DE2061899A1

DE2061899A1 - Vorrichtung zum Formen eines Muffen endes bei einem Rohr aus thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE2061899A1
Application number: DE19702061899
Authority: DE
Inventors: Petrus Mannus Enkhuizen Acda (Niederlande)
Original assignee: Polva Nederland BV
Current assignee: Polva Nederland BV
Priority date: 1969-12-24
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1971-07-01
Also published as: NL163453C; JPS5441633B1; FR2074232A5; BE760688A; CA963618A; CH528348A; ZA708347B; NL6919424A; KE2683A; DE2061899C3; NL163453B; ES199649U; DE2061899B2; ES199649Y; BR7024891D0; JPS5028115B1; US3853450A; GB1339586A

Description

DR.-ING. VON KREiSLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES Dl PL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

14. 12.70

Sch-Sg/est

POLm-NEDERLAND N.V., Flevolaan 5, Enkhuizen, Niederlande

Vorrichtung zum Formen eines Muffenendes bei einem Rohr aus thermoplastischem Material

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen eines Muffenendes bei einem Rohr aus thermoplastischem Material, wobei das Muffenende mindestens eine erweiterte Innenfläche mit größerem Durchmesser als derjenige, der sich bis hin zur Außenfläche des Rohres oder bis zu dem Ende der einzuführenden Spitze erstreckenden Muffenöffnung besitzt, mit einem zylindrischen Dorn, dessen Außenprofil im wesentlichen dem Innenprofil des zu formenden Muffenendes angepaßt ist, dessen Einsatz- oder Frontende eine Außenfläche mit sich absatzweise veränderndem Durchmesser besitzt, wobei die übergänge zwischen den Absätzen unter einem Winkel von weniger als 45° zur Achsrichtung verlaufen, und dessen Frontende einen nach vorn innen geneigten Kantenbereich mit einem kleinsten Durchmesser, der kleiner ist als der Rohrinnendurchmesser, besitzt.

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COPY

Eine derartige Vorrichtung ist aus dem niederländischen Patent 121 936 der Anmelderin bekannt. Bei der Muffenherstellung wird nach dem während der Aufheizung erfolgenden Expandieren des Rohrendes zur Formung zweier aufgeweiteter Abschnitte ein Dichtring aus Gummi oder ähnlichem Material mit einem sich axial erstreckenden Lippenbereich, der nach innen geneigt ist, an einem aus vorzugsweise dem Rohrmaterial bestehenden Klemmring montiert, so daß seine nach vorn weisende Lippe innerhalb der größten der beiden Aufweitungen des Muffenendes angeordnet ist. Danach wird der Kantenbereich des den am stärksten aufgeweiteten Bereich verbindenden Kupplungsgliedes durch Wärmeeinwirkung und Zusammendrücken des Dichtringes geformt. Dies kann in bekannter Weise entweder durch ein mechanisches Werkzeug oder durch ein auf die Außenfläche der Hülse einwirkendes Kompressionsmedium erfolgen.

Obwohl man mit dieser Art der Formgebung des Muffenendes eines Rohres durch Benutzung eines Klemmringes mit dem federnden, ihn als "Formdorn" umgebenden Dichtring eine über den Umfang gleichmäßig ebene Oberfläche der Muffen-Innenseite erhält, ist diese Fläche von Natur aus ungenau in der Einhaltung der Abmessungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der dem Muffenende nicht nur eine über den Umfang gleichmäßige Innenfläche gegeben wird, sondern mit der darüber hinaus auch sämtliche axialen Abmessungen des Muffenendes akkurat eingehalten werden können. Zur Lösung dieser Aufgäbe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Dorn einen aus Hartmaterial bestehenden Abschnitt besitzt, dessen rückwärtiges Ende einen maximalen Außendurchmesser

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aufweist, der mindestens etwa dem Außendurchmesser
des sich an die Muffe anschließenden Rohrteiles entspricht, daß der Dorn mit einem auf dem Abschnitt gleitenden Formring versehen ist, der an mindestens einer
Stelle im Außendurchmesser größer ist als der Abschnitt und dessen Härte so bemessen ist, daß sie zwischen der Härte des thermoplastischen Materials der Muffe bei
Umgebungstemperatur und derjenigen bei Verformungstemperatur liegt, und daß der Formring an mindestens
einer Stelle einen Durchmesser besitzt, der kleiner ist als der größte Außendurehmesser des Abschnittes, und in den Kantenbereich übergeht.

Demnach wird vorgeschlagen, daß bei einer gegenseitigen Axialbewegung der Muffe und der.erfindungsgemäßen Vorrichtung die Oberfläche des Formringes örtlich einen

größeren Außendurehmesser besitzt als der größte Durchmesser der Außenfläche des ersten Dornabschnittes, um
eine genaue Formgebung dea aufgeweiteten Abschnittes zu erhalten, der einen größeren Innendurchmesser besitzt als der Außendurchmesser des ersten Dornabschnittes. Dabei besitzt zur Erzeugung der Halterung der Abschnitt des Formringes eine Innenfläche, deren Durchmesser kleiner ist als der größte Außendurehmesser des ersten Dornabschnittes, Dies dient dazu, ein Rückwärtsgleiten des Formringes hinter eine vorbestimmte Stellung am ersten Dornabschnitt unter dem Einfluß der inföLge der gegenseitigen Axialbewegung des Rohres und der Vorrichtung auftretenden Reibungskräfte zu verhindern.

Obwohl zur Aufweitung des Rohres im wesentlichen radiale Kräfte angewandt werden, sollte das Material des Formringes eine spezielle Form und eine bestimmte Härte
haben. Mit Rücksicht auf die gleichzeitig auftretenden
Reibungskräfte ist es wünschenswert dafür zu sorgen, daß

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während der gegenseitigen Axialbewegung des Rohres und der Aufweitungsvorrichtung die radiale Anordnung und Abmessung des entlang des ersten Dornabschnittes gleitend montierten Formringes unverändert in der festgelegten Stellung verbleibt.

Zu diesem Zweck ist bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Formring mit Mitteln zur Verhinderung einer radial nach außen gerichteten Verformung versehen.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Innenfläche des Formringes mit Längsrippen versehen, die in an der Außenfläche des genannten Dornabschnittes vorgesehene Längsnuten eingreifen. Bei einer derartigen Ausführungsform können das Widerlager, das das weitere Zurückgleiten des Formringes verhindert, ebenso wie die Mittel,die radiale Deformationen des Formringes vermeiden, in einfacher Weise gebildet werden. Der Querschnitt der Nuten kann ebenso wie derjenige der Rippen vorzugsweise schwalbenschwanzformig ausgebildet sein.

Um eine weitere Sicherung gegen radiale Verschiebung oder Deformierung des Formringes zu erhalten, kann das rückwärtige Ende des Formringes mit einem sich in axialer Richtung bis hinter die angrenzende Außenfläche des Dornabschnittes erstreckenden Kantenabschnitt versehen sein.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Ausbildung möglich, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Abschnitt an der Frontseite des Dornes mit seinem Kantenbereich von einem gesonderten hülsenähnlichen Ab-,30 schnitt aus einem Material gebildet ist, das eine ähnliche

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Härte besitzt wie dasjenige des Dornabschnittes, daß der Außendurchmesser des hülsenförmigen Abschnittes mindestens gleich demjenigen des an die zu formende Rohrmuffe anschließenden Rohrabschnitts ist, und daß der hülsenförmige Abschnitt auf dem Dornabschnitt gleitet, jedoch in seiner Arbeitsstellung gegen Zurückschieben derart gesichert ist, daß der Formring ohne Deformierung exakt festgelegt ist. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Außenfläche über die gesamte Länge des Dornes erzeugt.

Bei der zuletzt erwähnten Ausführungsform besitzt der Formring vorzugsweise an seinem Frontende einen Kantenbereich, der sich in axialer Richtung bis hinter die Außenfläche des röhrenförmigen Abschnitts erstreckt. So wird die Sicherheit des Formringes gegen unerwünschtes Verschieben oder Deformation noch erhöht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäiSen Vorrichtung ist vorgesehen, daß der röhrenförmige Abschnitt in seiner Arbeitsstellung gegen den Dornabschnitt klemmbar ist, daß der Dornabschnitt mit einer Mittelbohrung versehen ist, durch die eine axial verschiebbare Stange geführt ist, und daß an der Stange gelenkig gegen Federdruck radial nach außen gerichtete Haken angebracht sind, die den röhrenförmigen Abschnitt mit einer axial gerichteten Druckkraft hintergreifen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der Einfachheit der die Formfläche tragenden Konstruktion. Diese Konstruktion kann entweder nur einen begrenzt entlang eines ersten Abschnitts oder entlang dieser Abschnitte bewegbaren Formring enthalten. Ferner wird noch

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ein Röhrenabschnitt benötigt, der entlang des ersten Abschnitts in Grenzen verschiebbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher der Dorn aus einem ersten Dornabschnitt besteht, an dem ein Formring und ein röhrenförmiger Abschnitt axial verschiebbar sind und bei welcher P das zu verformende Rohr und der Dorn in axialer Richtung entsprechend der richtigen Abmessung verschoben sind.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform, bei der nur der entlang des ersten Dornabschnitts verschiebbare Formring vorhanden ist,und

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III - III nach Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist mit einem zylindrischen Dorn versehen, der generell mit 1 bezeich- | net ist. Er besitzt einen aus hartem Material, z.B. Metall,

bestehenden Abschnitt 2, dessen rückwärtiges Ende einen Außendurchmesser hat, der mindestens etwa dem Außendurchmesser des an das zu formende Muffenende angrenzenden Rohrabschnitts j5 entspricht. Auf dem Abschnitt 2 ist ein Ringteil oder Formring 4 verschiebbar befestigt, und am Frontende des Dornes befindet sich ein weiterer Abschnitt 5, der zusammen mit dem Kantenbereich 6 des Dornes einen gesonderten röhrenähnlichen Abschnitt bildet und entlang des Dornabschnitts 2 verschiebbar ist. Sein Material kann das gleiche sein, aus dem auch der erste Dornabschnitt besteht.

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Das rückwärtige Ende des Dornabschnitts 2 besitzt eine Außenfläche 7 mit dem Maximaldurchmesser, der mindestens dem Außendurchmesser des aus thermoplastischem Material bestehenden Rohres 5 entspricht.

Der als Pormring 4 bezeichnete Dornabschnitt besitzt an zwei Stellen 8 und 9 eine Außenfläche mit einem größeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Fläche 7 des Dornteiles 2 und besteht aus einem Material, dessen Härte zwischen derjenigen liegt, die das thermoplastische Material des zu formenden Muffenendes unter Umgebungstemperatur und derjenigen, die es unter Verformungstemperatur annimmt.

Die Übergänge 10,11 und 12 zwischen den aneinandergrenzenden Dornflächen haben veränderliche Außendurchmesser und verlaufen jeweils unter einem Winkel von maximal 45° zur Achsrichtung.

Um den Formring 4 entlang des Dornabschnittes 2 verschieben zu können und ihn gleichzeitig gegen weitere Rückwärtsbewegung in der gezeigten Position festzuhalten, ist die Oberfläche 13 des Formringes so bemessen, daß ihr Durchmesser kleiner ist als der größte Durchmesser der Außenfläche 7 des Dornabschnittes 2. Der Basisteil des Dornabschnitts 2 erstreckt sich mit einem zylindrischen Bereich mit einer Außenfläche 17 von gleichem Durchmesser wie die Innenfläche 13 des Formringes nach vorn. Dieser Bereich endet in einem zylindrischen Abschnitt mit einer Außenfläche l8 kleineren Durchmessers. Die Zylinderflächen 17 und l8 sind durch einen senkrechtstehenden Ring 19 voneinander getrennt.

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Der röhrenförmige Abschnitt 5 mit seinem Kantenbereich 6 ist entlang der zylindrischen Fläche 17,18 des Dornabschnitts 2 verschiebbar. Der Ring 19 hindert in der gezeigten Stellung eine weitere Rückwärtsbewegung des röhrenförmigen Abschnitts.

Der Durchmesser der Außenfläche 20 des Abschnitts 5 ist etwa gleich demjenigen der Außenfläche 7 des Dornabschnitts 2, wobei die Außenfläche 21 des Kantenbereichs 6 sich stetig bis auf einen Durchmesser der kleiner ist als ^ 10 der Innendurchmesser des Rohres 3*verjüngt.

In der dargestellten Stellung des röhrenförmigen Abschnitts 5, bei welcher der Abschnitt 5 gegen den Ring des Dornabschnitts 2 stößt, ist der Pormring ohne Verformung einwandfrei in der zwischen den genannten Abschnitten gebildeten"Kammer" festgelegt. Der erste Dornabschnitt ist ferner mit einem Rohrstück 22 versehen, dessen Wandung einen ringförmigen Raum 2j5 zur Kühlung des Rohrstückes mit einem Kühlmedium während der Verformung des Muffenendes des Rohres 3 bildet.

Am Kantenbereich 6 des röhrenförmigen Abschnitts 5 ist ein ψ Ansatz 24 vorgesehen, der sich radial so weit nach innen

erstreckt, daß er mit der Innenfläche des Rohrstücks 22 fluchtend abschließt. In den Bohrungen des Rohrstücks und des Ansatzes 2h ist eine Stange 25 mit einem am Ende vorgesehenen konisch erweiterten Kopf axial verschieblich. Ein dickwandiges Zylinderrohr 27, welches am Ende des Rohrstücks 22 fest angebracht ist, und in dem die Stange 25 gleitend geführt ist, trägt an ihrem Frontende eine Anzahl angelenkter Haken 28, die so konstruiert sind, daß sie bei einer Zurückziehung der Stange sich gegen den Druck von Blattfedern 29 radial nach außen bewegen. Dabei

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ergreifen die Enden der Haken den Ansatz' 24 des röhrenförmigen Abschnitts, um diesen Abschnitt fest gegen den Kragen 19. des Dornabschnitts 2 zu pressen.

Bei der gegenseitigen Axialverschiebung des Rohres 3 unä des Dornes 1 in die unter Berücksichtigung des röhrenförmigen Abschnitts 5 und des Dornabschnitts 2 dargestellte Position wird das Röhrenende in aufgeheiztem Zustand - und unter Kühlung des Röhrenteiles 22 schrittweise in drei Stufen erweitert.

Der Frontabschnitt des Muffenendes wird, sobald er die dargestellte Endposition erreicht hat, gegen die Außenfläche des Dornes gedrückt. Dies kann z.B. mit einem von außen her einwirkenden Werkzeug geschehen, so daß das Muffenende 30 des Rohres 3, dessen Innenprofil gegen ein ihm annähernd entsprechendes Außenprofil des Dornes gedrückt wird, geformt wird. Infolge&er Tatsache, daß der Formring seine axialen und radialen Dimensionen wegen des Ineinandergreifens der Hinterschneidung 15 und der Frontkante des röhrenförmigen Abschnitts 5 beibehält, erhält das Muffenende eine umlaufende glatte Oberfläche,

die darüber hinaus exakt maßhaltig ist. i

Wenn das Muffenende die gewünschte Form erhalten hat, wird die Stange 25 zunächst nach vorn bewegt, so daß die Haken 28 den röhrenförmigen Abschnitt 5*6 loslassen, wonach der Dornabschnitt 2 des Höhrenabschnitts 22 zusammen mit dem Rohr 27 relativ zum Rohr 3 zurückgezogen wird. Danach kann der Formring 25, der nunmehr verformbar ist, mit einem mit Haken versehenen Werkzeug aus dem verformten Muffenende herausgezogen werden. Schließlich kann der röhrenförmlge Abschnitt 25 mit einem von der Stange25 gesteuerten Werkzeug aus dem Muffenende herausgezogen werden.

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In den Figuren 2 und 3 ist eine sehr einfache Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Es wird nur ein einziger Formring 32 benötigt, der entlang eines Dornabschnitts 31, der dem Dornabschnitt 2 desRohrende 22 nach Fig. 1 entspricht, bewegbar ist. Die Konturen der Außenfläche des Domes sind ähnlich denjenigen des Domes nach Fig. 1.

Es wurde schon darauf hingewiesen, daß in Fig. 2 das Muffenende 33, das auf dem Dorn geformt wird, dargestellt ist. Der Formring enthält einen festen sich radial nach innen zur Außenfläche 3^Jf des ersten Dornabsehnitts 31 erstreckenden Abschnitt mit einem Durchmesser, der wenigstens etwa dem Außendurchmesser des sich an das Muffenende 33 anschließenden Rohres 3 entspricht. Ferner sind am Formring Längsrippen 35 angebracht, die sich von dem genannten festen Abschnitt aus radial nach innen erstrecken. Diese Rippen 35 greifen mit entsprechenden Längsnuten 36 (Fig. 3) in der erwähnten Außenfläche 34 zusammen.

In der oberen Hälfte der Figuren 2 und 3 ist ein Querschnitt von schwalbenschwanzförmig ineinandergreifenden Rippen und Nuten dargestellt. In diesem Fall begrenzt die Anschlagstelle 37 des ersten Dornabsehnitts die Gleitbewegung des Formringes nach hinten, so daß keine Hinterschneidung zur Festlegung benötigt wird.

In der unteren Hälfte der Figuren 2 und 3 sind Rippen und Nuten dargestellt, die rechteckigen Querschnitt besitzen. In diesem Fall ist an der Anschlagstelle für den Formring und den ersten Dornabschnitt vorzugsweise eine Hinterschneidung 38 vorgesehen.

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Bei dieser Yorrichtung kann der erste Dornabschnitt 31 von dem Muffenende 33 abgezogen werden, nachdem dieses geformt ist.'Danen wird der Formring, der nun verformbar geworden ist, mit einem mit Haken versehenen Werkzeug abgezogen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsform möglich. Z.B. kann der Formring mit Längsrippen 4l an der in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeuteten Stelle 40 versehen sein. * Diese Längsrippen 41 greifen in entsprechende Längsnuten des ersten Dornabschnitts 2 ein.

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Claims

- 12 Ansprüche

ΐΛ Vorrichtung zum Formen eines Muffenendes bei einem [ohr aus thermoplastischem Material, wobei das Muffenende mindestens eine erweiterte Innenfläche mit größerem Durchmesser als derjenige der sich bis hin zur Außenfläche des Rohres oder bis zu dem Ende der einzuführenden Spitze erstreckenden Muffenöffnung ergibt, mit einem p zylindischen Dorn, dessen Außenprofil im wesentlichen

dem Innenprofil des zu formenden Muffenendes angepaßt ist, dessen Einsatz- oder Prontende eine Außenfläche mit sich absatzweise veränderndem Durchmesser besitzt, wobei die Übergänge zwischen den Absätzen unter einem Winkel von weniger als 45° zur Achsrichtung verlaufen, und dessen Prontende einen nach vorn innen geneigten Kantenbereich mit einem kleinsten Durchmesser, der kleiner ist als der Rohrinnendurchmesser, besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn einen aus Hartmaterial bestehenden Abschnitt (2) besitzt, dessen rückwärtiges Ende einen maximalen Außendurchmesser auf- ^ weist, der mindestens etwa dem Durchmesser des sich

" an die Muffe anschließenden Röhrte lies (j5) entspricht,

daß der Dorn (1) mit einem auf den Abschnitt (2) gleitenden Formring (4) versehen ist,der an mindestens einer Stelle im Außendurchmesser größer ist als der Abschnitt (2), und dessen Härte so bemessen ist, daß öie zwischen der Härte des thermoplastischen Materials der Muffe bei Umgebungstemperatur und derjenigen bei Verformungstemperatur liegt, und daß der Formring (4) an mindestens einer Stelle einen Durchmesser besitzt, der kleiner ist als der größte Außendurchmesser des Abschnitts (2), und in den Kantenbereich (6) übergeht.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formring (4) mit Mitteln (15) zur Verhinderung einer nach außen gerichteten Verformung versehen ist.
3» Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Formringes (32) mit Längsrippen (35) versehen ist, die in entsprechende Längsnuten an der Außenseite des Dornteiles (31) eingreifen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende des Pormringes (4) eine in axialer Richtung vorstehende, die benachbarte Wand des Dornabschnitts untergreifende Wulst (15) besitzt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt am Prontende des Dornes mit seinem Kantenbereieh von einem getrennten röhrenförmigen Abschnitt gebildet ist, der aus ähnlichem Hartmaterial wie der erste Dornabschnitt besteht, daß der röhrenförmige Abschnitt einen Außendurchmesser besitzt, der mindestens dem Außendurchmesser des an das Muffenende angrenzenden Rohrteiles entspricht und daß der röhrenförmige Abschnitt auf dem Dornabschnitt gleitet, jedoch in seiner Arbeitsstellung gegen ein Zurückgleiten gesichert ist, so daß der Formring ohne Verformung in der richtigen Lage festlegbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Abschnitt in seiner Arbeitsstellung gegen den Dornabschnitt verklemmbar 1st, daß der Dornabschnitt eine Zentralbohrung besitzt, durch die eine axial verschiebbare Stange geführt ist, die an ihren Enden Haken (28) besitzt, und daß die gelenkig be-

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festigten unter Federdruck nach außen gedrückten Haken den röhrenförmigen Abschnitt mit einer axial gerichteten Druckkraft hintergreifen.

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