DE1950689A1 - Kalibrier- und Anpressvorrichtung,insbesondere fuer das konzentrische Verschweissen von Kunststoffrohren u.dgl. - Google Patents

Description

• Kalibrier- und Anpreßvorrichtung, insbesondere für das konzentrische Verschweißen von Kunststoffrohren u.dgl.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren und/oder das gegenseitige Ausrichten und Anpressen von Rohren u.#gl., insbesondere für das konzentrische Verschweißen von Kunststoffrohren.
• Aus verformbarem Werkstoff, wie vor allem Kunststoff, gefertigte Rohre weisen insbesondere bei größeren Durchmessern und kleineren Wandstärken häufig eine mehr oder weniger große Verformung bzw. Abweichungen von der exakten kreisrunden Rohrform auf, wodurch ein genaues zentrisches Verbinden der Rohre erschwert oder sogar unmöglich gemacht wird. Voraussetzung für eine einwandfreie Verbindung bzw. Verschweißung von Rohren ist die absolut konzentrische Form der zu verbindenden Rohrenden sowie die genaue axiale Ausrichtung der Rohrenden, so daß die stirnseitig gegeneinander#geführten Rohrenden mit ihren stumpf gegeneinander stoßenden Stirnflächen genau zur Deckung gelangen.
• Im Rohrleitungsbau, z.B. in der chemischen Industrie, werden in zunehmendem Maße Xunststoffrohre verwendet, deren Wandstärke in vielen Fällen 3 mm nicht übersteigen darf. Besonders bei größeren Rohrdurchmessern ist bei diesen dünnen Wandstärken regelmäßig eine starke Verformung im Rohrdurchmesser gegeben, so daß bei einem Verschweißen der Rohre ein Versetzen der Rohrwandungen mit Sicherheit eintritt. Eine einwandfreie Schweißverbindung der Rohre ist in diesem Fall praktisch nicht zu erreichen.
• Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile und Schwierigkeiten zu beheben. Sie bezweckt vor allem ein einfachbauendes und einfach zu handhabendes Werkzeug, mit dem die Rohre oder die sonstigen Profile an den miteinander zu verbindenden Enden genau gegeneinander ausgerichtet werden können und mit dem überdies, falls erforderlich, die Rohrenden exakt in die kreisrunde Form gebracht werden können, in der die stumpf gegeneinander stoßenden Stirnflächen der Rohre absolut konzentrisch zueinander eingestellt sind und sich daher im Verbindungszustand genau überdecken. Ferner soll das erfindungsgemäße Gerät so ausgebildet sein, daß sich mit ihm die zu verbindenden bzw. zu verschweißenden Rohrenden mit dem erforderlichen Andruck gegeneinanderpressen lassen.
• Dies ist vor allem beim Verschweißen von Xunststoffrohren unter Verwendung eines Schweißspiegels von Bedeutung. In diesem Fall sollen sich die Rohrenden mittels des erfindungsgemäßen Geräts zunächst zur thermischen Aufbereitung der Schweißwulst gegen den zwischen die Rohrenden eingeführten Schweißspiegel drucken und anschließend, d.h. nach dem Entfernen des Schweißspiegels, so fest gegeneinanderziehen lassen, daß die im plastischen Zustand befindlichen Rohrenden einwandfrei miteinander verschweißt werden.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß sie aus zwei auf die beiden Rohrenden mit Klemmung aufsetzbaren Kalibrierringen besteht, die mit die Rohrenden gegeneinander ausrichtenden Ausrichtorganen sowie einer Vorrichtung zur Anpressung der Rohrenden versehen sind.
• Die genannten Ausrichtorgane bestehen vorzugsweise aus starren Führungsleisten, zweckmäßig Führungsstäben od.dgl., die an den Ealibrierringen in Richtung der Rohrachse geführt sind. Dabei sind zweckmäßig über den Umfang der beiden Kalibrierringe mehrere Führungsstäbe od.dgl. in Winkelabständen voneinander angeordnet. Zur Führung der Führungsstäbe od.dgl. weisen die Kalibrierringe vorteilhafterweise Führungsaugen od.dgl. auf.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die genannten Kalibrierringe mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig ausgebildet und mit Elemm- oder Spannelementen, wie z.B. Klemmschrauben od.dgl. versehen. Um die Rohrenden bei etwaigen Verformungen in die kreisrunde Form drücken zu können, müssen die Kalibrierringe formsteif ausgeführt werden. Es empfiehlt sich, für die Kalibrierringe formsteife Stahl- oder Aluminiumringe od.dgl.
• zu verwenden.
• Das Innenmaß der als Klemm- oder Spannringe ausgebildeten verformungssteifen Kalibrierringe entspricht dem Sollmaß der miteinander zu verbindenden Rohre. Beim Verspannen der Kalibrierringe werden daher die Rohrenden in die exakte kreisrunde Form gebracht, in der die Rohre stirnseitig miteinander verschweißt werden können. Um dabei die Rohrenden in axialer Richtung genau gegeneinander auszurichten, sind, wie vorstehend erwähnt, die Führungsorgane bzw. Führungsstäbe vorgesehen, die praktisch spielfrei an den Kalibrierringen geführt sind.
• Um noch eine Feinjustierung vornehmen zu können, sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung am Umfang der Kalibrierringe in gleichmäßigen Winkelabständen mehrere Feinåustierschrauben angeordnet.
• Die Anpreßvorrichtung, mit der sich die beiden Rohrenden gegen den Schweißspiegel bzw. gegeneinanderpressen lassen, ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie sich leicht lösbar an die beiden Kalibrierringe anschließen läßt. Die Kalibrierringe weisen zu diesem Zweck geeignete Anschiußorgane auf, die vorteilhafterweise aus radial vorspringenden Zapfen oder in die Ringe eingeschraubten Buchsen od.dgl. bestehen. Es empfiehlt sich, an den Kalibrierringen im Bereich der genannten Anschlußorgane wulstartige Verstärkungen vorzusehen, um die Formsteifigkeit der Kalibrierringe an diesen Stellen zu erhöhen.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Anpreßvorrichtung aus einer Hebelvorrichtung, vorzugsweise einer Gelenkschere od.dgl., deren Krafthebelarme erheblich länger sind als die an den beiden Kalibrierringen angreifenden Lasthebelarme. Dabei läßt sich die Anordnung in vorteilhafter Weise derart treffen, daß die Hebellänge und damit auch die über die Kalibrierringe auf die Rohrenden wirkenden Hebelkräfte z.B.
• durch Aufsatz- oder Zwischenstücke, durch Verwendung von teleskopartig verlängerbaren Hebeln u.dgl. veränderlich eingestellt werden können, so daß sich das erfindungsgemäße Gerät bzw. deren Anpreßvorrichtung bei Rohren verschiedener Abmessungen verwenden läßt.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gelenkschere besteht diese aus zwei gelenkig miteinander verbundenen etwa U-förmigen Bügeln, deren Schenkel an diametral gegenüberliegenden Anschlußorganen der beiden Kalibrierringe anschließbar sind. Der Anschluß kann in einfacher Weise dadurch bewirkt werden, daß die Hebelenden randoffene Aussparungen erhalten, in die die zapfenartigen Anschlußorgane der Kalibrierringe eingeführt werden. Um die Gelenkschere den unterschiedlichen Rohrdurchmessern anpassen zu können, empfiehlt es sich, die als Handgriffe benutzten Bügelteil der Gelenkschere entweder leicht auswechselbar oder aber längenveränderbar auszubilden.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich somit drei Funktionen erfüllen, nämlich einmal das Kalibrieren der Rohrenden#, ferner das Anpressen der Rohrenden gegen den Schweißspiegel und schließlich das Zusammenpressen der Rohrenden zur Herstellung der Schweißverbindung. Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten der miteinander zu verbindenden Rohrenden bzw. zum Anpressen derselben auch dann verwenden, wenn die Rohrenden keine Verformungen bzw. Abweichungen von ihrem Sollmaß aufweisen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 in Seitenansicht zwei miteinander zu verbindende Rohrenden sowie die an den Rohrenden angeordnete Kalibrier-und Ausrichtvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt durch das eine der beiden Rohrenden mit dem hier angeordneten Ealibrierring und dem an diesem angreifenden Teil der Anpreßvorrichtung.
• In der Zeichnung sind die beiden aus Kunststoff gefertigten Rohre 1 und 2 zu erkennen, deren Wandstärke im Verhältnis zum Rohrdurchmesser verhältnismäßig klein ist. Solche Rohre weisen regelmäßig Verformungen und Abweichungen von der genauen kreisrunden Form auf.
• Um die Rohre 1 und 2 an ihren einander zugewandten Enden in die genaue Rundform zu bringen, sind zwei Kalibrierringe 3 und 4 von gleicher Form und Ausbildung vorgesehen, die über die Rohrenden geschoben werden, so daß sie in geringem Abstand vom Rohrende sitzen. Die aus Stahl oder Aluminium gefertigten formsteifen Kalibrierringe 3 und 4 sind zweiteilig ausgebildet. Die beiden Ringhälften werden an radial nach außen gebogenen Flanschen mittels Klemmschrauben 5 oder sonstigen Spannorganen, die einen Schnellverschluß ermöglichen, zu einem geschlossenen Ring verbunden, dessen Innenabmessungen (Innendurchmesser) gleich dem Solldurchmesser (Außendurchmesser) der beiden Rohre 1 und 2 sind. Es ist ersichtlich, daß die zunächst unrunden Rohrenden unter dem Klemmdruck der formsteifen Kalibrierringe 3 und 4 in die kreisrunde Rohrform gedrückt werden.
• Um hierbei noch eine Feinjustierung vorzunehmen, sind an jedem Klemmring in gleichen Winkelabständen noch vier Feinåustierschrauben 6 vorgesehen (Fig. 2).
• Die beiden Kalibrierringe 3 und 4 weisen außerdem außenseitig vier Führungsaugen 7 auf, in denen formsteife Führungsstäbe 8 parallel zur Rohrachse geführt sind. Außerdem sind die beiden Ringhälften der Kalibrierringe im mittleren Bereich mit Verstärkungswulsten 9 versehen, in die Buchsen 10 eingeschraubt sind, welche an diametral gegenüberliegenden Seiten der Kalibrierringe Zapfenansätze bilden. An diese Zapfenansätze ist eine Hebelvorrichtung anschließbar. Diese besteht aus zwei etwa U-förmigen Bügeln 11 und 12, deren Hebelteile über ein angeschraubtes Griffstück 13 lösbar miteinander verbunden sind. Die Bügel 11 und 12 sind ihrerseits über ein Hebelgelenk 14 nach Art einer Schere gelenkig miteinander verbunden.
• Die Hebelenden weisen Aussparungen 15 auf, in die die Zapfen 10 der Kalibrierringe einführbar sind. Es versteht sich, daß der Krafthebelarm, d.h. die Hebellänge zwischen dem Griffteil 13 und dem Gelenk 14-erheblich größer ist als der Lasthebelarm, dessen Länge gleich dem Abstand des Gelenks 14 von den endseitigen Aussparungen 15 ist.
• Es sei angenommen, daß die beiden Rohre 1 und 2 mit ihren Stirnflächen in einem Abstand voneinander liegen. Zur Kalibrierung der Rohrenden werden auf diese die beiden Kalibrierringe 3 und 4 aufgesetzt und durch Anziehen der Klemmschrauben 5 fest verspannt, so daß die beiden Rohrenden in die kreisrunde Form der Kalibrierringe gedrückt werden. Wie erwähnt, läßt sich eine Feinjustierung mittels der Schrauben 6 vornehmen. Anschließend werden die beiden Rohrenden 1 und 2 axial gegeneinander ausgerichtet. Dies geschieht dadurch, daß die formsteifen Führungsstäbe 8, die zunächst nur in den Führungsaugen 7 des Kalibrierringes 3 gehalten sind, durch die Führungsaugen des Ealibrierringes 4 geschoben werden. Da die Führungsstäbe praktisch spielfrei in den Führungsaugen geführt sind, ergibt sich hierbei eine sehr exakte Ausrichtung der Rohrenden.
• Um die beiden Rohrenden miteinander zu verschweißen, wird zunächst ein Schweißspiegel in den Spalt zwischen den Rohrenden eingeführt, was sich ohne weiteres dadurch erreichen läßt, daß von den vier Führungsstäben ein Führungsstab oder auch zwei Führungsstäbe zu dem Kalibrierring 3 hin zurückgezogen wird bzw. werden, so daß der Spalt zwischen den Rohrenden für das Einführen des Schweißspiegels zugänglich wird. Sobald der Schweißspiegel in den genannten Spalt eingeführt ist, wird die Hebelvorrichtung an die beiden mit den Rohrenden verspannten Kalibrierringe angesetzt, wobei die Zapfen 10 in die Aussparungen 15 einfassen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die beiden Rohrenden werden jetzt dadurch gegen den Schweißspiegel gedrückt, daß die Hebelbügel 11 und 12 in Pfeilrichtung auseinandergedrückt werden. Sobald sich die Stirnflächen der Kunststoffrohre hinreichend erweicht haben und sich hier die für die Verschweißung erforderlichen Schweißwulste gebildet haben, wird der Schweißspiegel entfernt, worauf der zuvor zurückgeschobene Führungsstab bzw. die beiden zurückgezogenen Führungsstäbe wieder durch die Führung saugen 7 des Kalibrierringes 4 geschoben werden. Mit Hilfe der Hebelvorrichtung lassen sich dann die beiden Rohrenden 1 und 2 mit einem solchen Andruck gegeneinanderpressen, daß eine einwandfreie Verschweißung der genau kalibrierten und gegeneinander ausgerichteten Rohrenden erhalten wird. Anschließend kann die Hebelvorrichtung von den Kalibrierringen abgenommen werden, worauf dann die beiden Kalibrierringe gelöst werden.
• Die beschriebene Hebelvorrichtung läßt sich bei Rohren unterschiedlicher Durchmesser verwenden. In diesem Fall brauchen lediglich die angeschraubten Griff stücke 13 gelöst und gegen Griff stücke anderer Länge ausgetauscht zu werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Griff stücke 13 in sich längenveränderlich auszubilden. Außerdem können die Hebelteile 11 und 12 in der Länge einstellbar ausgeführt werden, um damit die Hebelübersetzung den jeweiligen'Erfordernissen entsprechend einzustellen.

Claims (14)

1. Ansprüche

   0 Vorrichtung zum Kalibrieren undioder das gegenseitige Ausrichten und Anpressen von Rohren u.dgl., insbesondere für das konzentrische Verschweißen von Kunststoffrohren, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei auf die beiden Rohrenden (1, 2) mit Klemmung aufsetzbaren Kalibrierringen (3, 4) besteht, die mit die Rohrenden gegeneinander ausrichtenden Ausrichtorganen (8) sowie einer Vorrichtung (11, 12) zur Anpressung der Rohrenden versehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtorgane aus starren Führungsleisten, Führungsstäben (8) od.dgl. bestehen, die an den Kalibrierringen (3, 4) in Richtung der Rohrachse geführt sind.
3. Z. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang der Kalibrierringe (3, 4) mehrere Führungsstäbe (8) od.dgl. in Winkelabständen voneinander angeordnet sind, die zweckmäßig in Führungsaugen (7) der Kalibrierringe spielfrei geführt sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierringe (3, 4) aus mehrteiligen, formsteifen Spannringen, vorzugsweise aus Stahl, bestehen.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang der Kalibrierringe (3, 4) verteilt mehrere Feinjustierschrauben (6) angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierringe (3, 4) Anschlußorgane (10) für die Änpraßvorrichtung (11, 12) aufweisen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußorgane (10) aus radial vorspringenden Zapfen od.dgl. bestehen, an die die Anpreßvorrichtung leicht lösbar anzuschließen ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierringe (3, 4) im Bereich der Anschlußorgane (10) eine wulstartige Verstärkung (9) aufweisen.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (11, 12) aus einer Hebelvorrichtung besteht.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelvorrichtung aus einer Gelenkschere (11, 12) besteht, deren Krafthebelarme erheblich länger sind als die an den beiden Kalibrierringen (3, 4) angreifenden Lasthebelarme.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebellänge, z.B. durch Aufsatz- oder Zwischenstücke, durch Verwendung von teleskopartig verlängerbaren Hebelteilen u.dgl., veränderlich ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet daß die Hebelschere aus zwei gelenkig miteinander verbundenen U-förmigen Bügeln (11, 12) besteht, deren Schenkel an diametral gegenüberliegenden Anschlußorganen (10) der Kalibrierringe (3, 4) anschließbar sind.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelvorrichtung bzw. die Gelenkschere.

    am Lasthebelende Aussparungen (15) aufweist, in die die zapfenartigen Anschlußorgane (10) der Kalibrierringe einführbar sind.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (11, 12) der Gelenkschere leicht auswechselbare oder längenveränderbare Griffteile (13) aufweisen.

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