DE10255201B3 - Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre - Google Patents

Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel, der eine federnde Druckplatte, eine mit der Druckplatte unter Zwischenschaltung von Federelementen in Verbindung stehende Zugplatte und eine an der Zugplatte angreifende Druckstange aufweist, an derem der Zugplatte abgewandten Ende ein Endstück zur Aufnahme eines Druckwerkzeuges ansetzbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre.
  • Im Stand der Technik sind Elektroschweißverbindungen für das Verschweißen von Rohren oder Sätteln bekannt, bei denen die Heizwicklung in einer Ebene angeordnet ist. Als Heizwicklung wird üblicherweise ein Kupferdraht eingesetzt. Wird eine solche Anordnung für das Einschweißen von Abzweigsätteln oder Abgängen für Kunststoffrohre eingesetzt, besteht der Nachteil, daß der Sattel und das Kunststoffrohr gut zueinander passen müssen, was bei aus Polyäthylen bestehenden Rohren nicht immer der Fall ist. Die Schweißung soll die Abdichtung und den mechanischen Halt des Abzweigsattels am Kunststoffrohr garantieren.
  • Aus der DE 195 08 188 A1 ist eine hutförmige Anschlußmanschette für Hausanschlüsse in Kanalrohren bekannt, bei welcher der anzuschließende Rohrstutzen eine fest verbundene Sattelfläche aufweist, an deren Oberseite eine Heizwendel mit aufrechtstehender Heizwicklung vorgesehen ist. Nach Einsetzen dieses Bauteiles in das mit dem Anschlußstutzen zu versehende Rohr wird die Anschlußmanschette oder die Sattelfläche an die Innenseite des auszurüstenden Rohres gepreßt und durch Anlegen einer elektrischen Spannung der eigentliche Schweißvorgang eingeleitet. In ähnlicher Weise wird gemäß der DE 195 04 139 C2 gearbeitet. Aus der DE 694 01 912 T2 ist eine Vorrichtung zum flüssigkeits- und/oder gasdichten Verbinden von zwei Rohrelementen aus Kunststoff bekannt, wobei eine erste Kante eines ersten Elementes aus Kunststoff gegen eine starr gekrümmte Führungsfläche eines starren Druckkörpers, welcher in dem zweiten Elemente aus Kunststoff an dessen Öffnung eingesetzt ist, gedrückt wird. Die Kante des ersten Elementes aus Kunststoff wird entlang der Führungsfläche radial nach außen und über die Kante der Öffnung des zweiten Elementes aus Kunststoff gedrückt, und dann werden die Kanten beider Elemente aus Kunststoff zur Bildung einer Verbindung zusammengedrückt. Hierzu wird Druck auf gegenüberliegende Seiten der Verbindung mittels eines Druckkörpers und eines Druckmittels ausgeübt, wodurch die Kante der Öffnung des zweiten Elementes aus Kunststoff zwischen Kanten des ersten Elementes aus Kunststoff oder zwischen der Kante des ersten Elementes aus Kunststoff und einer Kante eines zusätzlichen äußeren Elementes geklemmt wird. Bevor die Kanten verbunden werden, ist es möglich, diese aufzuweichen, indem die Kanten heißer Luft oder einem heißen Gegenstand ausgesetzt werden. Die so aneinander angelegten Kanten sollen unter optimalen Bedingungen leicht abkühlen, so daß eine flüssigkeits- und/oder gasdichte Verbindung gebildet wird. Eine solche Einrichtung erscheint für größere Anlagen nicht einsetzbar.
    •
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der eine ausreichende Vorspannung erreichbar ist, mit der die Sattelfläche eines Abzweigsattels an der Innenseite des Kunststoffrohres anliegt und während des Einsinkens der Heizwendel mit nahezu gleichmäßigem Druck nachgesetzt wird.
  • Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt wird ein Werkzeug vorgeschlagen, das vom Inneren des Rohres betätigt dafür Sorge trägt, daß die Sattelfläche des Abzweigsattels mit einer einstellbaren Vorspannung an der Unterseite des Kunststoffrohres anliegt, bevor der eigentliche Schweißvorgang eingeleitet wird. Dabei ist dieses Aufspannwerkzeug so ausgebildet, daß einerseits die Druckwirkung auf die Sattelfläche vom Inneren des Rohres her erzeugt wird, andererseits der Anschluß des Schweißwerkzeuges vom Äußeren des Rohres her durchgeführt werden kann.
  • Während im voraufgehenden von einem begehbaren Kunststoffrohr gesprochen wurde, bei der also ein Aufspannwerkzeug eingesetzt wird, das von Hand bedient werden kann, bezieht sich die Erfindung auch auf ein Aufspannwerkzeug, das mit einem Druckwerkzeug arbeitet, das an einem im Kunststoffrohr verfahrbaren Roboter ansetzbar ist. Hierdurch ist der erfindungsgemäße einschweißbare Abzweigsattel auch bei Rohren einsetzbar, die nicht begehbar sind, wobei die Art und Ausbildung des Aufspannwerkzeuges gleich bleibt, die erforderliche Druckausübung aber von dem verfahrbaren Roboter aus aufgebracht wird (Unteranspruch 12).
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
  • 1 in einer schaubildlichen Schnittdarstellung die einzelnen Bauteile des Abzweigsattels und des Aufspannwerkzeuges und in
  • 2 in einer relativ schematischen Darstellung den fest an der Innenseite des auszurüstenden Kunststoffrohres anzulegenden Rohrstutzen mit Sattelfläche.
  • In 1 ist in einer auseinandergezogenen Darstellungsweise schematisch ein Teil eines Kunststoffrohres 7 dargestellt, wobei dieses Kunststoffrohr 7 auch ein Außenprofil aufweisen kann, so wie das schematisch in 2 angedeutet ist.
  • In dieses Kunststoffrohr 7 soll ein Abzweigsattel eingeschweißt werden, der einen Rohrstutzen 1 und eine Sattelfläche 2 aufweist. In der Sattelfläche 2 ist eine Heizwendel 3 angeordnet, die eine aufrechtstehende Heizwicklung aufweist und Kontakte 5 und 6 zur Energiezufuhr besitzt. Die Heizwendel 3 ist fest in die Sattelfläche 2 eingeschmolzen, wobei die Einschmelztiefe etwa der Drahtstärke der Heizwicklung entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß die Heizwendel 3 ortsfest festgelegt ist und sich bei der Handhabung des Rohrstutzens 1 und der Sattelfläche 2, die ein einheitliches Bauteil darstellen, nicht verschieben kann.
  • Das eigentliche Aufspannwerkzeug weist eine Druckplatte 8 auf, die aus einem federnden Metall besteht und an ihrer Oberseite einen elastischen, aber wärmebeständigen Druckring 17 aufweist und fest auf einer Traverse 18 angeordnet ist, wobei die Traverse 18 Anschlußklemmen 19 und 20 aufweist. Weiterhin ist in der Druckplatte 8 und der Traverse 18 eine Öffnung 26 vorgesehen.
  • Weiterhin ist eine Zugplatte 9 vorgesehen, die über Federelemente 11 und 12 mit einer Zwischenplatte 14 verbunden ist, wobei die Federelemente 11 und 12 als Wendelfedern ausgebildet sind.
  • Die Zugplatte 9 trägt Kontaktstifte 21 und 22, an die flexible elektrische Leitungen 27 und 28 anschließen, die zu den Anschlußklemmen 19 und 20 führen, wobei an die Kontaktstifte 21 und 22 die Anschlußadapter des Schweißgerätes angeschlossen werden können. Die elektrischen Leitungen 27 und 28 durchgreifen die Zwischenplatte 14 und die Druckplatte 8.
  • Die Zwischenplatte 14 trägt fest, wie dies 2 verdeutlicht, Verbindungsstreben 15 und 16, die der Kraftübertragung über die Traverse 18 auf die Druckplatte 8 dienen.
  • Die Zwischenplatte 14 wird weiterhin von einer auf ihr in Längsachse verschieblich gelagerten Druckstange 10 durchgriffen, die an der Zugplatte 9 festgelegt ist. Ein auf der Druckstange 10 angeordneter Anschlag 24 hält die Federelemente 11 und 12 auf einer bestimmten Vorspannung, so daß mit dem Druckwerkzeug 29 nur noch der kleine für den Schweißvorgang benötigte Nachsetzweg aufzubringen ist.
  • Die Druckstange 10 weist ein Endstück 25 auf, an das ein Druckwerkzeug 29 ansetzbar ist, wobei dieses Druckwerkzeug bei begehbaren Kunststoffrohren von Hand betätigt wird, aber auch hydraulisch, mechanisch oder pneumatisch betätigt werden kann.
  • Wird die Heizwendel 3 unter Strom gesetzt, schmilzt sie teilweise in die Sattelfläche 2 ein und teilweise in das Innere des Kunststoffrohres 7, so daß eine feste, materialschlüssige Verbindung zwischen der Sattelfläche 2 und dem Inneren des Kunststoffrohres 7 erfolgt. Die Sattelfläche 2 ist dabei bereits bei ihrer Herstellung etwa hinsichtlich ihres Radiuses für bestimmte Bereiche des Innenradiuses des Kunststoffrohres 7 vorgeformt. Um ein vollständiges Ausfüllen der Schweißung zu erreichen, ist eine Kunststoffseele 4 in die Heizwendel eingezogen, die also auch bei Betrieb der Heizwendel schmilzt und somit genügend Kunststoffmaterial zur Verfügung stellt, so daß ein absolut dichtes und festes Verschweißen der Sattelfläche 2 mit dem Inneren des Kunststoffrohres 7 erfolgt. Dadurch, daß die Heizwicklung der Heizwendel 3 aufrechtstehend angeordnet ist, wird zusätzlich zu der erreichten, vorzüglichen Verschweißung auch eine mechanische Festlegung der Sattelfläche 2 am Inneren des Kunststoffrohres 7 erreicht.
  • Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist wie folgt:
    Der Rohrstutzen 1 wird durch eine entsprechende Öffnung im Kunststoffrohr 7 von innen eingeführt, so daß sich die Sattelfläche 2 auf der Innenseite des Kunststoffrohres 7 befindet und die Sattelfläche 2 über die Heizwendel 3 an der Innenseite des Kunststoffrohres anliegt. Anschließend wird die eigentliche Aufspannvorrichtung in das Innere des Rohrstutzens 1 eingeführt, d. h. die Zugplatte 9 und die Zwischenplatte 14 liegen im Inneren des Rohrstutzens 1, während die Außenseite der Sattelfläche 2 auf der Oberseite des Druckringes 17 anliegt. Anschließend werden die Kontakte 5 und 6 zur Energiezufuhr mit den Anschlußklemmen 19 und 20 verbunden und nunmehr das Druckwerkzeug 29 in das Endstück 25 eingesetzt und hier ein entsprechender Druck ausgeübt und die Federelemente 11 und 12 weiter vorgespannt. Durch diese Druckausübung wird die Druckstange 10 nach oben gezwungen und nimmt unter Zwischenschaltung der als Wendelfedern ausgebildeten Federelemente 11 und 12 die Zwischenplatte 14 mit. Da die Zwischenplatte über die Verbindungsstreben 15 und 16 mit der Druckplatte 8 verbunden ist, wird auch die Druckplatte 8 und damit die Sattelfläche 2 an die Innenseite des Kunststoffrohres 7 angepreßt. Hierbei ist die Druckplatte 8, da sie aus einem federn den Material besteht, in der Lage, der Rundung des Inneren des Kunststoffrohres zu entsprechen, so daß ein dichtes und festes Anlegen des Druckringes 7 an der Außenseite der Sattelfläche 2 erfolgt und damit ein dichtes und festes Anlegen der Heizwendel 3 an der Innenseite des Kunststoffrohres 7.
  • Wird nunmehr die Heizwendel erhitzt, schmilzt die Heizwendel sowohl in die Sattelfläche 2 wie auch in das Innere des Kunststoffrohres 1, und hierdurch erfolgt eine feste, dichte und mechanisch gesicherte Einschweißung des Rohrstutzens 1 in das Kunststoffrohr 7.
  • Die vorgespannten Federelemente 11 und 12 bewirken, daß beim Einsinken der Heizwendel 3 in den Sattel 2 und in das Kunststoffrohr 7 während des Schweißvorganges ein starker Druckabfall vermieden wird und daß einerseits der erforderliche Druck ausgeübt werden kann, andererseits ein zu starker Druck vermieden wird, da durch das Einschalten der Federelemente 11 und 12 eine gewisse Elastizität in das Druckwerkzeug eingetragen wird.
  • Bei Einsetzen des Rohrstutzens 1 in das Kunststoffrohr 7 und bei Ansetzen des Aufspannwerkzeuges muß beachtet werden, daß die Kontakte 5 und 6 zur Energiezufuhr sowie die Anschlußklemmen 19 und 20 in Längsrichtung des Profilrohres ausgerichtet sind.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt ein platzsparendes Arbeitsgerät dar, das einfach einzusetzen ist und eine sichere Kontaktierung der Oberseite der Sattelfläche 2 mit der Innenseite des Kunststoffrohes 7 garantiert, ohne daß hier durch ungewollte Druckspitzen eine Zerstörung eintreten kann.

Claims (12)

  1. Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre, gekennzeichnet durch eine federnde Druckplatte (8), eine mit der Druckplatte (8) unter Zwischenschaltung von Federelementen (11, 12) in Verbindung stehende Zugplatte (9), eine an der Zugplatte (9) angreifende Druckstange (10), an deren der Zugplatte (9) abgewandten Ende ein Endstück (25) zur Aufnahme eines Druckwerkzeuges (29) ansetzbar ist.
  2. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zwischenplatte (14), die mittels Verbindungsstreben (15, 16) an die Druckplatte (8) gekoppelt ist und die Druckstange (10) in Längsachse verschieblich trägt und an der die Federelemente (11, 12) anschließen, die anderenendes an der Zugplatte (9) angreifen.
  3. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen aus elastischem, aber wärmebeständigem Werkstoff bestehenden Druckring (17), der auf der Oberseite der federnden Druckplatte (8) angeordnet ist.
  4. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (8) aus einem federnden Material besteht und über eine Traverse (18) wie eine Blattfeder wirkt.
  5. Aufspannwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine unterhalb der Druckplatte (8) angeordnete Traverse (18), die Anschlußklemmen (19, 20) für Kontakte (5, 6) zur Schweiß- energiezufuhr trägt.
  6. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (5, 6) zur Schweißenergiezufuhr einander gegenüberliegend in Längsachse des Kunststoffrohres (7) ausgerichtet sind.
  7. Aufspannwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an der Oberseite der Zugplatte (9) angeordnete Kontaktstifte (21, 22), die über Kabel (27, 28) mit den Anschlußklemmen (19, 20) verbunden sind.
  8. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente 11, 12) als Wendelfedern ausgebildet sind.
  9. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (10) einen Anschlag (24) zum Halten der Vorspannung der Federelemente (11, 12) aufweist.
  10. Aufspannwerkzeug wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (10) ein hülsenartiges Endstück (25) aufweist, an das das Wirkende des Druckwerkzeuges (29) ansetzbar ist.
  11. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 10, gekennzeichnet durch eine mit dem Endstück (25) fluchtende Öffnung (26) in der Druckplatte (8) und der Traverse (18), die von dem Wirkende des Druckwerkzeuges (29) durchgreifbar ist.
  12. Aufspannwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckwerkzeug an einem im Kunststoffrohr (7) verfahrbaren Roboter ansetzbar ist.
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