DE10337315B4

DE10337315B4 - Elektroschweissfitting

Info

Publication number: DE10337315B4
Application number: DE10337315A
Authority: DE
Inventors: Fridolin Hubmann; Max Meier; Patrick Hess
Original assignee: Georg Fischer Wavin AG
Current assignee: Georg Fischer Wavin AG
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2023-08-13
Also published as: GB0417900D0; ITMI20041467A1; DE10337315A1; GB2406303B; GB2406303A

Abstract

Elektroschweissfitting (1) zur Verbindung von Endbereichen von Rohrleitungen, wobei das Elektroschweissfitting (1) und die Rohrleitung aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet sind, wobei in dem Elektroschweissfitting benachbart zur Rohrleitung ein elektrisches Heizelement (2) angeordnet ist, wobei in dem Elektroschweissfitting in einer Ausnehmung (3) auf der von der Rohrleitung entfernten Seite ein Anzeigestift (4) zur Anzeige des Schweissvorganges angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass um die Ausnehmung (3) herum eine Vertiefung (5) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroschweissfitting zur Verbindung von Endbereichen von Rohrleitungen, wobei das Elektroschweissfitting und die Rohrleitung aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet sind, wobei in dem Elektroschweissfitting benachbart zur Rohrleitung ein elektrisches Heizelement angeordnet ist und wobei in dem Elektroschweissfitting in einer Ausnehmung auf der von der Rohrleitung entfernten Seite ein Anzeigestift zur Anzeige des Schweissvorganges angeordnet ist.
Im Kunststoffrohrleitungsbau werden die Verbindungen der einzelnen Rohrleitungsabschnitte untereinander und die Verbindungen der Rohrleitung mit Rohrkrümmer, Rohrverzweigungen oder Ventile vermehrt mittels Elektroschweissfittings hergestellt. Hierzu wird eine Muffe oder ein Rohrverbindungsteil mit einem muffenähnlichen Bereich über das Ende der Rohrleitung geschoben. In dem Elektroschweissfitting ist auf der Muffeninnenseite ein elektrisches Heizelement benachbart zur Rohrleitung angeordnet.
Um eine dauerhafte, nicht lösbare Verbindung zwischen der Muffe und der Rohrleitung herzustellen, wird beim Verbindungsvorgang in der Produktion oder auf der Baustelle das elektrische Heizelement mit elektrischem Strom beaufschlagt. Der elektrische Widerstandsdraht des Heizelementes heizt das Kunststoffmaterial an der Aussenseite der Rohrleitung, die sich benachbart zu dem Fitting befindet, bis über den Schmelzpunkt auf. Auch das Kunststoffmaterial an der Innenseite des Elektroschweissfittings schmilzt und es findet eine Verschweissung statt. Um den Schweissvorgang im Innern der Muffe von Aussen her überwachen und beurteilen zu können, weist das Elektroschweissfitting mindestens eine Schweissanzeige auf.

Aus der DE 27 60 064 C2 ist ein gattungsgemässes Elektroschweissfitting mit einer Schweissanzeige bekannt. Die Schweissanzeige ist als ein Anzeigestift in einer nach Aussen offenen Ausnehmung an der Aussenseite des Elektroschweissfittings im Bereich des Heizelementes angeordnet. Der Anzeigestift wird durch das schmelzende Kunststoffmaterial nach Aussen gedrückt. In einer vorteilhaften Ausführung wird der Anzeigestift gemeinsam mit dem Elektroschweissfitting hergestellt.

Zwischen der Ausnehmung und dem Anzeigestift befindet sich ein Spalt. Die Ausnehmung an der Aussenseite des Elektroschweissfittings ist derart gestaltet, dass der Anzeigestift während des Schweissvorganges nach einer Zeit, die kürzer ist als die Zeit der Energiezufuhr zum Heizelement, herausgedrückt wird. Um eine sichere Funktion des Anzeigestiftes zu gewährleisten, muss der Spalt zwischen dem Anzeigestift und der Ausnehmung möglichst klein gehalten werden. Je grösser die Wanddicke des Elektroschweissfittings, desto grösser wird der Wärmeinhalt des Materials der Wand. Bei zunehmender Wanddicke erhält der Anzeigestift einen Wärmezufluss, der nicht nur von unten aus der Schweisszone zwischen Fitting und Rohrleitung stammt, sondern zunehmend auch seitlich aus dem Material der Wand des Fittings. Während des Produktionsprozesses des Elektroschweissfittings ist der Wärmeinhalt der Aussenwand vor allem bei grösseren Wanddicken relativ gross. Ist der Wärmeinhalt zu gross, so kommt es im Produktionsprozess beim Entformen aufgrund der Wärmedehnung zu einem Verklemmen zwischen dem Anzeigestift und der Wand der Ausnehmung. Somit kann eine sichere Funktion des Anzeigestiftes bei der späteren Schweissung nicht mehr gewährleistet werden.

Aus der JP 11 280 978 A ist weiterhin ein Elektroschweissfitting mit einem Anzeigestift bekannt. Das Elektroschweissfitting wird aus einem thermoplastischen Werkstoff mit definiertem Ausdehnungskoeffizienten und Schmelzflussrate hergestellt. Der Anzeigestift ist mit einem Ende in einer Vertiefung in einem Wandbereich des Elektroschweissfittings angeordnet. Am Boden der Vertiefung ist die Anbindung des Stiftendes mit dem Wandbereich konisch und stufenförmig ausgebildet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Elektroschweissfitting anzugeben, das auch bei möglichst grossen Rohrleitungsdurchmessern und grossen Wanddicken eine zuverlässige Überwachung und Beurteilung des Schweissvorganges gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Elektroschweissfitting zur Verbindung von Endbereichen von Rohrleitungen, wobei das Elektroschweissfitting und die Rohrleitung aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet sind, wobei in dem Elektroschweissfitting benachbart zur Rohrleitung ein elektrisches Heizelement angeordnet ist und wobei in dem Elektroschweissfitting in einer Ausnehmung auf der von der Rohrleitung entfernten Seite ein Anzeigestift zur Anzeige des Schweissvorganges angeordnet ist und wobei um die Ausnehmung herum eine Vertiefung ausgebildet ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es ist von Vorteil, dass das Elektroschweissfitting mit möglichst hoher Festigkeit hergestellt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Vertiefung als ein ringförmiger Kanal ausgebildet ist.

Es ist auch von Vorteil, dass bei der Herstellung des Elektroschweissfittings der Platzbedarf für die Schweissanzeige reduziert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Breite der ringförmigen Vertiefung höchstens 20% des Durchmessers der Ausnehmung beträgt. Dies wird auch dadurch erreicht, dass die Tiefe der ringförmigen Vertiefung mindestens 20% und höchstens 70% der Tiefe der Ausnehmung beträgt. Dies wird weiterhin auch dadurch erreicht, dass zwischen der Ausnehmung und der ringförmigen Vertiefung ein Abstand von höchstens 20% des Durchmessers der Ausnehmung angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch einen Teilbereich des erfindungsgemässen Elektroschweissfittings, und
2 eine Sicht auf die Aussenseite des Elektroschweissfittings im Teilbereich von 1.
In 1 ist ein Teilbereich eines Elektroschweissfittings 1 geschnitten in der Richtung der Rohrleitungsachse x dargestellt. Das Elektroschweissfitting 1 ist im Anlieferungszustand, das heisst vor der Durchführung des Schweissvorganges, abgebildet. Das Elektroschweissfitting 1 besteht aus einem polymeren Werkstoff, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen und wird im Spritzgussverfahren hergestellt. Das Elektroschweissfitting 1 ist im wesentlichen ein rohrförmiges Bauteil, das wie eine Muffe über das Ende oder die Enden der Rohrleitung(en) geschoben wird und das einen Innendurchmesser aufweist, der passend zum Aussendurchmesser der zu verbindenden Rohrleitungen ausgelegt ist. Auf der Innenseite des Elektroschweissfittings 1 ist dicht unter der Oberfläche ein Heizelement 2 angeordnet. Das Heizelement 2 kann als eine Wicklung aus elektrischem Widerstandsdraht ausgebildet sein, kann aber auch als eine induktiv koppelbare Spule ausgebildet sein.
Im Bereich des Heizelementes 2 ist in der Aussenwand 6 des Elektroschweissfittings 1 eine Ausnehmung 3 ausgebildet. In der Ausnehmung 3 ist ein Anzeigestift 4 dargestellt. Der Anzeigestift 4 und die Ausnehmung 3 sind im Wesentlichen zylinderförmig oder kegelförmig ausgebildet. Der Anzeigestift 4 ist konzentrisch in die Ausnehmung 3 angeordnet. Der Anzeigestift 4 kann zusammen mit dem Elektroschweissfitting 1 aus einem Guss hergestellt werden. Der Anzeigestift 4 kann jedoch auch einzeln hergestellt werden und nachträglich in die Ausnehmung 3 befestigt werden. Um die Ausnehmung 3 herum ist in der Aussenwand 6 des Elektroschweissfittings 1 eine Vertiefung 5 ausgebildet. Die Vertiefung ist als ein ringförmiger Kanal 5 konzentrisch um die Ausnehmung 3 angeordnet. Der ringförmige Kanal 5 hat eine Tiefe t und eine Breite b und verläuft in einem Abstand s konzentrisch um die Ausnehmung 3. Zwischen der Ausnehmung 3 und dem ringförmigen Kanal 5 befindet sich zumindest im Bereich der Aussenwand 6 des Elektroschweissfittings 1 eine ringförmige Wand 8 mit der Wanddicke s.
Der ringförmige Kanal 5 ist so dimensioniert, dass der Wärmefluss aus der Wand des Elektroschweissfittings 1 in die Ausnehmung 3 unterbrochen wird. Die Breite b des Kanals 5 und der Abstand s zur Ausnehmung 3 betragen jeweils höchstens 20% des Durchmessers d der Ausnehmung 3. Die Tiefe t des Kanals 5 beträgt mindestens 20% und höchstens 70% der Tiefe T der Ausnehmung 3. Hiermit wird erreicht, dass der Wärmefluss aus der Aussenwand 6 des Elektroschweissfittings 1 weniger Einfluss hat auf den Anzeigestift 4. Der Anzeigestift 4 reagiert somit selektiv auf den Schweissvorgang und kann auch bei grösseren Wanddicken, das heisst bei grösseren Elektroschweissfittings 1 für grössere Rohrleitungsdurchmesser zuverlässig angewendet werden.
In 2 ist das Elektroschweissfitting 1 von 1 mit Sicht auf einen Bereich der Aussenwand 6 mit dem Anzeigestift 4 dargestellt. Der Anzeigestift 4 ist konzentrisch in die Ausnehmung 3 mit dem Durchmesser d angeordnet. Zwischen dem Anzeigestift 4 und der Wand der Ausnehmung 3 ist ein Spalt 7 freigelassen. Um die Ausnehmung 3 herum ist der ringförmige Kanal 5 mit der Breite b ausgebildet.
Der ringförmige Kanal 5 reduziert den seitlichen Wärmefluss vom Material der Aussenwand 6 zum Anzeigestift 4. Durch die Anordnung des ringförmigen Kanals 5 wird erreicht, dass der Wärmetransport zum Material der Wand 8 der Ausnehmung 3 unterbrochen wird. Eine Ausdehnung des Materials der Wand 8 wird verhindert. Der Anzeigestift 4 reagiert besser auf den Wärmefluss, der beim Schweissvorgang von unten aus der Schweisszone erzeugt wird. Die Anordnung mit dem ringförmigen Kanal 5 wird vor allem bei Elektroschweissfittings 1 mit Wanddicken grösser als 10 mm eingesetzt.

Claims

Elektroschweissfitting (1) zur Verbindung von Endbereichen von Rohrleitungen, wobei das Elektroschweissfitting (1) und die Rohrleitung aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet sind, wobei in dem Elektroschweissfitting benachbart zur Rohrleitung ein elektrisches Heizelement (2) angeordnet ist, wobei in dem Elektroschweissfitting in einer Ausnehmung (3) auf der von der Rohrleitung entfernten Seite ein Anzeigestift (4) zur Anzeige des Schweissvorganges angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass um die Ausnehmung (3) herum eine Vertiefung (5) ausgebildet ist.
Elektroschweissfitting nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) als ein ringförmiger Kanal mit einer Breite (b) und einer Tiefe (t) ausgebildet ist.
Elektroschweissfitting nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der ringförmigen Vertiefung (5) höchstens 20% des Durchmessers (d) der Ausnehmung (3) beträgt.
Elektroschweissfitting nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) der ringförmigen Vertiefung (5) mindestens 20% und höchstens 70% der Tiefe (T) der Ausnehmung (3) beträgt.
Elektroschweissfitting nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ausnehmung (3) und der ringförmigen Vertiefung (5) ein Abstand (s) von höchstens 20% des Durchmessers (d) der Ausnehmung (3) angeordnet ist.
Elektroschweissfitting nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigestift (4) einstückig mit dem Material des Elektroschweissfittings (1) ausgebildet ist.
Elektroschweissfitting nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigestift (4) getrennt vom Material des Elektroschweissfittings (1) ausgebildet ist.