DE1177800B

DE1177800B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Flansches am Ende eines Rohres aus thermo-plastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1177800B
Application number: DEF28857A
Authority: DE
Inventors: David Kenneth Dudley Foster; Leslie Donald Done
Original assignee: FOSTER BROTHERS PLASTICS Ltd
Current assignee: FOSTER BROTHERS PLASTICS Ltd
Priority date: 1958-07-08
Filing date: 1959-07-06
Publication date: 1964-09-10
Also published as: GB895444A; US3013310A; CH361698A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Flansches am Ende eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff Rohre aus thermoplastischem Kunststoff werden häufig zur Förderung von Gasen oder Flüssigkeiten benutzt und zeichnen sich gegenüber Metallrohren durch Biegsamkeit, Rückstellfähigkeit und vergleichsweise leichtes Gewicht aus.
Bei der Herstellung von Abschlußflanschen zum Anschluß der Enden benachbarter Rohre oder zum Anschluß an andere Bauteile für das Anbringen üblicher Schrauben- und Mutternverbindungen benötigt man Flansche, die hinreichend fest sind, um den Beanspruchungen Widerstand zu leisten.
Dazu ist es zunächst bekannt, die Flansche durch eine Hochtemperaturschweißung an den Rohren anzubringen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß im Gebrauch derartiger geflanschter Rohre entweder am Flansch oder an seiner Verbindungsstelle mit der Rohnvandung Brüche und Risse auftreten, die zu Un-- dichtigkeit oder zur Zerstörung der Rohre führen.
Es ist ferner bekannt, das Rohr an seinem Ende umzubördein, d. h. doppelt zu falten und geg.nüber der Rohrachse rechtwinklig umzubiegen, um dadurch einen Flansch zu erhalten, der die doppelte Stärke der Rohrwand aufweist. Dieses Verfahren führt jedoch zu keinem einheitlichen Flansch, weil die beiden Doppelschichten, die durch das Umbördeln entstehen, erhalten bleiben.
Es ist schließlich bekanntgeworden, den Flansch durch Ausdehnen des dem Ende benachbarten Rohrteiles mit Hilfe von Druckluft und nachfolgendem Anpressen des geweiteten Endes gegen ein Widerlager herzustellen. Bei diesem Verfahren bleibt das Widerlager im Flansch, so daß derartige Flansche an sich schon aufwendig sind. Dazu kommen Hilfsvorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens, die ebenfalls eine komplizierte Anlage voraussetzen.
Das bekannte Zusammenpressen von Kunststoffrohren zu wellenförmiger Ausbildung auf einem in das Rohr eingeführten dornartigen Körper führt ebenfalls zu keinen Flanschen, die hohen Beanspruchungen gewachsen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Flansches am Ende eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff anzugeben, das einfacher und billiger als die bekannten Verfahren durchzuführen ist und zu einem Flansch führt, der gegenüber dem Rohr erheblich verstärkt ist, so daß er gegen die Gefahr von Zerstörungen im Gebrauch der Rohre weitgehend gesichert ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flansches am Ende eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff durch Ausdehnen des dem Ende benachbarten Rohrteiles mit Hilfe von Druckgas und nachfolgendes Anpressen des geweiteten Endes gegen ein Widerlager, um derart das geweitete Ende in einen Flansch umzuformen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß durch das Ausdehnen mit Hilfe des Einführens des heißen Druckgases eine nach außen gewölbte U-förmige Tasche gebildet und die Schenkel der Tasche unter Verschweißung ihrer Innenflächen zu einem an sich bekannten Flansch, dessen Stärke etwa dem Doppelten der Stärke der Rohrwandung entspricht, vereinigt werden.
Durch die Erfindung wird ein spezifisch auf die Herstellung von Flanschen an Kunststoffrohren gerichtetes und hierfür geeignetes Verfahren geschaffen, das in einem einzigen Verfahrensschritt das Verschweißen der Innenflächen der Schenkel einer U-förmigen Tasche, die den Anfangszustand des Doppelflansches bildet, unmittelbar im Anschluß an die Bildung dieser Tasche ermöglicht. Dadurch tritt eine erhebliche Vereinfachung gegenüber vergleichbaren Verfahren ein, da diese sämtlich zur Bildung des Doppelflansches mehrere Verfahrensschritte erforderlich machen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des neuen Verfahrens, die grundsätzlich aus einem zylindrischen Dorn mit Durchlässen zum Austritt des heißen Druckgases, eine mit einem Flansch versehene Druckplatte und eine ringförmige Anschlagwandung, die auf dem Rohr verschieblich ist, besteht. Aus dem zylindrischen Dorn tritt das heiße Druckgas durch die Durchlässe nach außen und bildet die erwähnte U-förmige Tasche, wobei mit Hilfe der Druckplatte und der ringförmigen Anschlagwandung, die das Widerlager bildet, der erforderliche Verschweißungsdruck erzielt werden kann.
Nach bevorzugter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Anschlagwandung mit einer nach innen ausgerundeten Bohrung versehen, so daß sich ein entsprechend ausgerundeter Übergang der Rohrwandung in den Flansch ergibt, die besondere Spannungshäufungen im Flansch verhindern, der deshalb festigkeitsmäßig besonders günstige Eigenschaften aufweist.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles, das in den Figuren der Zeichnungen dargestellt ist, auf das die Erfindung jedoch keineswegs beschränkt ist, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht zweier mit erfindungsgemäß hergestellten Flanschen versehener und aneinander angeschlossener Rohre aus thermoplastischem Kunststoff, F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der in Fi g. 1 dargestellten Flansche zu Beginn des Verfahrens, F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung während des Einführens des heißen Druckgases in den Dorn und den Austritt des Druckgases sowie das Anfangsstadium der Bildung der U-förmig gewölbten Tasche, F i g. 4 den weiteren Verfahrensschritt, bei dem die gebildete U-förmige Tasche gegen ein Widerlager gepreßt wird, und Fi g. 5 den Abschluß des erfindungsgemäßen Verfahrens und den nach ihm hergestellten Flansch in den vorausgehenden Figuren entsprechender Darstellung.
Nach Fig. 1 tragen zwei Rohre aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise aus Polyäthylen, die mit 6 bezeichnet sind, Abschlußflansche 7. Jeder Flansch 7 weist, wie dies sich insbesondere aus F i g. 5 ergibt, etwa die doppelte Wandstärke des Rohres 6 auf. Die Flansche werden durch Schrauben und Muttern 9 bzw. 10 und äußere Ringe 11 aneinandergepreßt und verklemmt. Die Verbindung zwischen Flansch und Rohr ist ausgerundet, so daß Sitze für die entsprechend ausgerundeten Teile der Ringe 11 entstehen.
Die Herstellung der Flansche ergibt sich insbesondere aus der Darstellung nach den Fig. 2 bis 5. Das Ende eines Kunststoffrohres 6 wird über einen hohlen, zylindrischen Dorn 13 aufgeschoben, dessen eines Ende 14 dicht verschlossen ist, während das andere Ende einen axialen Einlaß für heißes Druckgas, beispielsweise Luft, Dampf oder ein inertes Gas, bildet, das in Richtung des eingezeichneten Pfeiles strömt.
Der hohle Dorn 13 ist mit Durchlässen 16 versehen, die mit dem Inneren des Rohres 6 in Verbindung stehen.
Eine geflanschte Druckplatte 17 sitzt koaxial über dem Dorn 13 und läßt sich hin und her bewegen. Die Bewegung der Platte 17 erfolgt gegen eine Anschlagwandung 18. die ringförmig ausgebildet ist und senkrecht zur Längsachse des Dornes 13 steht. Die An- schlagwandung 18 besitzt eine ausgerundete Bohrung 19, welche die oben beschriebene Rundung der Flansche am Übergang zum Rohrkörper herstellt. Da die Anschlagwandung 18 abnehmbar ist, läßt sich das Rohr aus thermoplastischem Kunststoff über ein entsprechendes Stück auf den Dorn 13 aufschieben. Die Öffnung des Rohres kann dabei auf eine Ringrille treffen, die in der Preßfläche der Druckplatte 17 angeordnet ist, so daß die Öffnung des Rohres konzentrisch auf dem Dorn gehalten wird.
Sobald das heiße, unter Druck stehende Gas den Dorn 13 erwärmt und über die Durchlässe 16 ausströmt, dehnt das Gas das Ende des aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Rohres 6 zwischen der Anschlagwandung 18 und der Druckplatte 17 aus.
Diese anfängliche Ausweitung ist bei 20 in Fig. 3 wiedergegeben.
Um den Gasaustritt möglichst klein zu halten, wird die Druckplatte 17 in Richtung des benachbarten Endes 21 des Rohres 6 vorgeschoben, so daß der ausgedehnte Teil in Richtung der Anschlagwandung 18 gepreßt wird. Bei dem weiteren Aufblähen und dem weiteren Verschieben der Druckplatte 17 nimmt die Ausweitung 20 die Form einer nach außen gewölbten U-förmigen Tasche an, die bei 22 in Fig.4 dargestellt ist. Die fortschreitende Bewegung der Druckplatte 17 formt die U-förmige Tasche 22 in den radialen Flansch 7 nach F i g. 5 um, der dadurch wenigstens annähernd die doppelte Dicke der Wandstärke des Rohres 6 erhält.
Diese doppelte Wandstärke wird in einem verschweißten. verfestigten Flansch umgewandelt. Das erfolgt, wie ersichtlich. in einem Zuge mit dem Aufblähen der U-förmigen Tasche.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines Flansches am Ende eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff durch Ausdehnen des dem Ende benachbarten Rohrteiles mit Hilfe von Druckgas und nachfolgendes Anpressen des geweiteten Endes gegen ein Widerlager um derart das geweitete Ende in einen Flansch umzuformen, d a -durch gekennzeichnet, daß durch das Ausdehnen mit Hilfe des Einführens des heißen Druckgases eine nach außen gewölbte U-förmige Tasche gebildet und die Schenkel der Tasche unterVerschweißung ihrer Innenflächen zu einem an sich bekannten Flansch, dessen Stärke etwa dem Doppelten der Stärke der Rohrwandung entspricht, vereinigt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Dorn (13) mit Durchlässen (16) zum Austritt des heißen Druckgases, eine mit einem Flansch versehene Druckplatte (17) und eine ringförmige Anschlagwandung (18), die auf dem Roher(6) verschieblich ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagwandung (18) eine innen ausgerundete Bohrung (19) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 553 791, 626775; französische Patentschrift Nr. 1 122 424; USA.-Patentschrift Nr. 2779996.