) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß Dichtelemente (10') an einem Ring (20) angeordnet sind, der an der Wand des Gehäuses (1) befestigt ist oder mit einer Hülse (19) verbunden ist, die an dem Einsatz (6) oder der Wand des Gehäuses (1) befestigt ist.