DE1679970B2 - Vorrichtung zum Herstellen einer ringförmigen Ausbuchtung an einem beliebigen Abschnitt eines Rohres aus thermoplastischem Werkstoff - 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 der gewünschten Außenform der Ausbuchtung entsprechenden Ausnehmung und einem in das Rohr einsetzbaren, zylindrischen Dorn mit einem freien Ringraum an der zu verformenden Stelle des Rohrs für einen massiven, elasii sehen, radial dehnbaren Formring.

Es wurde bereits eine derartige Vorrichtung vorgeschlagen, bei der in dem Ringraum eine, radial ausdehnbare, hohle Druckkammer angeordnet ist, die von einem ausdehnbaren Formring umschlossen ist. Bei nicht vollkommen gleichmäßiger Wandstärke kann es beim Arbeiten mit dieser Vorrichtung zu einer ungleichmäßigen Ausbildung der Ausbuchtung kommen.

Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, die die Ausbildung einer Ausbuchtung an dem Ende eines Rohres in zwei Verfahrensstufen gestattet Zunächst wird ein elastischei, zylindrischer Ring zwischen radial ausgerichteten Elementen axial verdichiet, wobei er sich nach außen wölbt, da er nach innen hin nicht ausweichen kann. Bei diesem Vorgang nimmt der innerhalb des Rohres angeordnete Ring einen Teil der Rohrwandung mit so daß eine schwache Ausbuchtung entsteht. In der zweiten Verfahrensstufe wird auf die Stirnseite des fest eingespannten Rohres ein asial gerichteter Druck aufgebracht, der die anfängliche Ausbuchtung der Rohrwandung vergrößert und schließlich die fertige Ausbuchtung bildet. Für die zweite Verfahrensstufe ist das freie Ende des Rohres in einer zylindrischen Ausnehmung geführt, die Ausbuchtung bildet sich jedoch frei aus, so daß eine exakte Arbeitsweise nicht möglich ist.

Ε·> ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der eingangs näher erläuterten Vorrichtung eine möglichst gleichförmige Ausdehnungsbewegung zu erreichen, die sowohl achssymmetrisch ist als auch eine exakte und über lange Bearbeitungsserien gleichbleibende Ausformung der Ränder der ringförmigen Ausbuchtung gewährleistet. Die Ausbuchtung soll auch hinsichtlich ihrer Oberflächen gleichförmig sein und keine Unebenheiten, wie Grate od. dgl, aufweisen.

Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem Dorn ein kegelförmiges Teil axial verschiebbar angeordnet ist, auf dessen Umfang in dem Ringraum der Formring mittels eines Ringes von Elementen zur Übertragung der Axialbewegung des kegelförmigen Teils in eine Radialbewegung des Formringes gelagert ist.

Die Achssymmetrie ist insbesondere dann nur schwer erreichbar, wenn elastische Verformungselemente Anwendung finden, die jedoch allein eine gleichmäßige Oberflächengestaltung sicherstellen. Die verschiedensten Einflüsse, wie geringe Abweichungen in der Wandstärke, insbesondere bei größeren Rohrdurchmessern, das Profil der Nut, das Alter der Werkzeuge u. dgl., führen bei axial verdichteten Formringen häufig zu einer exzentrischen Ausbildung und/oder ungleichmäßigen Wandstärken der Ausbuchtung. Dieses erhöht den Ausschuß, erschwert den Einbau der Rohre oder kann nach kurzem Gebrauch zu Schaden führen. Soll das Profil der herzustellenden Ausbuchtungen geändert werden, so braucht nur der Formring ausgetauscht zu werden, wobei abgestufte Profile oder solche beliebiger geometrischer Gestalt herstellbar sind, da der Formring ausschließlich radial bewegt wird, Axiale Verformungskräfte, die zu unkontrollierbaren radialen Dehnungen der Formringe führen, treten nicht auf. Das Material wird damit weniger beansprucht, was bei der Verformung unter Wärmeeinfluß zu einer Reduzierung der Alterung führt. Die in axialer Richtung von außen aufzubringenden Kräfte können erheblich gegenüber den bekannten Einrichtungen reduziert wer den, bei denen ein Formring bei axialer Druckbeauf schlagung sich radial auswölbt.

Vorteilhaft ist der Ring von Elementen zur Übertra gung der Axialbewegung des kegelförmigen Teils ir eine Radialbewegung des Formringes als Druckrinj ausgebildet. Er bietet dadurch die Sicherheit, daß durcl das kegelförmige Teil auf den Formring eine gleichför mige Ausdehnungsbewegung übertragen wird.

Der Druckring ist vorteilhaft aus einzelnen miteinan der in Umfangsrichtung bewegbar verbundenen Ring segmenien gebildet. Die Innenseiten der Ringsegmenti können der kegelförmigen Oberfläche des axial ver schiebbaren Teils angepaßt sein, und die Außenseite!

der Ringsegmenie können an der Innenseite des Formringes festgelegt sein. Zu diesem Zweck können die Außenseiten der Ringsegmente einen nach innen weisenden Vorsprung des Formringes T- lutförmig übergreifen.

Falls es erforderlich ist, eine zusätzliche nach innen wirkende Kraft auf den Formring bzw. den Druckring aufzubringen, um den Formring schneller aus der fertigen Ausbuchtung herauszuziehen, weist vorteilhaft jedes Ringsigment eine Durchgangsbohrung als Gehäuse für eine Ringfeder auf, die auf alle Segmente des Druckringes eine radial nach innen gerichtete Kraft ausübt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die nachfolgend an Hand der ss Beschreibung näher erläutert werden.^Es zeigt

F i g. 1 im Längsschnitt ein in die Vorrichtung eingesetztes Ende eines Rohrs aus thermoplastischen Werkstoffen,

F i g. 2 einen F i g. 1 entsprechenden Längsschnitt ss mit bereits verformter Rohrwand,

F i g. 3 einen Teil des Formnnges und des damit verbundenen Druckringes vor dem Ausdehnen des Ringes,

F ι g. 4 einen entsprechenden Teil des Formringes nach dem Ausdehnen des Ringes, s5

F i g. 5 einen F i g. 1 entsprechenden Längsschnitt mit einer weiteren Ausführungsform des Druckringes.

F i g. 6 einen der F i g. 5 entsprechenden Längsschnitt mit bereits verformter Rohrwand,

Γ i g. 7 und 8 entsprechend F i g. 3 und 4 den Druckring und den Formring für die Ausführungsform gemäß F i g. 5 und 6.

Gemäß F i g. 1 ist ein Rohr 1 aus thermoplastischem Werkstoff mit einer Muffe 2 versehen, an der eine nach innen offene kreisringförmige Ausbuchtung ausgeformt werden soll. E'.ne Ausbuchtung ist häufig an Rohrmuffen zur Unterbringung eines O-Ringes oder einer ähnlichen Dichtung erforderlich, um zwei aneinanderstoßende Rohrabschnitte, beispielsweise flüssigkeitsdicht, miteinander zu verbinden. Um die Muffe 2 herum ist eine mehrteilige Hohlform 3 angeordnet, die allgemein mit 4 be7eichnete Klemmorgane sowie eine nach innen offene kreisringförmige Ausnehmung 5 aufweist. Die Ausnehmung 5 entspricht der Form des gewünschten äußeren Profils der an dem Rohrabschniu herzustellenden Ausbuchtung. Die geteilte Hohlform wird außerhalb der Muffe 2 ausgerichtet, so daß die Ausnehmung 5 an der Stelle der Muffe 2 liegt, die für die Ausbuchtung vorgesehen ist. ·

Die Muffe 2 wird mit einem inneren Verschlußkörper in Form eines Domes 6 versehen, der eine kreisförmige Ausnehmung zur Ausbildung eines Ringraumes 7 hat. Der Ringraum 7 ist zwischen einer zylindrischen Stirnplatte 8 und einem zylindrischen Körper 10 ausgebildet, die durch Schrauben 9 miteinander verbunden sind. Die Stirnplatte 8 liegt an einem zylindrischen Abschnitt 10a des Körpers 10 an, wobei die Stirnplatte 8 und der Körper 10 derart ausgebildet sind, daß sie um den Abschnitt 10a herum eine ringförmige Kammer 11 bilden, die über den Ringraum 7 mit der Umfangsfläche des Domes 6 in Verbindung steht.

Ein kegelförmiges Teil 12 ist auf dem zylindrischen Abschnitt 10a in der Kammer 11 axial verschiebbar angeordnet. Es ist mit einer kegelförmigen Umfangsfläche 12a versehen, die im Bereich des Ringraumes 7 im Dorn 6 verschiebbar ist. Das kegelförmige Teil 12 weist zu seiner Verschiebung innerhalb der Kammer 11 Betätigungsstangen 13 auf, die durch geeignete öffnungen in der Stirnplatte 8 hindurchgeführt sind.

Jn dem Ringraum 7 ist ein dehnbarer Formling 14 aus massivem, elastischem Material angeordnet Der Forraring 14 umgibt das kegelförmige Teil 12 und ist' mit einem Druckring 15 verbunden, der zwischen dem Formring 14 und dem kegelförmigen Teil 12 angeordnet ist und dieses umschließt Der Druckring 15 hat eine geneigte, nach innen weisende Oberfläche 15a, die der Umfangsfläche 12a des kegelförmigen Teils 12 angepaßt ist und an dieser anliegt. Bei einer Axialbewegung des kegelförmigen Teils 12 gleiten die Flächen 15a auf der Umfangsfläche 12a, wodurch die Axialbewegung in eine Radialbewcgung des Druckringes 15 übertragen wird.

Wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, besteht der Druckring 15 aus einer Anzahl von Ringsegmenten 156 aus festem Material, deren Außenseiten 16 mit den Innenseiten des Formringes verbunden sind. Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist die äußere Umfangsfläche 16 des Druckringes 15 mit einer hinterschnittenen Nut 15c versehen, <n die ein entsprechender Vorsprung 14a an der nach innen weisenden Seite des Formringes 14 eingreift, um die beiden Ringe sicher miteinander zu verbinden. Die Ringsegmente 156 sind derart angeordnet, daß bei neutralem, nicht aufgeweitetem Zustand des Formringes (F i g. 3) ein voller, nicht unterbrochener Druckring gebildet wird, während nach einer Axialbewegung des kegelförmigen Teils 12 die Ringsegmente 156 radial nach außen in Richtung des Formringes 14 bewegt worden sind und in Umfangsrichtung durch diese Radialbewegung voneinander getrennt sind (F i g. 4).

Der dehnbare Formring 14 hat eine äußere axiale Breite, die etwas geringer ist als die lichte axiale Weite der in dem Rohr auszubildenden Ausbuchtung. In seinem entspannten Zustand weist der Formring einen äußeren Durchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Muffe 2. Der Formring 14 hat eine äußere Oberfläche, die vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist. Diese kann jedoch auch im Hin blick auf eine spezielle Gestaltung der fertigen Ausbuchtung eine andere Form aufweisen.

Beim Ausbilden einer ringförmigen Ausbuchtung an der Muffe 2 wird diese in dem für die Ausbuchtung vorgesehenen Bereich erwärmt, die mehrteilige Hohlform auf der Muffe 2 ausgerichtet und der Dorn 6 mit dem kegelförmigen Teil 12, dem Druckring 15 und dem Formring 14 in die Muffe 2 eingesetzt, so daß sich der Ringraum 7 in dem Bereich befindet, in dem die Ausbuchtung ausgebildet werden soll (F i g. 1).

Gemäß Fig.2 wird das kegelförmige Teil 12 axial mit Hilfe der Betätigungsstangen 13 durch die Kammer 11 bewegt, wodurch der Druckring 15 radial nach außen bewegt wird. Eine derartige Radialbewegung des Drucknnges 15 bewirkt eine Verformung des Fprmringes 14 und drückt diesen aus dem Ringraum 7 radial nach außen, wobei der erweichte Teil der Muffe 2 in die Ausnehmung 5 der Hohlform 3 hineintritt. Dabei wird die ringförmige Ausbuchtung 17 in der Muffe 2 ausgebildet. Die Muffe 2 wird dann gekühlt, bis das thermoplastische Material verfestigt ist, und das kegelförmige Teil 12 wird in seine Ausgangsstellung zurückgezogen, so daß der Formring 14 in den Ringraum 7 zurückweichen kann, worauf der Dorn aus der Muffe 2 entfernt wird. Die mehrteilige Hohlform wird schließlich durch Lösen der Klemmorgane 4 abgenommen.

Während der in die Ausnehmung 5 der Hohlform 3 hineingerichteten Verformung des erweichten Wandteils der Muffe 2 werden die Ecken 17a der nach innen

offenen Ausbuchtung 17 stark beansprucht. Um diese erhöhte Spannung in dem thermoplastischen Material im Bereich der Ecken 17a der Ausbuchtung zu verringern, sind die Ränder 3a der Ausnehmung 3 vorzugsweise ballig ausgebildet.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g. 5 bis 8 ist jedes radiale Ringsegment 156 mit einer Durchgangsbohrung 18 versehen. Die Bohrungen 18 sind so ausgebildet, daß sie beim Aneinanderliegen der Ringsegmente 156 zur Ausbildung des ununterbrochenen vollen Druckringes 15 (F i g. 7) eine endtose Bohrung 18a im Druckring 15 bilden. Die Bohrung 18a hat kreisförmigen Querschnitt in axialer Richtung und ist konzentrisch zum Druckring angeordnet. In der Bohrung 18a durchläuft jedes Ringsegment 156 eine endlose Schraubenfeder 19, deren Enden bei 20 verbunden sind. Die Feder 19 steht unter Spannung, um die Ringsegmente 152? radial nach innen zu drücken und dadurch einen geschlossenen Druckring 15 zu bilden, wodurch die geneigten Oberflächen 15a mit der konischen Fläche 12a des kegelförmigen Teils 12 in Eingriff gehalten werden. Bei dieser Ausführungsform weisen die äußere Umfangsfläche 16 des Druckringes 15 und die innere Umfangsfläche des Formringes 14 zylindrische Gestalt auf und sind nicht miteinander verbunden, so daß während der radialen Auswärtsbewegung des Druckringes 15 die zylindrischen Flächen aneinander anliegen und der Formring 14 radial nach außen in die

ίο in F i g. 6 gezeigte Stellung gedrückt wird. Nach einem Formvorgang und nach dem Zurückziehen des kegelförmigen Teils 12 bewegen sich die Ringsegmente 156 unter dem Einfluß der. Feder 19 und der Formring 14 unter dem Einfluß der eigenen Elastizität radial nach innen. Die Ringelemente 156 bei der Ausführungsform nach F i g. 5 bis 8 können auch in ähnlicher Weise wie be der nach F i g. 1 bis 4 mit dem Formring 14 verbunden sein

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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 der gewünschten Außenform der Ausbuchtung entsprechenden Ausnehmung und einem in das Rohr einsetzbaren, zylindrischen Dorn mit einem freien Ringraum an der zu verformenden Stelle des Rohrs für einen massiven, elastischen, radial dehnbaren Formring, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dorn (6) ein kegelförmiges Teil (12, 12a) axial verschiebbar ungeordnet ist, auf dessen Umfang in dem Ringraum (7) der Formring (14) mittels eines Ringes von Elementen zur Obertragung der Axialbewegung des kegelförmigen Teils (12) in eine Radialbewegung des Formringes (14) gelagert ist. ao

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring von Elementen zur Übertragung der Axialbewegung des kegelförmigen Teils (12) in eine Radialbewegung des Formringes (14) als Druckring (15) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (15) aus einzelnen miteinander in Umfangsrichtung bewegbar verbundenen Ringsegmenten (15b) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der Ringsegmente (156) der kegelförmigen Oberfläche (12a) des axial verschiebbaren Teils (12, 12a) angepaßt und die Außenseiten (16) der Ringsegmente (156) an der Innenseite des Formringes (14) festgelegt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten (16) der Ringsegmente (156) einen nach innen weisenden Vorsprung (14a) des Formringes (14) T-nutförmig übergreifen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ringsegment (156) eine Durchgangsbohrung (18) als Gehäuse (18a) für eine Ringfeder (19) aufweist, die auf alle Segmente (156) des Druckringes (15) eine radial nach innen gerichtete Kraft ausübt.