DE1117297B - Verfahren zur Herstellung eines als Verbindungsmuffe von Kunststoffrohren geeignetenSchweissfittings aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines als Verbindungsmuffe von Kunststoffrohren geeignetenSchweissfittings aus thermoplastischem Kunststoff

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DE1117297B
DE1117297B DES56991A DES0056991A DE1117297B DE 1117297 B DE1117297 B DE 1117297B DE S56991 A DES56991 A DE S56991A DE S0056991 A DES0056991 A DE S0056991A DE 1117297 B DE1117297 B DE 1117297B
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Hans Bauer
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Description

  • Verfahren zur Herstellung eines als Verbindungsutuffe von Kunststoffrohren geeigneten Schweißfittings aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf einen aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Fitting mit ein gebettetem metallenem Heizelement, insbesondere einer bifilaren, an eine Stromquelle anzuschließenden Heizdrahtwindung.
  • Solche Schweißfittings werden verwendet, um Rohre aus thermoplastischem Material auf einfache Weise, z. B. am Ort der Verwendung der Rohre bzw. Leitungen, miteinander auf einfache, auch von ungelernten Arbeitern ausführbare Weise fest miteinander zu verbinden. Dies geschieht durch Einführen der Enden der zu verbindenden Rohre in den Schweißfitting und Anlegen eines Stromes an die Heizdrahtwindung des Fittings, wodurch die in den Fitting ein gesetzten Rohre und der Fitting an den der Wärme ausgesetzten Flächen erweichen und schmelzen, so daß die ineinandergeschobenen Teile nach Abschalten des Stromes und Abkühlen fest miteinander verschweißt sind.
  • Die wirtschaftlichste Art der Herstellung solcher Fittings ist das Spritzgußverfahren, das jedoch einige wirtschaftliche und technische Schwierigkeiten mit sich bringt.
  • Das Aufwickeln des Heizdrahtes, z. B. des bifilaren Heizdrahtes, auf den Kern der Spritzform, um diese Drahtwindungen mit dem über den Kern gespritzten Fitting zu verbinden, erfordert eine sehr große Anzahl von Kernen, die von Hand gewickelt werden, im Fertigungsablauf zwischen Spritzfertigung und Spulenwickelei pendeln, nur in einer sehr beschränkten Stückzahl bereitgestellt werden können und so zu einer äußerst unwirtschaftlichen örtlichen und zeitlichen Bindung zwischen Kernbewicklung und Spritzfertigung führen.
  • Überdies zeigen die in bekannter Weise gefertigten Schweißfittings häufig eine mangelhafte Heizdrahteinbettung, wodurch bei Einschieben der zu verbindenden Rohre oder aber auch erst bei deren späterer Erwärmung Verschiebungen der Drähte gegeneinander auftreten, die beim Vollzug der Verschweißung zu Kurzschlüssen und zu fehlerhaften Verbindungen führen.
  • Diese mangelhafte Einbettung der Heizdrahtwindungen ist bei der bekannten Fertigungsart der Fittings mit nach der Spritzfertigung wieder entferntem Abstandhalter dadurch verursacht, daß der Abstandhalter einen zu geringen Teil des Heizdrahtquerschnittes für die Einbettung im Werkstoff des Fittings freigibt.
  • Eine Abhilfe unter Verzicht auf einen Abstandhalter und durch Aufwinden des Heizdrahtes in entsprechend ausgebildeten Gewindegängen von Kernen bringt keinen wesentlichen Erfolg, da das Entfernen der Kerne nach Vollzug der Spritzfertigung durch Drehen, also Herausschrauben der Gewindegänge, erfolgen muß, was - neben hohem Zeitaufwand -wieder häufig zu einer Schädigung der in der Spritzfertigung verbessert erzielten Heizdrahteinbettung führt.
  • Die Erfindung schafft ein diese Übelstände vermeidendes, leicht und wirtschaftlich durchzuführendes Verfahren zur Herstellung von Schweißfittings, die kurzschluß sicher sind und einen verläßlichen Verlauf der Verschweißung mit dem eingesetzten Rohr sichern und vorzügliche gleichmäßige Verschweißungen beim Anlegen eines Stromes an das metallische Heizelement, insbesondere eine bifilare Drahtwindung, ergeben.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines als Verbindungsmuffe von Kunststoffrohren geeigneten Schweißfittings aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Polyäthylen, nach dem Spritzgußverfahren unter Einbetten des elektrischen Heizleiters, vorzugsweise einer bifilaren Drahtwicklung, in den Schweißfitting, bei dem auf den Kern der Spritzgußform eine Aufsetzhülse aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. aus Polyvinylchlorid, aufgesetzt wird, auf deren Umfang sich der Heizleiter, z. B. die bifilare Drahtwicklung, befindet, anschließend der Fitting unter Einbetten des Heizleiters in den Fitting-Werkstoff und unter wärmelösbarer Verbindung der Aufsetzhülse gespritzt wird und die Aufsetzhülse nach Herausnahme des Fittings aus der Spritzgußform darauf, z. B. am Ort der Verwendung des Fittings, durch Erwärmen unsteif gemacht, nach innen verformt und vom Fitting gelöst wird.
  • Nicht nur wird nach der Erfindung die Herstellung des Schweißfittings wesentlich erleichtert, wobei die oben geschilderten Nachteile vermieden werden, sondern die Heizdrahtwindung des Schweißfittings wird wirksam gegen Beschädigung und Lageänderung durch die nun zur Schutzhülse gewordene Aufsetzhülse geschützt, ohne daß das Freilegen der Heizdrahtwindungen, d. h. das Lösen der Schutzhülse bzw.
  • Aufsetzhülse, zu Schwierigkeiten Anlaß gibt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aufsetzhülse zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Schweißfittings Schraubengänge auf deren Außenmantel auf, in die die bifilaren Drahtwindungen verlegt sind, sowie Befestigungselemente für die Endschleife und die Kontakthülse an der Aufsetzhülse.
  • Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Lösen der zur Schutzhülse gewordenen Aufsetzhülse von dem Fitting vor dessen Verwendung auf einfache Weise auch durch ungelernte Arbeiter möglich ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform dient hierzu eine Vorrichtung, bestehend aus einem in die Schutzhülse bzw.
  • Aufsetzhülse einzuführenden Heizkörper, z. B. einem Heizkolben mit kreisrundem Querschnitt.
  • Bei Verwendung eines solchen Heizkolbens ist das Unsteifmachen durch Erwärmen leicht durchzuführen, wonach z. B. mittels einer einfachen Zange die erwärmte, unsteife Hülse leicht nach innen verformt und vom Fitting gelöst werden kann.
  • Der Fitting gemäß der Erfindung kann aus einem beliebigen thermoplastischen Kunststoff bestehen, vorausgesetzt, daß er schweißbar ist. Als W-erkstoff für den Fitting ist Polyäthylen, und zwar Hochdruck-Polyäthylen wie auch Niederdruck-Polyäthylen bzw. Polyäthylenmischpolymerisat, mit Vorteil brauchbar.
  • Die Aufsetzhülse kann verhältnismäßig dünnwandig sein. Als Werkstoff für die Hülse eignen sich vor allem thermoplastische Kunststoffe mit verhältnismäßig niederem Erweichungspunkt, z. B. Polyvinylchlorid.
  • Wenn dafür gesorgt wird, daß beim Spritzen keine feste, später nicht mehr lösbare Verbindung der Hülse mit dem Fitting eintritt, so kann der thermoplastische Kunststoff der Hülse der gleiche sein wie der des Fittings. Dies ist dann möglich, wenn der Spritzvorgang so geleitet wird, daß die Wärme des eingespritzten Kunststoffs nicht zur Schmelze bzw. Erweichung und Verschiebung des Hülsenmaterials mit dem eingespritzten Kunststoff ausreicht.
  • Bevorzugt wird die Verwendung eines von dem Fittingmaterial verschiedenen thermoplastischen Kunststoffs für die auf den Kern geschobene Hülse, wobei vorzugsweise ein verhältnismäßig rasch bei verhältnismäßig niedriger Temperatur erweichender thermoplastischer Kunststoff verwendet wird.
  • Bei Polyäthylen als Werkstoff für den Fitting eignet sich Polyvinylchlorid, insbesondere Hartpolyvinylchlorid, als Werkstoff für die Hülse. Die Wandstärke der über den Kern der Spritzform zu schiebenden, mit dem gespritzten Fitting bei Erwärmung lösbar verbundenen Hülse ist je nach dem speziell gewählten Kunststoff verschieden, wobei Voraussetzung ist, daß die Hülse bei gewöhnlicher Temperatur eine genügende Festigkeit besitzen muß, um der strammen Aufwicklung des Heizdrahtes standzuhalten, und andererseits bei Erwärmung (nach Spritzen des Fittings und Einbetten des Heizleiters, z. B. am Ort der Verwendung des Schweißfittings) genügend unsteif werden muß, um deformiert und von dem Fitting ab- und aus ihm herausgezogen zu werden.
  • Bei Fittings mit einer lichten Weite von etwa 5 cm und Verwendung von Polyvinylchlorid, z. B. Hartpolyvinylchlorid, als Hülsenmaterial sind Wandstärken der Hülse von 2, 11/2 und auch 1 mm geeignet, da diese Hülsen bei gewöhnlicher Temperatur hinreichende Festigkeit und beim Erwärmen auf z. B. 80°C hinreichende Unsteifigkeit besitzen, um deformiert und entfernt werden zu können.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die auf den Kern zu schiebende Hülse aus thermoplastischem KunststoffmitSchraubenwindungen versehen, die das Aufwinden, insbesondere das bifilare Aufwinden, erleichtern, eine Berührung der Drahtwindungen miteinander verhindern und ferner beim Spritzen gegen ein Verschieben der Drahtwindungen sichern und eine vorzügliche Einbettung gewährleisten.
  • Auf der Kernaufsetzhülse gemäß der Erfindung sind die in den Fitting eingebetteten Kontakthülsen aufgebracht und die Drahtendenschleife festgelegt. Beides ist insbesondere bei Hartpolyvinylchlorid möglich durch Einführen von Befestigungsorganen, z. B. Stiften, in die Wand der Hülse, wobei diese Stifte an den Kontakthülsen vorgesehen sind und das Halten der Endschleife durch ein angesetztes Haltestück, z. B. ein federndes Drahtstück, das in die Hülsenstirnfläche eingesetzt ist, bewerkstelligt wird.
  • Diese Aufsetzhülse wird beim Spritzen mit dem Fitting derart vereinigt, daß bei gewöhnlicher Temperatur eine verhältnismäßig feste Verbindung entsteht, während bei Erwärmen der Hülse ein Deformieren, Lösen und Herausziehen aus dem Fitting ohne weiteres, z. B. nach mechanischem Lösen einer Randringfläche, möglich ist.
  • Das Erzeugnis dieses Verfahrens ist ein Schweißfitting mit einer inneren Schutzhülse, da die Aufsetzhülse mit dem Schweißfitting verbunden bleibt.
  • Ein derartiger Schweißfitting, dessen eingebetteter Heizleiter und dessen Verschweißungsfläche gegen mechanische und chemische Einflüsse geschützt ist, hat gegenüber bekannten Fittings erhebliche Vorteile, da das Stapeln, Vermischen und Handhaben ohne die Gefahr von Schädigungen erleichtert wird.
  • Die Entfernung der Schweißhülse durch Erwärmen, Deformieren und Herausziehen ist leicht und auch ungelernten Arbeitern, z. B. am Ort der Verwendung, möglich, wobei die Erwärmung auf eine solche Weise durchgeführt werden kann, daß die Hülse unsteif und lappig wird, ohne daß das Material des Schweißfittings wesentlich erhitzt wird oder schmilzt.
  • Die Art der Erwärmung dieser Schutzhülse des Fitting-Vorproduktes ist beliebig. Sie könnte auch geschehen unter Verwendung des Heizleiters des Fittings. Hierbei aber könnten leicht Schädigungen des Fittings eintreten, so daß nach einer bevorzugten Ausführungsform die Erhitzung der Schutzhülse des Fitting-Vorproduktes von innen her geschieht, insbesondere durch Einführen eines die Innenflächen der Hülse berührenden Heizkörpers, z. B. eines elektrischen Heizkörpers von kreisrundem Querschnitt.
  • Beim Einschieben eines solchen Heizkörpers, z. B. eines elektrisch geheizten Kolbens von kreisrundem Querschnitt, in die Hülse tritt das Lappigwerden nach Einschalten des Stromes innerhalb kurzer Zeit, z. B.
  • 60 Sekunden, ein, wonach der Heizkörper leicht aus der Hülse bzw. dem Fitting herausgezogen werden kann. Nach Lockern der Randringfläche der Hülse, z. B. mittels irgendeines Instrumentes, wie eines Schraubenziehers (eine Schädigung der Drahtwindungen an dieser Randringfiäche ist nicht zu befürchten, da die Drahtwindungen bei dem Fitting gemäß der Erfindung üblicherweise nicht bis zum Rand des Fittings reichen), kann die Hülse mit einer Zange erfaßt, nach dem Zentrum zu eingebogen, dadurch von dem Fitting gelöst und herausgezogen werden, ohne daß eine Schädigung des Fittings oder des Heizleiters des Fittings erfolgt, da die Verbindung zwischen Hülse und Fitting verhältnismäßig lose ist und die Hülse infolge des für sie verwendeten Materials derart lappig wird, daß eine Schädigung des z. B. aus Polyäthylen bestehenden Fittings durch die im warmen Zustand weiche Hülse nicht erfolgen kann.
  • Geschieht das Lösen der Schutzhülse von dem Fitting-Vorprodukt an der Stelle der Verwendung, so ist ein vorgegangener schädigender Einfluß auf die Verschweißungsflächen und auf den eingebetteten Draht nicht zu befürchten, und das Schweißen geht leicht und sicher vonstatten.
  • Die Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsformen des nach der Erfindung ausgebildeten Schweißfittings.
  • Fig. 1 zeigt die Aufsetzhülse mit Drahtwicklung in Ansicht mit Teilansichten X und Q; Fig. 2 zeigt im teilweisen Schnitt das Fitting-Vorprodukt mit der Schutzhülse; Fig. 3 zeigt in Ansicht den einzuführenden Heizkolben; Fig. 4 zeigt in Ansicht die erwärmte und deformierende Hülse kurz vor dem Lösen und Herausziehen, während Fig. 5 im Schnitt den fertigen Fitting darstellt.
  • Die Aufsetzhülse 1 (deren innerer Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Kerns der Spritzform für den Fitting entspricht) weist auf ihrer Oberfläche eingeschnittene Schraubengänge 2 auf, in die der Draht 3 eingelegt ist, der an der Endschleife 4 gehalten wird durch ein z. B. aus Stahldraht gefertigtes Haltestück 5, das mit der Hülse 1 durch Einführen des Endes 6 dieses Haltestückes in eine Bohrung7 in der Stirnfläche der Hülse verbunden ist. Auf der anderen Seite der Hülsenfläche sind die Kontakthülsen 8 und 9 mit ihren Befestigungsstiften in die Hülsenfläche eingelassen.
  • Das Fitting-Vorprodukt enthält diese Aufsetzhülse 1 als Schutzhülse.
  • Der Heizkolben 10 ist mit elektrischen Heizelementen 11 ausgerüstet. Er erwärmt die Schutzhülse 1 rasch, deren Rand dann gelockert und von einer Zange bei 12 ergriffen und, wie in Fig. 4 gezeigt, deformiert, und zwar nach innen eingebogen wird, so daß die Schutzhülse zur Schaffung des fertigen Fittings (Fig. 5) mit an der Innenfläche liegenden Drahtwindungen 14 leicht herausgezogen werden kann.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines als Verbindungsmuffe von Kunststoffrohren geeigneten Schweißfittings aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Polyäthylen, nach dem Spritzgußverfahren unter Einbetten des elektrischen Heizleiters, vorzugsweise einer bifilaren Drahtwicklung, in den Schweißfitting, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Kern der Spritzgußform eine Aufsetzhülse (1) aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. aus Polyvinylchlorid, auf deren Umfang sich der Heizleiter (3), z. B. die bifilare Drahtwicklung, befindet, aufgesetzt wird, anschließend der Fitting unter Einbetten des Heizleiters in den Fittingwerkstoff und unter wärmelösbarer Verbindung der Aufsetzhülse (1) gespritzt wird und die Aufsetzhülse (1) darauf nach ihrer Herausnahme aus der Spritzgußform, z. B. am Ort der Verwendung des Fittings, durch Erwärmen unsteif gemacht, nach innen verformt und vom Fitting gelöst wird.
  2. 2. Aufsetzhülse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schraubengänge (2) auf deren Außenmantel und in diese verlegte bifilare Heizdrahtwicklungen sowie durch Befestigungselemente (5) für die Drahtendschleife (4) und die Kontakthülsen (8, 9) an der Aufsetzhülse (1).
  3. 3. Vorrichtung zum Lösen der Aufsetzhülse eines nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten Schweißfittings, gekennzeichnet durch einen in die Aufsetzhülse einzuführenden Heizkörper (10), z. B. einen Heizkolben mit kreisrundem Querschnitt.
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