DE19653314C1

DE19653314C1 - Schweißmuffe

Info

Publication number: DE19653314C1
Application number: DE19653314A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Sichler
Original assignee: Friatec AG
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2016-12-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißmuffe, enthaltend einen Muffenkörper gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Schweißmuffe ist aus der japanischen Anmeldung gemäß JP 071 45 899 A bekannt und enthält im Bereich ihrer Innenfläche eine Heizwendel oder Heizwicklung aus elektrisch leitendem Draht. Die vorbekannte Schweißmuffe ist als Doppelmuffe ausgebildet und enthält in der Mitte der Längserstreckung einen ringförmigen Anschlag, an welchem die von den beiden Seiten in den Muffenkörper einzuführenden Rohrenden zur Anlage gebracht werden. Zwischen dem genannten Anschlag und der jeweiligen Heizwicklung sind Zentrierrippen angeordnet, welche parallel zueinander in axialer Richtung verlaufen. Die mittels der Schweißmuffe zu verbindenden Rohre weisen in der Praxis regelmäßig nicht die ideale, axial langgestreckte Form auf, zumal sie üblicherweise auf großen Trommeln bereitgestellt werden und dementsprechend gebogen sind. Desweiteren müssen die Rohre oftmals mit vergleichsweise geringen Krümmungsradien entsprechend einem Straßen- oder Grabenverlauf gebogen verlegt werden. Mittels der Zentrierrippen kann bei einem exakt zylindrischen Rohrende zwar eine Zentrierung erreicht werden, wobei jedoch im Falle von gebogenen Rohrenden oder bei gebogener Verlegung das Rohr an die eine Seite der Innenfläche gepreßt wird und diametral hingegen ein nachteiliger Spalt zwischen der Rohraußenfläche und der Muffeninnenfläche vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schweißmuffe dahingehend weiterzubilden, daß Rohre mit nicht exakt zylindrischen Rohrenden oder nicht exakt koaxialer Ausrichtung zur Schweißmuffe ohne besondere Maßnahmen funktionssicher verschweißbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Schweißmuffe zeichnet sich durch einen einfachen und funktionsgerechten Aufbau aus und ermöglicht bei einfacher Handhabung problemlos die Herstellung der Schweißverbindung mit dem Rohrende. Die Innenfläche des Muffenkörpers besitzt zumindest im Endbereich zwischen der Heizwendel und dem freien Ende des Muffenkörpers eine polygonale Form. Mit Beginn der eigentlichen Schweißung wird die infolge der Materialerwärmung nachlassende, mechanischen Klemmung des Bereiches der Innenfläche mit der Heizwendel von der vorderen kalten Zone übernommen. Die mechanische Klemmung in der kalten Zone des von der Heizwicklung freien Muffenendes wird während der Schweißung noch in hinreichender Weise aufrechterhalten. Die Innenfläche besitzt zumindest im vorderen Bereich der kalten Zone bevorzugt eine Dreiecksform mit abgerundeten Ecken und Seiten. Die Seiten, und dement sprechende Flächenteile der Muffeninnenfläche weisen zur Längsachse einen vor gegebenen kleineren Abstand auf als der Radius des Rohres. Hierdurch wird beim Einschieben des Rohrendes in die Muffe eine zwangsläufige Anpassung vom Rohr an die polygonale Innenkontur der Muffe erzwungen. Die hierbei sich ergebende Materialverdrängung bedingt die Klemmung von Muffe und Rohr.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird das Rohr zum einen verwacklungs sicher und zum anderen zentrisch in der Schweißmuffe gehalten. Im Bereich der kalten Zone und/oder des freien Muffenendes ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Wicklung vorgesehen. Zwischen der zusätzlichen Wicklung und der vorbekannten Heizwicklung ist ein Bereich bzw. die kalte Zone ohne Wicklung vorgesehen, wobei durch diesen Bereich, zweckmäßig mit großer Steigung, der Verbindungsdraht der beiden axial beabstandet angeordneten Wicklungen verläuft. In zweckmäßiger Weise sind die beiden Wicklungen einschließlich deren Verbindung einteilig aus dem gleichen Heizdraht gefertigt.

Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt der Schweißmuffe,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schweißmuffe quer zur Längsachse.

Fig. 1 zeigt in einem axialen Längsschnitt die Schweißmuffe mit einem Muffen körper 2 aus schweißbarem, thermoplastischem Material. Die Schweißmuffe ist als Doppelmuffe ausgebildet und dient zur Verbindung von zwei Rohren, deren Rohren den jeweils im wesentlichen bis zur Mittenebene 4 der Schweißmuffe in bekannter Weise einzuschieben sind. Im Bereich der Innenfläche 6 des Muffenkörpers 2 ist ein Heizdraht vorgesehen und zu verschiedenen Heizwendeln gewickelt, welche nachfol gend näher erläutert werden. Die einzelnen Wendeln sind aus einem einzigen Heiz draht gefertigt, dessen Enden auf Kontaktelemente 8, 9 geführt sind, über welche die Stromzufuhr zum Erwärmen und Schweißen erfolgt. Die hier dargestellte Doppel muffe ist im wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich der Mittelebene 4 ausgebil det und die folgenden Erläuterungen für den einen Teil gelten entsprechend für den anderen Teil.

Im Inneren des Muffenkörpers 2 ist in der Innenfläche 6 die eigentliche Heizwendel 10 vorgesehen, mittels welcher in bekannter Weise die Schweißung durchführbar ist. Diese Heizwendel 10 erstreckt sich in einem ersten Längenbereich 12 mit im wesent lichen gleichbleibender Steigung, wobei in der Zeichnung lediglich aus Gründen der Übersicht in der Mitte des engen Bereiches 12 keine Windung dargestellt, sondern mit gestrichelter Linie 14 angedeutet ist. Die Heizwendel 10 ist in einem Abstand 16 vom freien Ende 18 der Schweißmuffe angeordnet. Der dem Abstand 16 entspre chende Endbereich der Schweißmuffe wird regelmäßig auch als kalte Zone bezeich net, in welcher aus hier nicht weiter zu erläuternden Gründen keine Verschweißung zwischen Rohr und der Schweißmuffe erfolgt.

Im Endbereich 16 ist im Rahmen der Erfindung eine zusätzliche Wendel 20 vorge sehen, welche über eine hier mittels strichpunktierten Linien 22 angedeutete Ver bindung mit der Heizwendel 10 elektrisch verbunden ist. Diese Verbindung 22 ist zweckmäßig integraler Bestandteil des Heizdrahtes, aus welchem die zusätzliche Wendel 20 ebenso wie die Heizwendel 10 besteht, wobei diese Verbindung eine wesentlich größere Steigung aufweist als die Heizwendel 10 und/oder die zusätzliche Wendel 20. Die zusätzliche Wendel 20 ist vorzugsweise in einem axialen Abstand 24 zur Heizwendel 10 angeordnet. Dieser Abstand 24 entspricht der für die kalte Zone vorgesehenen axialen Länge, welche insbesondere durch Normen und Vorschriften unter Berücksichtigung vor allem des Innendurchmessers der Schweißmuffe und weiteren Parametern vorgegeben ist. Im Bereich der Mittelebene 4 ist der Heizdraht mit vergleichweise großer Steigung von der erläuterten Heizwendel 10 des linken Muffenteils auf die zweite Heizwendel 11 des gemäß Zeichnung rechten Muffenteils geführt, welcher im übrigen entsprechend den vorstehenden Erläuterungen ausgelegt ist.

Fig. 2 zeigt eine axiale Ansicht der Schweißmuffe mit einem Rohr 26, welches vor der Schweißmuffe quer zur Längsachse 28 geschnitten ist. Das Rohr 26 besitzt eine zylindrische Außenfläche 30, während die Innenfläche 6 des Muffenkörpers 2 eine polygonale Form aufweist. Wie dargestellt, besitzt hier die Innenfläche 6 eine Drei ecksform, wobei die Seiten 32 ebenso wie die Ecken 34 stark gerundet ausgebildet sind. Die Seiten 32 der Innenfläche 6 weisen zur Längsachse 28 einen Abstand 36 auf, welcher um einen vorgegebenen Betrag kleiner ist als der Radius 38 der Außen fläche des Rohres 26. Entsprechend der polygonalen Form sind unter Berücksichti gung der axialen Erstreckung somit Flächenbereiche der Innenfläche vorhanden, welche Flächenbereiche "innerhalb" der Rohraußenfläche liegen. Die Flächenbe reiche 32 und die Außenfläche 30 überschneiden sich in einem Bereich 40, welcher durch die Differenz aus Radius 38 und Abstand 36 definiert ist. Im Hinblick auf Fertigungstoleranzen der Rohre wird der Radius 38 als der im Toleranzfeld kleinste Radius angegeben. Beim Einschieben eines Endes des Rohres 36 in die Schweiß muffe wird zwangsläufig eine Anpassung des Rohres 36 an die polygonale Form, ins besondere die Dreiecksform der Muffe erzwungen. Durch die hierbei sich ergebende Materialverdrängung, vorzugsweise des Rohres, wird eine Klemmung zwischen Muffe und Rohr erzeugt. Diese erzwungene mechanische Klemmung gewährleistet eine verwacklungssichere und zentrische Anordnung des Rohres innerhalb der Muffe. Nach dem Einschieben des Rohrendes in die Schweißmuffe sind daher zusätz liche Maßnahmen oder Hilfsmittel zur Arretierung nicht mehr erforderlich.

Mit dem Beginn der Schweißung und infolge der Erwärmung und Aufweichung des Kunststoffes läßt im Bereich der Heizwendel die mechanische Klemmung nach. Hingegen erfolgt in der vorderen kalten Zone eine vergleichsweise wesentlich geringere Erwärmung. Auch unter Berücksichtigung der zusätzlichen Wendel 20 erfolgt hier eine Erwärmung derart, daß mittels der dementsprechend aufgeheizten vorderen kalten Zone die mechanische Klemmung des Rohrendes aufrechterhalten wird. Da die zusätzliche Wendel 20 nahe des freien Endes 18 angeordnet ist, ist in diesem Bereich die Wärmeabgabe erheblich größer als im Bereich der Heizwendel 10, so daß die im Bereich der kalten Zone erfolgende Erwärmung zu einer hin reichenden Ausdehnung des Muffenkörpers 2, und/oder des Rohres 26 führt und die Klemmung aufrechterhalten wird. Die Windungszahl der zusätzlichen Wendel 20 und/oder die axiale Länge der zusätzlichen Wendel 20 ist wesentlich kleiner als die der Heizwendel 10. Obgleich die Vorgabe von zwei Windungen der zusätzlichen Wendel 20 sich als zweckmäßig erwiesen hat, kann im Rahmen der Erfindung auch eine andere Windungszahl für die zusätzliche Wendel 20 vorgegeben werden. Es sei ausdrücklich festgehalten, daß zwischen der Heizwendel 10 und der zusätzlichen Wendel 20 ein wicklungsfreier Bereich entsprechend dem Abstand 24 vorgegeben ist, welcher die erforderliche kalte Zone bildet.

Bezugszeichenliste

2

Muffenkörper

4

Mittelebene

6

Innenfläche von

2

8,

9

Kontaktelement

10,

11

Heizwendel

12

vorderer Längenbereich

14

gestrichelte Linie

16

Abstand / Endbereich

18

freies Ende

20

zusätzliche Wendel

22

Verbindung

24

Abstand zwischen

10

und

20

26

Rohr

28

Längsachse von

2

30

Außenfläche von

26

32

Seite, Flächenbereich

34

Ecke

36

Differenz

38

Radius von

30

40

Bereich

Claims

1. Schweißmuffe, enthaltend einen Muffenkörper (2), in welchen ein Rohr ein schiebbar ist, dessen im wesentlichen zylindrische Außenfläche (30) einen Radius (38) aufweist, ferner enthaltend eine im Bereich der Innenfläche (6) des Muffenkör pers (2) angeordnete Heizwendel (10), wobei die Innenfläche (6) Flächenbereiche (32) aufweist, welche zur Längsachse einen Abstand (36) aufweisen, welcher um einen vorgegebenen Betrag kleiner als der Radius (38) der Rohraußenfläche (30) derart ist, daß nach dem Einschieben des Endes des Rohres (26) eine mechanische Klemmung vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (6) eine polygonale Form aufweist und daß die polygonale Form der Innenfläche (6) zumindest in einem Endbereich (16) zwischen der Heizwendel (10) und dem freien Ende (18) des Muffenkörpers (2) vorgesehen ist.

2. Schweißmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (6) eine Dreiecksform aufweist.

3. Schweißmuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Seiten- oder Flächenbereiche (32) und/oder Eckenbereiche (34) der Innenfläche (6) abge rundet ausgebildet sind.

4. Schweißmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Endbereich (16) zwischen der Heizwendel (10) und dem freien Ende (18) des Muffenkörpers (2) eine zusätzliche Wendel (20) angeordnet ist, welche ebenso wie die Heizwendel (10) mit Kontaktelementen (8, 9) elektrisch verbunden ist.

5. Schweißmuffe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wendel (20) zum freien Ende (18) des Muffenkörpers (2) einen geringeren Abstand aufweist als zur Heizwendel (10) und/oder daß zwischen der zusätzlichen Wendel (20) und der Heizwendel (10) ein Mindestabstand (24) vorgegeben ist, welcher ins besondere der Mindestgröße einer kalten Zone der Schweißmuffe mit der vorgegebe nen Nennweite entspricht.

6. Schweißmuffe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sätzliche Wendel (20) und die Heizwendel (10) und eine zwischen diesen vorhandene Verbindung (22) einteilig aus dem gleichen Heizdraht bestehen.