DE2212055C3 - Vorrichtung zum Verschweißen von koaxial liegenden Rohren aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents
Vorrichtung zum Verschweißen von koaxial liegenden Rohren aus thermoplastischem KunststoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von koaxial liegenden Rohren aus thermo-
plastischem Kunststoff mit Einspannvorrichtungen für die Rohre, von denen eine mit dem eingespannten Rohr
gegen das andere Rohr mit unterschiedlichem, einstellbarem Druck andrückbar ist, und mit einem auswechselbaren Heizspiegel, der auf einem parallel zur Rohrachse
verschiebbaren Träger angeordnet und zwischen die eingespannten Rohre bewegbar und nach dem Aufheizen der Rohrstücke und dem Zurückfahren der
Einspanneinrichtung wieder ausfahrbar ist.
Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die DE-OS
JO 18 00 115 bekannt. Mit dieser bekannten Vorrichtung
war es aber noch nicht möglich, während des Schweißvorganges selbst mit unterschiedlichen Driikken zu arbeiten. Diese müssen aber während des
Zusammenschweißens verändert werden, um eine
sichere und dichte Verbindung zwischen den Rohren zu
bekommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst weilgehend automatisch arbeitende Vorrichtung zu
erstellen, bei der während des Schweißens der Druck
4» veränderbar ist und mit der sowohl Muffen- als auch
Stumpfschweißungen vorgenommen werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß der Heizspiegel gegen eine Heizmuffe
austauschbar, die bewegbare Einspanneinrichtung
durch ein pneumatisches Kolbenzylinderaggregat angetrieben und der Heizspiegel bzw. die Heizmuffe nach
dem Zurückfahren der Einspanneinrichtung um ein einstellbares Wegstück selbsttätig ausfahrbar ist und
daß die erwärmten Rohrenden programmgesteuert und
zeitabhängig mit unterschiedlichem Druck aneinanderdrückbar sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können der
Heizspiegel und die Heizmuffe mit einem vorzugsweise abnehmbaren Handgriff versehen sein und außerdem
kann für den elektrischen Anschluß der Heizwindungen eine Stecker-Steckdosenverbindung vorgesehen sein.
Weiterhin können die Träger für die Einspanneinrichtung durch ein ringförmiges Schienenstück geführt
stufenlos bis zu etwa 75° um eine vertikale Achse
M) verschwenkt werden. Hierdurch lassen sich leicht und
exakt auch Bögen mit der Maschine herstellen. Außerdem können die Träger gegen andere ausgewechselt werden, die Rohreinspannringe einer anderen
Giröße tragen, so daß auch Rohre anderer Größe
hi miteinander verschweißt werden können. Die Rohreinspanneinrichtungen können durch verstellbare Exzenterhebel gegeneinander verspannt werden.
bzw. die Stumpfschweißung an einer pneumatisch oder
elektrisch angetriebenen Einschwenkeinrichtung befestigt, um im gegebenen Moment automatisch ein- oder
ausgeschwenkt werden zu können,
Nach der Aufheizung wird der Zusammenhalt der zusammengedrückten Rohrenden zunächst durch eine
Sperrklinke gesichert, die sich nur durch willkürliche Auslösung öffnen läßt oder nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeit automatisch ausrastet. Dadurch wird auch der Ei härtungsvorgang automatisiert, während
die Einfahrtiefe bei einer Muffenschweißung durch einen Anschlag begrenzt wird. Dies ist deshalb wichtig,
weil man sich nur sehr schwer bei der Muffenschweißung die richtige Abschätzung für die Einfahrtiefe
aneignen kann.
Schließlich ist die Schweißvorrichtung so ausgebildet, daß der verschiebbare Träger, der nach Beendigung der
Muffenaufheizung pneumatisch zurückbefördert wird, für die andere Rohreinspanneinrichtung oder für mit ihr
zusammen bewegte Teile eine Haltevorrichtung aufweist, die beim Zurückfahren des Trägers einschnappt
und die Einschwenkvorrichtung bis zum Ausfahren des Heizelements von dem aufgeheizten Rohrende mit
zurücknimmt und dann an einem Vorsprung ausraset.
Die mit dem Gegenstand der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, daß sich sowohl bei
der Muffen- wie auch bei der Stumpfschweißung immer gleich gute und immer wieder reproduzierbare
Schweißnähte mit optimalen Eigenschaften erzielen lassen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden
Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 die Vorderansicht einer Schweißvorrichtung,
eingerichtet für Preßstumpfschweißung nach der Erfindung,
Fig. la desgleichen, eingerichtet für Muffenschweißung,
Fig.2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1 ohne die Fräseiiirichtung,
Fig. 2a einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. la,
F i g. 3 einen Schnitt durch ein Muffenheizelement,
Fig.4 eine Seitenansicht eines aufklappbaren Rohreinspannringes
für Preßstumpfschweißung,
Fig.5 die Frontansicht eines Spannbocks mit einem
Exzenter für Preßstumpfschweißung.
Die Schweißvorrichtung I ist mit aufklappbaren Rohreinspannringen 2 versehen, in die zu verschweißende
Rohrstücke 3 eingespannt werden. Die Rohreinspannringe haben Träger 4, mit denen sie auf einem
ringförmigen Schienenstück 5 geführt sind, so daß sie um eine vertikale Achse 6 ois zu 75° verschwenkt
werden körinen. Zu einer Schweißvorrichtung gehören mehrere Träger mit verschieden großen Einspannringen,
die ausgewechselt werden können, so daß auch Rohre mit anderen Durchmessern miteinander verschweißt
werden können. Das Ausschwenken der Träger 4 ist erforderlich, um auch Rohrkrümmer oder
Rohrkrümmerstücke anschweißen zu können. Zum sicheren Einspannen eines Rohrkrümmers ist es
zweckmäßig, eine sichelförmige Ausnehmung an der Außenseite jedes Rohreinspannringes anzubringen. Die
aufklappbaren Rohreinspannringhälften 7 und 8 können jeweils durch einen an einem Exzenter 9 sitzenden
Exzenterspannhebel 1! gegeneinander verspannt und damit sogar kleine Unregelmäßigkeiten der zu verschweißenden
Rohre 3 ?\;jgeglichen werden. Der Exzenter 9 ist an zwei Laschen 12 schwenkbar gelagert,
die auf beiden Seiten eines Spannbocks 13 verlaufend an ihrem vom Exzenter 11 abgekehrten Ende 14 durch
einen den Spannbock 13 in einem Langloch 15 durchdringenden Bolzen 16 miteinander verbunden
sind. Der Abstand dieses Bolzens 16 von einem mit der oberen Rohreinspannungshälfte 7 verbundenen Spannlager
17 kann durch eine in den Spannbock 13 eingeschraubte und in das Langloch hineinragende
Schraube 18 verändert und dadurch kann die Spannung, mit der das zu verschweißende Rohr angespannt wird,
eingestellt werden.
Die Träger 4 der Rohreinspannringe sind auf der einen Seite auf einem festen Sockel 19 montiert. Aus
diesem Sockel 19 ragen zwei dort fest angebrachte Gleitstangen 21 heraus, auf denen ein verschiebbarer
Sockel 22 hin und her gleiten kann. Die Vor- und Rückbewegung des Sockels 22 wird durch einen
pneumatischen Zylinder 23 hervorgerufen, der an Basisträgern 24 befestigt ist.
An der Rückseite der Schweißvvxrichtung sind
Schienen 25 vorgesehen, auf denen ein Wbgen 26 hin und her laufen kann. Dieser Wagen ist Träger von
Achsen 27 und 28. Die Achse 27 dient einem Schwenkstück 29 als Lager, das durch den pneumatischen
Zylinder 31 aus der in Fig. 2 dargestellten Lagein
Richtung des Pfeiles 32 in eine Lage verschwenkt werden kann, in der der auf das Schwenkstück
aufgesteckte, elektrisch aufheizbare Spiegel 33 vor den
jo einander gegenüberliegenden Mündungen der beiden eingespannten Rohrstücke 3 liegt. Während der Spiegel
33 zum Erhitzen des Rohrendes vor dem Stumpfschweißen dient, ist auch eine in Fig.3 im Querschnitt
dargestellte Heizmuffe 34 verwendbar, die zum
)5 Erhitzen der Rohrenden beim Muffenschweißen dient.
Der Heizkörper selbst ist aus Aluminium und deshalb leicht und hat eine kurze Aufheizzeit. Auf den
Muffenstumpf 35 wird ein Muffenende 36 zum Erhitzen aufgeschoben. Die von der Heizspirale 37 ausgehende
4i) Wärme gelangt durch die gute Leitfähigkeit und die zur
Wärmeleitung zur Verfugung stehende Masse an gut wärmeleitendem Material leicht zum Ende der zu
verschweißenden Muffe 36. Auf der anderen Seite wird das Rohrende 38 eingeschoben, zu dem auf dem kurzen
Weg von der Heizspirale 37 her auch leicht die Wärme übertragen werden kann.
Eine solche Heizmuffe 34 kann mit ihrem Stiel 39 ebenfalls auf das Schwenkstück 29 mit den Stiften 3a
aufgeschoben und mit diesem verschwenkt werden. Der
>o Stiel kann in jedem Falle mit einem Handgriff 41 enden,
so daß das leichte Gerät, das mit einem Stecker 42 elektrisch angeschlossen werden kann, nach Abnahme
von der Schweißvorrichtung 1 auch zum Verschweißen von Endverbindungen bereits montierter Rohre von
r> Hand verwendet werden kann.
Während nun der Spiegel 33 mit Spiel auf den Steckstiften 3a aufsitzt, damit er sich beim Zusammenfahren
der beiden zn verschweißenden Rohrenden an ihre Endflächen anpassen kann, muß die Heizmuffe 34
hi) ganz genau geführt sein. Sie wird daher zusätzlich mit
einer Flügelschraube 43 angeklemmt oder auf andere angreifende Weise durch Anklemmen genau in Führung
gebracht.
Damit die stumpf miteinander zu verschweißenden
hi Endflächen auch planparallel zueinander verlaufen, ist
es oft vor dem Zusammenschweißen erforderlich, diese Endflächen noch geradezufräsen. Dazu dient eine
Fräseinrichtune 44. die zwei Darallel oder schräu
zueinander verlaufende Frässcheiben 45 aufweist. Diese
Frässcheiben 45 sind jeweils an ihren Außenseiten mil Fräsmessern 46 versehen und auf eine Schneckenradwelle
in einem Getriebe 47 fliegend aufgesetzt. Das Schneckengetriebe 47 wird von einer elektrischen
Handbohrmaschine 48 angetrieben, deren Antriebsstift in eine passend ausgebildete mit einer Kupplungsklaue
versehene Bohrhülse 49 einsteckbar ist. Auf der anderen Seite ist das Schneckengetriebe mit einem Schwenkarm
51 verbunden, der um die vom Wagen 26 getragene Achse 28 verschwenkt werden kann. Die Endausschlage
des Schwenkarms 51, der von Hand vcrschwenkl wird,
werden durch entsprechend angebrachle Anschläge 52 begrenzt.
Zum Stumpfschweißen der in F- ig. I eingezeichneten
Rohre 3 wird zunächst die Fräseinrichtung 44 von Hand eingeschwenkt und der verschiebbare Sockel 22 durch
Verschwenken des Handhebels 53, der Druckluft in den Zylinder 23 läßt, nach links (Fig. I) verschoben. Beim
Vorgehen nimmt das Rohr 3 die Frässcheiben 45 mit bis die linke an dem linken Rohr 3a anschlägt. Dann wird die
Bohrmaschine 48 in Gang gesetzt und die Rohrenden werden glattgefräst. Nach Zurücknahme des verschiebbaren
Sockels 22 durch Umlegen des Handhebels 53 in die andere Richtung wird der Handhebel 54 betätigt und
dadurch Luft in den Zylinder 31 gedrückt, der daraufhin den elektrisch aufgeheizten und durch einen Thermostaten
auf vorgewählter Temperatur gehaltenen Spiegel 33 vor die Endfläche der Rohre 3 schwenkt. Wiederum
wird nun der Handhebel 53 betätigt und damit das Rohr 3 gegen das Rohr 3a verschoben. Dabei nimmt das Rohr
3 den Spiegel 33 mit, bis er auch an der Endfläche des Rohres 3a anliegt. Die Rohre liegen nur mit ganz
leichtem Druck an dem Spiegel 33 an, und zwar so lange, bis die Endflächen angeschmolzen sind. Dann werden
beide Handhebel in die entgegengesetzte Richtung wie vorher gelegt, damit das Rohr 3 zurückgezogen und der
Spiegel 33 zurückgeschwenkt werden kann. Sofort darauf wird dann das Rohr 3 durch Betätigen des
Handhebels 53 an das andere Rohr 3a herangefahren und bleibt dort kurze Zeit mit leichtem Druck anliegend,
bis eine Vorabkühlung und eine gewisse Verfestigung der Schweißnaht stattgefunden hat. Dann wird der
Anpreßdruck durch Druck auf den Knopf 55 erhöht und bleibt eine ganze Weise darauf liegen, bis die
Voraushärtung stattgefunden hat. Etwas länger braucht die Nachhärtung, die durch erneuten Knopfdruck
wieder bei geringerem Druck durchgeführt wird. Dann werden die zusammengeschweißten Rohrstücke ausgespannt,
der verschiebbare Sockel 22 zurückgefahren und das Spiel kann von neuem beginnen.
Zum Muffensdiweißen wird anstelle des Spiegels 33
die Heizmuffe 34 auf das Schwenkstück 29 aufgesetzt und mit der Flügelschraube 43 festgespannt. Einerseits
wird ein Rohrstück 38 und andererseits wird eine Muffe 36 eingespannt. Die Heizmuffe 34 wird durch Betätigen
des Handhebels 54 und des Zylinders 31 eingeschwenkt.
Beim Verfahren des Sockels 22 schiebt sich das Ende der Muffe 36 auf den Muffenstumpf 35 und verschiebt dann
auch die Heizmuffe 34 mit nach links, bis das Rohrende 38 in die Heizmuffe 34 eingedrungen ist. Nach dem
ϊ Weichwerden der zu verschweißenden Rohrflächen
wird der Sockel 22 mit der Muffe 36 zurückgefahren. Dabei wird der Wagen 26 ein Stück mit zurückgenommen,
bis das Rohrende frei ist und dann der Wagen stehengelassen und, bis auch die Muffe frei ist, weiter
in zurückgefahren. Dies wird durch eine Halteeinrichtung
61 ermöglicht, die beim Verfahren eingeschnappt ist und
nach genügendem Zurückfahren an einem Vorsprung wieder ausrastet und so bei noch weiterem Zurückfahren
des Sockels 22 die Einschwcnkvorrichiu"? mil (W
ii Heizmuffe 34 stehen läßt. Diese wird nun wieder
zurückgeschwenkl. Nun kann die erweichte Muffe 36 auf das erweichte Rohrende 38 aufgefahren werden. Die
Einfahrliefe wird dabei durch einen verstellbar Anschlag ifi hrgrpn7t
in Damit nun die Muffenverbindung nicht gelöst werden
kann bevor die Thermoplaste endgültig crslari ι sind, ist
eine Li< !icrung in Gestal; einer Sperrklinke 59
vorgesehen, die erst nach Ablauf einer gewissen vorgewählten Zeil von etwa 4 min oder durch
.Ό besondere Handgriffe gelöst werden kann. An der
Vorrichtung sind auch noch Druckanzeiger 57 und 58 angebracht, an denen die in den Zylindern 23 und 31
herrschenden Drücke abgelesen werden können. Die
einzelnen Bewegungsvorgänge sind nun wie hier
jo beschrieben nicht nur von Hand, sondern auch elektrisch steuerbar, wobei insbesondere die Schweißtemperatur
und der Anpreßdruck nach den einzelnen Bewegungsabläufen als Funktion von der Zeit gesteuert
werden. Die Steuerung kann auch durch Steuerkurven
Γι oder durch Steuerkarten in der verschiedensten Weise
gesteuert werden, so daß die Steuerung von Schweißtemperatur, Anpreßdrücken und Zeiten je nach dem
verwendeten Material, seiner Stärke und dem Durchmesser der Rohre verschieden voreingestellt werden
jo kann.
Mit einer solchen Vorrichtung können also sämtliche Rohrschweißvorgänge wie Stumpfschweißen Muffenschweißen
und Handschweißen an schlecht zugänglichen Stellen durchgeführt werden, ohne daß eine große
Umrüstung notwendig wäre.
An den Außenseiten von zwei zueinander parallelen oder schrägen Frässcheiben können Fräsmesser angeordnet
sein.
Das soll insbesondere auch besagen, daß die Messer
Das soll insbesondere auch besagen, daß die Messer
in an den parallelen Frässcheiben sowohl parallel zu
diesen als nach innen oder nach außen krisch
zueinander schräggestellt sein können, so daß die Rohrenden nach dem Abfräsen an ihren gegenüberliegenden
Endflächen in jedem Fall parallel zueinander verlaufen, aber im Falle der schräggestellten Messer
innen oder außen an der Rohrwandung auch noch eine konische Anfasung aufweisen können.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Verschweißen von koaxial
liegenden Rohren aus thermoplastischem Kunststoff mit Einspannvorrichtungen für die Rohre, von denen
eine mit dem eingespannten Rohr gegen das andere Rohr mit unterschiedlichem, einstellbarem Druck
andrückbar ist, und mit einem auswechselbaren Heizspiegel, der auf einem parallel zur Rohrachse
verschiebbaren Träger angeordnet und zwischen die eingespannten Rohre bewegbar und nach dem
Aufheizen der Rohrstücke und dem Zurückfahren der Einspanneinrichtung wieder ausfahrbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizspiegel (33) gegen eine Heizmuffe (34) austauschbar,
die bewegbare Einspanneinrichtung durch ein pneumatisches Kolbenzylinderaggregat angetrieben
und der Heizspiegel bzw. die Heizmuffe nach dem Zurückfahren der Einspanneinrichtung um ein
einstellbares Wegstück selbsttätig ausfahrbar ist und daß die erwärmten Rohrenden programmgesteuert
und zeitabhängig mit unterschiedlichem Druck aneinanderdrückbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizspiege! (33) und die Heizmuffe
(34) mit einem vorzugsweise abnehmbaren Handgriff (41) versehen sind und für den elektrischen
Anschluß der Heizwindungen (37) eine Stecker/ Steckdosenverbindung (42) vorgesehen ist.
3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (4) für die
Einspanneinrichtung durch ein ringförmiges Schienenstück (5) geführt bis zu cnva 75° um eine
vertikale Achse verschwenkbar sind.
4. Schweißvorrichtung nach den Ansprüchen 1—3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (4) auswechselbar sind und verschiedene Träger (4)
verschiedene Größen von Rohreinspannringen (2) tragen.
5. Schweißvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufklappbaren Rohreinspanneinrichtungen (7, 8) jeweils durch einen
Exzenterschwenkhebel (9) gegeneinander verspannbar sind, der an einem Exzenter (11) sitzend an zwei
Laschen (12) schwenkbar gelagert ist, die auf beiden
Seiten eines Spannbocks (13) verlaufend an ihrem vom Exzenter (ti) abgekehrten Ende durch einen
den Spannbock (13) in einem Langloch (15) durchdringenden Bolzen (16) miteinander verbunden sind, dessen Abstand von dem den Exzenter (11)
untergreifenden Spannlager (17) durch eine in das Langloch (15) hineinragende Schraube (18) verstellbarist.
6. Schweißvorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (33,
34) für die Muffen- bzw. Stumpfschweißung an einer pneumatisch oder elektrisch angetriebenen Einschwenkvorrichtung (29,31) befestigt sind.
7. Schweißvorrichtung nach den Ansprüchen 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenhalt der
nach der Aufheizung zusammengedrückten Rohr» enden (3) durch eine Sperrklinke gesichert ist, die
sich nur durch willkürliche Auslösung auslösen läßt oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit automatisch ausrastet.
8. Schweißvorrichtung nach den Ansprüchen I - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfahrtiefe bei der
Muffenschwejßung durch einen Anschlag (56) begrenzt ist.
9, Schweißvorrichtung nach den Ansprüchen I -8, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Beendigung
der Muffenaufheizung pneumatisch zurückbeförderte verschiebbare Träger (4) für die andere
Rohreinspanneinrichtung oder für mit ihr zusammen bewegte Teile eine beim Zurückfahren des Trägers
einschnappende Halleeinrichtung aufweist, die die Einschwenkvorrichtung (29, 31) bis zum Ausfahren
des Heizelements (34) von dem aufgeheizten Rohrende mit zurücknimmt und dann an einem
Vorsprung ausrastet.
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