DE1117295B

DE1117295B - Vorrichtung zur schweisstechnischen Verbindung von Kunststoffrohren mit Hilfe von Reibungswaerme

Info

Publication number: DE1117295B
Application number: DER25205A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Schaub; Dipl-Ing Rudolf Hesse
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1959-03-24
Filing date: 1959-03-24
Publication date: 1961-11-16
Also published as: US3058513A

Description

Vorrichtung zur schweißtechnischen Verbindung von Kunststoffrohren mit Hilfe von Reibungswärme Nach einem älteren Verfahren zum Verschweißen von Rohrstücken aus thermoplastischen Kunststoffen mit Hilfe von durch Schwingbewegung erzeugter Reibungswärme werden die zu verbindenden Rohrenden mit ihren Stirnflächen aufeinandergedrückt und die Reibungswärme durch Torsionsschwingungen des anzuschweißenden Rohrendes, deren Schwingungsachse im wesentlichen mit den Rohrachsen an der Rohrverbindungsstelle zusammenfällt, erzeugt. Die Schwingungsbehandlung wird so lange fortgesetzt, bis eine zum Verschweißen hinreichende Erwärmung des Rohrmaterials erreicht ist. Dieses Verfahren wird mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt, die aus zwei aufklappbaren, gegebenenfalls auf einer gemeinsamen Grundplatte fest angebrachten Rohrschellen zum Einspannen der miteinander zu verbindenden Rohrstücke und einer aufklappbaren, auf das vibrierende Rohrende aufsetzbaren Rohrschelle besteht. Die letztere ist durch Zugfedern mit der das nicht vibrierende Rohrstück haltenden Rohrschelle und mit einem Schwingungsgenerator verbunden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verbinden von Kunststoffrohren durch Schweißen, bei dem die zum Schweißen erforderliche Wärme durch Reibung erzeugt wird. Sie ist gekennzeichnet durch eine erste auf- und zuklappbare, auf das festgehaltene Rohrende aufzuklemmende Rohrschelle, deren über die Rohrverbindungsstelle hinausragendes Ende zur Führung des anzuschweißenden Rohrstückes eine erweiterte Bohrung aufweist, durch eine zweite, auf das anzuschweißende Rohrstück aufzuklemmende, durch parallel zur Rohrachse verlaufende Zugfedern mit der ersten Rohrschelle verbundene Rohrschelle und durch einen auf der ersten Rohrschelle angeordneten Exzenterantrieb, der mit seinem an einer Welle angebrachten Exzenterzapfen mit einer, auf der zweiten Rohrschelle vorgesehenen Gabel im Eingriff ist. Hiermit wird eine schnelle und einwandfreie koaxiale Verbindung beider Rohrenden erreicht.
Die Einzelheiten der Vorrichtung sind aus den Zeichnungen ersichtlich, die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulichen.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht, und Fig. 2 ist die zugehörige Aufsicht; Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht der Schwingungseinrichtung; Fig. 4 läßt eine abgeänderte Ausführungsform des Schwingungsantnebes erkennen.
Das ganz oder mit einem ausreichend langen Abschnitt schwingfähige Rohrstück 1 (Fig. 1) wird an das unbewegliche oder teilweise schon fest eingebaute Kunststoffrohr 2 thermisch angeschweißt. Auf das festgehaltene Rohrende 2 ist eine Rohrschelle fest aufgeschraubt, die einerseits aus den um ein Scharnier 3 (Fig. 2) aufklappbaren Muffenhälften 4 und 5 und andererseits aus den Muffenhälften 6 und 7 besteht. Die Befestigung dieser Muffen erfolgt mit Hilfe von Elügelschrauben 8 und 9 (Fig. 2). Die Bohrung der Rohrschelle ist so bemessen, daß sich beim Anziehen der Flügelschrauben ein fester Sitz der Muffenhälften auf der Rohroberfläche ergibt. Durch einen Steg 10 sind die Muffen 4/5 und 6/7 miteinander verbunden. Das durch die Muffe 6/7 gebildete vordere Ende der Rohrschelle ragt über die Schweißfuge 11 der beiden Rohre 1 und 2 etwas hinaus.
Über dem Rohr 1 ist die Bohrung etwas erweitert, damit das anzuschweißende Rohrstück 1 einerseits ungehinderte Schwingungen ausführen kann, andererseits aber so geführt wird, daß eine völlig gerade und koaxiale Rohrverbindung entsteht.
Auf das in Schwingungen zu versetzende anzuschweißende Rohrstück 1 ist eine aus den aufklappbaren Muffenhälften 12 und 13 und dem Scharnier 14 (Fig. 3) bestehende Rohrschelle aufgesetzt, die mit Hilfe einer Flügelschraube 15 auf dessen Rohroberfläche unverrückbar befestigt werden kann.
Sowohl an der Muffe6/7 als auch an der Muffe 12/13 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt je drei Stege 16 und 17 angebracht. Zwischen zugehörigen Stegen 16 und 17 liegt jedesmal eine kräftige, parallel zur Rohrachse verlaufende Zugfeder 18. Mit Hilfe dieser Zugfedern wird unter Vermittlung der fest aufgesetzten Rohrschelle 12, 13 das anzuschweißende Rohrstück 1 mit ausreichendem Druck gegen die Verbindungsfuge 11 beider Rohre gepreßt, die zweckmäßig in üblicher Weise abgeschrägte Berührungsflächen besitzt.
Auf der oberen Muffenhälfte 4 der auf das festgehaltene Rohrstück aufzuklemmenden Rohrschelle 4, 5, 6, 7 ist ein Antriebsmotor 19 befestigt, dessen Welle mittels Zahnrädern 20 und 21 mit der Welle 22 des Exzenterzapfens 23 verbunden ist. Dieser Exzenzapfen greift in eine Gabel 24 (Fig. 3), die an der Muffenhälfte 12 der fest auf die Oberfläche des anzuschweißenden Rohrstückes 1 aufgeschraubten Rohrschelle 12, 13 sitzt. Sobald der Elektromotor 19 eingeschaltet wird, vollführt das Rohrstück 1 kreisförmige Schwingungen von verhältnismäßig kurzer Amplitude.
Der von den Federn 18 ausgeübte Druck verursacht hierbei eine mechanische Reibung, durch die zwischen den Stirnflächen der beiden Rohrstücke 1 und 2, d. h. an der Trennfuge 11, ausreichende Wärmemengen entstehen.
Sobald eine ausreichende Erwärmung der miteinander zu verbindenden Rohrstirnflächen eingetreten ist, was sich unter Berücksichtigung des Materials, der Rohrdicke und der Rohrweite leicht erfahrungsgemäß feststellen läßt, wird der in die auf der Welle 22 des Exzenterzapfens 23 sitzende genutete Scheibe 26 eingreifende Schalthebel 25 (Fig. 1), der zum Kuppeln der Zahnräder 20, 21 dient, in Pfeilrichtung zurückgeführt. Das Zahnrad 21 und der Exzenterzapfen 23 werden hierdurch so weit verschoben, daß der Rohrabschnitt 1 keine Schwingbewegung mehr ausführt. Nach kurzer Zeit kann das erfindungsgemäße Schweißgerät durch Lösen der Flügelschrauben 8, 9 und 15 vom Rohrstrang abgenommen werden, der um das angeschweißte Rohr 1 verlängert ist.
Zum Anschweißen eines weiteren Rohrabschnittes wird das Gerät am Ende der erreichten Rohrlänge von neuem angesetzt. Wenn an der Baustelle ein mit biegsamer Welle versehener Antriebsmotor zur Verfügung steht, dann kann das Schweißgerät auch die aus Fig. 4 ersichtliche Ausführungsform haben. Hierbei wird die biegsame Welle mit Hilfe einer Kupplung 28 auf die zum Ankuppeln an die biegsame Welle ausgebildete Antriebswelle 22a des Exzenterzapfens 23 a aufgesetzt, der mit Hilfe eines geschlitzten Bügels 27 das anzuschweißende Rohrstück la in Schwingungen versetzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist leicht transportfähig und kann auch in engen Kanälen zur Verschweißung von Kunststoffrohren und Verbindungsstücken verwendet werden. Insbesondere kann man sie auch bei der Verlegung von Kunststoffrohren im Erdreich verwenden, wo an dem teilweise bereits verschütteten Rohrstrang fortlaufend weitere Stücke anzuschweißen sind. Auch zur Reparatur von verlegten Kunststoffleitungen ist sie verwendbar, wenn beispielsweise ein beschädigter Abschnitt aus einem fest verlegten Rohrstrang herauszuschneiden und durch ein neues Stück zu ersetzen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Verbinden von Kunststoffrohren durch Schweißen, bei dem die zum Schweißen erforderliche Wärme durch Reibung erzeugt wird, gekennzeichnet durch eine erste auf- und zuklappbare, auf das festgehaltene Rohrende (2) aufzuklemmende Rohrschelle (4, 5, 6, 7), deren über die Rohrverbindungsstelle (11) hinausragendes Ende zur Führung des anzuschweißenden Rohrstückes (1) eine erweiterte Bohrung aufweist, durch eine zweite, auf das anzuschweißende Rohrstück (1) aufzuklemmende, durch parallel zur Rohrachse verlaufende Zugfedern (18) mit der ersten Rohrschelle verbundene Rohrschelle (12, 13) und durch einen auf der ersten Rohrschelle angeordneten Exzenterantrieb, der mit seinem an einer Welle (22) angebrachten Exzenterzapfen (23) mit einer auf der zweiten Rohrschelle (12, 13) vorgesehenen Gabel (24) im Eingriff ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das festgehaltene Rohrstück (2) aufzuklemmende Rohrschelle (4,5,6,7) einen Antriebsmotor (19) trägt, dessen Welle mittels Zahnrädern (20, 21) mit der Welle (22) des Exzenterzapfens (23) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen in eine auf der Welle (22) des Exzenterzapfens (23) sitzende genutete Scheibe (26) eingreifenden, zum Kuppeln der Zahnräder (20, 21) dienenden Schalthebel (25).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (22) des Exzenterzapfens (23) zum Ankuppeln an eine biegsame Welle ausgebildet ist.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 073 191.