DE1604484C - Vorrichtung zum Herstellen einer ringförmigen Ausbuchtung an einem be liebigen Abschnitt eines Rohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer ringförmigen Ausbuchtung an einem beliebigen Abschnitt eines Rohres aus thermoplastischem Werkstoff mit einer mehrteiligen Form, bestehend aus einem äußeren Formteil mit einer ringförmigen, dem gewünschten äußeren Profil der Ausbuchtung entsprechenden Ausnehmung und einem in das Rohr einsetzbaren Verschlußkörper zur Ausbildung eines geschlossenen ringförmigen Raumes an der zu verformenden Stelle des Rohres, mit einer in dem · ringförmigen Raum angeordneten, radial ausdehnbaren, hohlen Druckkammer und. mit Einrichtungen zum Zuführen eines unter Druck stehenden Strömungsmittels zur Dehnung der Druckkammer.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art steht die Druckkammer unmittelbar mit der Wand des zu verformenden Rohres im Eingriff, so daß das Material der Druckkammerwand verschiedenen Anforderungen, wie beispielsweise Undurchlässigkeit für das unter Druck stehende Strömungsmittel, Wärmebeständigkeit, da häufig die aus thermoplastischen Werkstoffen bestehende Rohrwandung unter Wärmeeinwirkung verformt wird, geringe Reibung zwischen der Druckkammerwand und der Wand des zu verformenden Rohres zur Vermeidung von Spannungen innerhalb des thermoplastischen Werkstoffes, genügen muß. Derartige Anordnungen, insbesondere die Druckkammer, unterliegen deshalb einem erheblichen Verschleiß, der auch dadurch bedingt ist, daß die Wand der Druckkammer beim Einsetzen und Herausnehmen des Verschlußkörpers leicht zwischen diesem und der Wand des Rohres eingeklemmt wird. Diese Gefahr besteht auch beim Verformungsvorgang, wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer erhöht wird. ' " · ^; -

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung zum Herstellen einer ringförmigen Ausbuchtung an einem beliebigen Abschnitt eines Rohres aus thermoplastischem Werkstoff zu verbessern und insbesondere die Lebensdauer gegenüber der bekannten Anordnung erheblich zu steigern.

Dieses wird erfindungsgemäß bei der eingangs er^ läuterten Vorrichtung dadurch erreicht, daß die Druckkammer in einer ringförmigen Ausnehmung des Verschlußkörpers angeordnet und von ■ einem ausdehnbaren Formring umschlossen ist.

Bei dieser Vorrichtung wird der.Vorteil erreicht,, daß die Druckkammer selbst nicht den häufigen Temperaturveränderungen ausgesetzt ist, die zum Herstellen der Ausbuchtung erforderlich sind. Die Wand der Druckkammer kann aus einem Material hergestellt werden, das ausschließlich den Anforderungen einer einwändfreien Strömungsmittelabdichtung genügt. Der vorteilhafterweise massiv ausgebildete, dehnbare Formring ist in dem Verschlußkörper sicher geführt und verhindert, daß die Druckkammerwand zwischen die Wand des zu verformenden Rohres und den Verschlußkörper gelangen kann. Der Formring ist selbst elastisch und führt nach Herstellung der Ausbuchtung und Senkung des Strömungsmitteldruckes die Druckkammer sicher in die Ausgangslage zurück, so daß der Verschlußkörper einschließlich der Druckkammer störungsfrei aus dem Rohr herausgezogen werden kann. Die Oberfläche des Formringes ist so ausgebildet, daß die Reibung zwischen dieser Fläche und dem zu verformenden Rohrbereich gering ist.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Dehnung des Formringes besteht dieser vorteilhafterweise aus einem elastomeren Material.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die ringförmige Ausnehmung des als zylindrischen Dorn ausgebildeten Verschlußkörpers an beiden Stirnseiten von je einem zylindrischen, zur Ausnehmung koaxilen Element begrenzt.

Vorteilhafterweise besteht die Druckkammer aus elastomerem Material. Sie kann aus einem torusförmigen Schlauch bestehen. Andererseits kann die Druckkammer aus einer ringförmigen Membran aus elastomerem Werkstoff mit einem im wesentlichen Ü-förmigen axialen Längsschnitt bestehen, deren Ränder strömungsmitteldicht mit dem Verschlußkörper verbunden sind. ■ .

Eine besonders günstige Lagesicherung der Druckkammer innerhalb des Formringes wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß die Innenfläche des Formrings kreisförmig und konkav ist. ;-

Als Werkstoffe für den Formring und gegebenenfalls die Druckkammer eignen sich als elastomere Werkstoffe Naturkautschuk, synthetischer Kautschuk oder Neopren.

Als Strömungsmittel zur Dehnung der Druckkammer findet Gas — vorzugsweise,Luft — oder eine Flüssigkeit Anwendung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Verformung von Rohren größeren Durchmessers geeeignet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das an Hand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Rohrendes innerhalb der Vorrichtung, "

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt mit bereits verformter Rohrwandung und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein abgeändertes Ausführungsbeispiel für das innere Verschlußorgan, das in das Rohr einsetzbar ist.

Gemäß Fig. 1 ist ein· Rohr 1 aus thermoplastischem Werkstoff mit einer Muffe 2 versehen, an der eine nach innen offene kreisringförmige Ausbuchtung ausgeformt werden soll. Eine Ausbuchtung ist häufig an Rohrmuffen zur Anbringung eines O-Ringes oder einer ähnlichen Dichtung erforderlich, um zwei Rohrabschnitte, beispielsweise flüssigkeitsdicht, miteinander zu verbinden. Um die Muffe 2 herum ist ein äußerer Formteil 3 angeordnet, der Klemmorgane 4 sowie eine nach innen offene kreisringförmige Ausnehmung 5 aufweist. Die Ausnehmung 5 entspricht der Form des gewünschten äußeren Profils der an dem Rohrabschnitt herzustellenden fertigen Ausbuchtung. Der Formteil 3 wird axial zu der Muffe 2 ausgerichtet, so daß die Ausnehmung 5 an. der Stelle der Muffe 2 liegt, die für die Ausbildung der Ausbuchtung vorgesehen ist.

Die Muffe 2 wird mit einem inneren Verschlußkörper in Form eines Dornes 6 versehen, der eine ringförmige Ausnehmung 7 aufweist. Die Ausnehmung 7 ist vorzugsweise durch zwei miteinander verbundene zylindrische Elemente 8 und 9 gebildet, zwischen denen ein zylindrischer Abschnitt 8 α von geringerem Durchmesser koaxial mit den Elementen 8 und 9 fluchtend befestigt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird nach Einführen des Dornes 6 in die Muffe 2 ein geschlossener kreisringförmiger Raum zwischen der Ausnehmung 7 und der Muffe 2 gebildet. Zwischen den Elementen 8

und 9 und dem Abschnitt 8 a wird eine hohle Druckkammer 10 ausgelegt, die aus einem torusförmigen Schlauch aus elastomeren Werkstoffen besteht. Der Schlauch steht mit einer nicht dargestellten Luftpumpe über eine Leitung 11 in Verbindung, so daß unter Druck stehende Luft von der Pumpe in den Schlauch gepumpt werden kann.

Der Schlauch wird von einem ausdehnbaren Formring 12 aus massivem elastomeren Material umgeben, der den restlichen Teil der Ausnehmung 7 ausfüllt und eine äußere Breite in Längsrichtung aufweist, die nur etwas geringer ist als die innere lichte Weite der an dem Rohr auszubildenden Ausbuchtung. Der Formring 12 weist in seinem ungespannten Zustand einen äußeren Durchmesser auf, der etwas geringer als . der innere Durchmesser der Muffe 2 ist. Der Formring 12 besitzt eine nach innen weisende Innenfläche 12 α, die mit dem Schlauch im Eingriff steht, und ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, konkav ausgebildet und besitzt eine nach außen weisende Außenfläche 12 b, die vorzugsweise zylindrisch ist. Der Formring 12 kann jedoch mit einer anders gestalteten Innenfläche 12 a versehen sein, die das Weiten des Ringes vereinfacht. Die Außenfläche 12 b des Formringes 12 kann ebenfalls anders gestaltet sein, was von der gewünschten Form der fertiggestellten Ausbuchtung abhängig ist.

Während der Ausbildung der nach innen offenen kreisringförmigen Ausbuchtung an der Muffe 2 wird diese in dem für die Ausbildung der Ausbuchtung vorgesehenen Bereich erwärmt, die mehrteilige Form um das Rohrl herum angeordnet und das Verschlußorgan in Form des Domes 6 einschließlich der Druckkammer 10 und des Formringes 12 in der Muffe 2 ausgerichtet, so daß die Ausnehmung? mit der für die Ausbildung der Ausbuchtung vorgesehenen Stelle fluchtet. (F ig..1).

Gemäß Fig. 2 wird unter Druck stehende Luft durch die Leitung 11 in die Druckkammer 10 gepumpt, die diese weitet. Durch die Dehnung der Druckkammer 10 wird der Formring 12 deformiert und radial nach außen gedrückt, wobei der erweichte Teil der Muffe 2 in die Ausnehmung 5 des Formteiles 3 gepreßt wird und so eine nach innen offene ringförmige Ausbuchtung 13 an der Muffe 2 entsteht. Die Muffe 2 wird dann abgekühlt, bis der thermoplastische Werkstoff sich verfestigt hat,, und die verdichtete Luft wird dann aus der Druckkammer 10 abgelassen, wobei sich der Formring 12 in die Ausnehmung 7 zurückzieht. Danach kann der Dorn 6 aus der Muffe 2 herausgezogen werden. Der äußere Formteil 3 wird dann abgenommen, nachdem die Klemmorgane 4 gelöst sind.

Die Innenfläche 12 a des Formringes 12 ist vorzugsweise konkav ausgebildet, da dieses einerseits eine Lagesicherung des Schlauches in der Ausnehmung 7 gestattet und andererseits sicherstellt, daß nach Aufblasen des Schlauches durch das Einpumpen des unter Druck stehenden Strömungsmittels die nach innen weisenden kreisringförmigen Ränder 12 c des Formringes 12 nach außen gedrückt werden und dadurch an den radialen Seitenwänden der Ausnehmung? zur Anlage kommen. Dies verhindert, daß der Schlauch zwischen die radialen Seitenwände der Ausnehmung 7 und die im wesentlichen radial verlaufenden Seitenwände des Formringes 12 kriecht.

Es wurde gefunden, daß während der in die Ausnehmung 5 des Formteiles 3 hineingerichteten Verformung des erweichten Wandteiles der Muffe 2 die Ecken 14 a der nach innen offenen Ausbuchtung 13 an der Muffe 2 überbeansprucht sind. Um diese erhöhte Spannung in dem thermoplastischen Werkstoff im Bereich der Ecken 14 a der Ausbuchtung 13 zu verringern, sind die Ränder 3 α des äußeren Formteiles 3 in der dargestellten Weise abgerundet.

Gemäß F i g. 3 weist die oben beschriebene Anordnung aus dem Dorn 6 und dem Formring 12 eine

ίο abweichend ausgebildete Druckkammer auf, die aus einer ringförmigen elastomeren Membran 15 mit einem U-förmigen axialen Längsschnitt besteht. Die Ränder 15 a und 15 b der Membran 15 sind strömungsmitteldicht an den Dorn 6 angeschlossen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elastomere Membran 15 an dem Abschnitt 8 a des Domes 6 mittels zweier Sicherungsscheiben 16 befestigt. Die Membran 15 kann auch an den Elementen 8 und. 9 des Domes 6 so befestigt sein, daß sie mit diesem eine Druckkammer bildet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen einer ringförmigen Ausbuchtung an einem beliebigen Abschnitt eines Rohres aus thermoplastischem Werkstoff mit einer mehrteiligen Form, bestehend aus einem äußeren Formteil mit einer ringförmigen, dem gewünschten äußeren Profil der Ausbuchtung entsprechenden Ausnehmung und einem in das Rohr einsetzbaren Verschlußkörper zur Ausbildung eines geschlossenen ringförmigen Raumes an der zu verformenden Stelle des Rohres, mit einer in dem' ringförmigen Raum angeordneten, radial ausdehnbaren, hohlen Druckkammer und mit Einrichtungen zum Zuführen eines unter Druck stehenden Strömungsmittels zur Dehnung der Druckkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) in einer ringförmigen Ausnehmung (7) des Verschlußkörpers angeordnet und von einem ausdehnbaren Formring (12) umschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formring (12) aus einem elastomeren Material besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Ausnehmung (7) des als zylindrischer Dorn (6) ausgebildeten Verschlußkörpers an beiden Stirnseiten von je einem zylindrischen, zur Ausnehmung (7) koaxialen Element (8 bzw. 9) begrenzt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer

(10) aus elastomerem Material besteht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) aus einem torusförmigen Schlauch besteht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) aus einer ringförmigen Membran (15) aus elastomerem Werkstoff mit einem im wesentlichen U-förmigen axialen Längsschnitt besteht, deren Ränder (15 a, 156) strömungsmitteldicht mit dem Verschlußkörper verbunden sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche

(12 α) des Formringes (12) kreisförmig und konkav ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (126) des Fonnringes (12) zylindrisch ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen