DE2213561B2

DE2213561B2 - Verfahren und Vorrichtung zum endseitigen Anformen einer Muffe mit Ringsicke an einem Rohr aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2213561B2
Application number: DE19722213561
Authority: DE
Inventors: Guenter 6054 Juegesheim Joest; Erhard 6050 Offenbach Mueller
Original assignee: Braas GmbH
Current assignee: Braas GmbH
Priority date: 1972-03-21
Filing date: 1972-03-21
Publication date: 1975-11-27
Also published as: DE2213561A1; NL153798B; BE795614A; GB1417063A; FR2176966B1; IT978617B; DE2213561C3; LU66898A1; FR2176966A1; NL7300725A

Description

grenzung der anstauchbaren Werkstoffmenge sowie eine Beeinträchtigung des Werkstoffgtfüges im Sickenbereich. Ferner kann nicht mit einer exakt definierten Wandsiärkenzunahme an allen Stellen der Sicke durch das Anstauchen der Muffenwand gerechnet werden. Die Folge ist eine ungleichmäßige Wandstärke der gebildeten Sicke und damit unterschiedliche Festigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auf die Belastbarkeit der Muffe bzw. Sicke zugeschnittene, exakt definierte, vollkommen gleichmäßige Wandstärkenzunahme zu erreichen und zwecks verbesserter Gefügeausbildung jegliche Überschneidung von Stauchen und Sicken, vor allem in der Endphase des Stauchens, zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1, und zwar dahin, daß das Anstauchen der Rohrwand nach Art eines geschlossenen Gesenks, nämlich in einem Ringspalt, erfolgt. Nach Anspruch 2 kann zugleich mit diesem Anstauchen der Wandstärke im Sickenbereich die Wandstärke der ganzen Muffe angestaucht werden, da diese ja durch das Aufweiten zunächst verd'innt worden ist; sie soll durch das Anstauchen die Festigkeit des Rohres erhalten. Die Wand fällt also am stärksten im Bereich der zu bildenden Sicke aus, sie wird bei dem zusätzlichen Vorgehen nach Anspruch 2 auch im übrigen Muffenbereich durch Anstauchen verstärkt, aber nicht in so starkem Ausmaß, wie im Bereich der zu bildenden Sicke.

Zum Stand der Technik wird weiter ausgeführt, daß das Anstauchen von Kunststoffrohren im Ringspalt an sich bekannt ist. Insoweit wird auf die FR-PS 20 80 758 und 12 28 226 verwiesen, die diese Anstauchmaßnahme — und zwar ebenfalls wahlweise (außen und innen) — in Verbindung mit der Herstellung von Rohren mit endseiiig anzubringenden Gewinden als bekannt ausweisen. Die Erfindung macht von dieser bekannten Maßnahme zur Lösung der vorgenannten Aufgabe Gebrauch.

Weitere vorrichtungstechnische Maßnahmen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen 4 und 5, die echte Unteransprüche sind.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung mit Betätigungselementen in einer Rahmenkonstruktion in Ansicht,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Vornchtung entlang der Linie H-II in F i g. 1 während des Stauchens eines Rohrendes und in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 die Vorrichtung gemäß F i g. 2 nach Beendigung des Stauchvorgangs und während des Ausformens der Sicke,

F i g. 4 und 5 eine gegenüber den F i g. 2 und 3 abgewandelte Vorrichtung.

Wie der F i g. 1 entnommen werden kann, ist darin eine mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Anformen einer Muffe mit Sicke an das Ende eines Rohres in geschlossenem Zustand durgestellt. Die Vorrichtung weist eine geteilte Außenform auf, die aus Ilalbsehalen 2, 3 gebildet ist, die in Spannbacken 4 bzw. 5 befestigt sind. Die Spannbacken sind in Führungen 6 und 7 verschiebbar gehalten und über Hydraulikzylinder 8 und 9. die sich an einer Rahmenkonstruktion 10 abstützen, in Pfeilrichtung zueinander bewegbar. In den Halbschalen 2, 3 der Außenform ist ein Dorn 11 zentrisch angeordnet. Wie F i g. 2 entnommen werden kann, ist der Dorn über eine Schraube 12 an dem Rahmen 10 befestigt. Die Schraube weist einen mittig angeordneten Kanal 13 für die Zuführung von Druckluft auf, an den sich druckluftverteilende Bohrungen 14, 15 anschließen. Mit 16 ist ein Ring bezeichnet, der über einen Hydraulikzylinder 17 entsprechend der äußeren Sickenbreite aus den Halbschalen 2, 3 heraus bewegbar ist. Der Hub des Ringes ist über eine Schraubverbindung 18 einstellbar. Mit 19 ist ein Ringkolben zum Stauchen des Rohrendes bezeichnet, der über in der Länge verstellbare Gewindestangen 20 mit einem Hydraulikzylinder 21 verbunden ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wie in F i g. 2 angedeutet ist, ein Rohr 22, dessen Ende zuvor auf die erforderliche Verformungstemperatur aufgeheizt wurde, bei auseinanderbewegten Halbschalen 2, 3 auf den Dorn U bis zur Stirnfläche 19a des Ringkolbens aufgeschoben. Dabei wird das Ende des Rohres zur Muffe 22a aufgeweitet. Mit dem Ring ί6 in der dargestellten Lage wird nun durch Verschieben des Ringkolbens 19 gegen das Ende der Muffe 22a die Muffe so gestaucht, bis der verfügbare Ringspalt zwischen Dorn 11, einer darin vorgesehenen Einschnürung 23 und den Halbschalen 2, 3 völlig ausgefüllt ist. Nach Beendigung des Stauchvorgangs wird der Ring 16 in die in F i g. 3 dargestellte Lage zurückbewegt. Nunmehr wird durch den Kanal 13 und die Bohrungen 14, 15 Druckluft unter die Muffe 22a gegeben, wodurch eine Sicke 226 gebildet wird. Nach Ablauf einer vorher eingestellten Kühlzeit (Blasdauer) werden durch Zurückfahren der Hydraulikzylinder 8 und 9 die Spannbacken 4 und 5 und damit die Halbschalen 2 und 3 auseinanderbewegt. Danach wird der Ring 16 gegen die anliegende Sickenwand 22cgeschoben, wodurch die Muffe 22a des Rohres vom Dorn 11 gelöst wird und das Rohr leicht abgezogen werden kann. Zur Unterstützung dieses Vorgangs kann auch kurzzeitig Blasluft zugegeben werden.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 4 und 5 ist der Dorn ii' ohne die beim Dorn 11 nach F i g. 2 und 3 vorgesehene Einschnürung 23 ausgeführt. Die Funktion der Einschnürung wird durch einen Ring 16' übernommen, dessen Innendurchmesser 24 gegenüber dem Innendurchmesser der Halbschalen 2, 3 vergrößert ist, wodurch sich in diesem Bereich eine Verbreiterung des Ringspaltes ergibt. In F i g. 4 ist entsprechend der F 1 g. 2 die Vertiefung 25 für die Sicke durch den Ring 16' geschlossen, während in F i g. 5 wie in F i g. 3 die Stellung des Ringes beim Ausformen der Sicke 22b' in der Muffe 22a' dargestellt ist. Der Ringkolben 19' ist bei dieser Ausführung dem vergrößerten Ringspalt angepaßt. Auch hierbei kann nach dem Ausformen der Muffe durch Verschieben des Ringes 16' gegen die Sikkcnwand 22d die Muffe von dem Dorn gelöst und so das Rohr 22' leicht abgezogen werden.

Durch die beschriebene Anordnung der Hydraulikzylinder bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, daß das Anformen einer Muffe mit Sicke an das Ende eines Rohres und das anschließende Ausstoßen der Muffe aus der Vorrichtung automatisch erfolgt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum endseitigen Anformen einer Muffe mit einer gegenüber dem Muffendurchmesser größeren Ringsicke an einem Rohr aus thermoplastischem Kunststoff in mehreren Schritten, bei dem das Rohr an dem zu muffenden Ende zunächst erwärmt, sodann im Bereich der zu bildenden Muffe unter Abnahme der Wandstärke durch Aufdornen jo im Durchmesser geweitet und sodann im Bereich der zu bildenden Ringsicke derart angestaucht wird, daß dort die Wandstärke so zunimmt, daß nach Bilden der Sicke dort mindestens die gleiche Druckfestigkeit wie im übrigen Rohr erreicht ist, und daß anschließend durch Rundum-Eindrücken des Sikkenbereichs der Muffenwand in einen gesenkartigen Hohlraum, beispielsweise durch Aufblasen des Muffeninneren mittels Preßluft, das Sicken erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstauchen der Muffenwandstärke im Bereich der zu bildenden Sicke (226, 226') — wie insgesamt an sich bekannt — unter Wandstärkenzunahme entweder auf der Muffenoberfläche oder auf der -innenfläche unter innerer und äußerer Abstützung des anzustauchenden Bereichs erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Anstauchens des Sicken-· bereichs — in an sich bekannter Weise — die übrige Muffenwand derart mitangestaucht wird, daß die ganze Muffe mindestens die gleiche Druckfestigkeit wie das übrige Rohr erhält.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einem festen Aufweitdorn, der im Bereich der zu bildenden Muffe einen gegenüber dem Rohrinnendurchmesser vergrößerten Durchmesser aufweist und unter Bildung eines Ringspaltes von einer geteilten, zur Bildung der äußeren Form der Sicke einen ringsum verlaufenden Hohlraum aufweisenden Außenform umgeben ist, ferner mit einem gegen das Stirnende der Muffe wirkenden Ringkolben zum Anstauchen der Muffe und mit einer zum Eindrücken der Ringsicke in den Hohlraum bestimmten inneren Drückeinrichtung beispielsweise in Form einer Luflbeaufschlagung des Muffeninneren, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Dorn (11, 11') und Außenform (2, 3) unter Mitwirkung eines der Außenform (2, 3) zur zeitweisen Abdeckung des Hohlraums (25) während des Anstauchens in axialer Richtung verschiebbar zugeordneten Ringes (16, 16') gebildete Ringspalt über die ganze Muffenlänge reicht und stärker sowie im Bereich der zu bildenden Sicke (226, 22b') noch zusätzlich stärker ist als die durch das Aufweiten des Rohres zunächst verminderte Muffenwandstärke.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Verstärkung des Ringspaltes im Sickenbereich durch eine Einschnürung

(23) im Dorn (11) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Verstärkung des Ringspaltcs im Sickenbereich durch den verschiebbaren Ring (16') gebildet ist, der einen gegenüber der Außenform (2, 3) vergrößerten Innendurchmesser

(24) aufweist.

Gattungstechnisch auf den nächstkommenden Stan« der Technik nach der DT-OS 16 04 497 Bezug neh mend, handelt es sich bei der Erfindung um ein Verfah ren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und um ein« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nacl dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Es ist bereits bekannt (DT-PS 14 79 626), das Stau chen der Muffe und Ausformen der Sicke in einem Ar beitsgang durchzuführen, wobei erhebliche Stauchkräf te aufgebracht werden müssen, weil das erwärmte Muf fenmaterial beim Stauchen über einen am Dorn ausge bildeten, die Sickenform bestimmenden Ringwulst krie chen muß. Ein weiteres Problem besteht dabei darin daß zum Entformen ein zerlegbarer Dorn verwende werden muß, was eine entsprechend aufwendige unc störanfällige Bauart mit sich bringt, wobei noch hinzi kommt, daß die Innenfläche der Sicke nach der Ausformung einer Nachbearbeitung bedarf, da an den Trennstellen des zerlegbaren Domes axial gerichtete Wulste entstehen, was deshalb besonders nachteilig ist, weil in die Sicke ja zu Dichtungszwecken ein Dichtring eingelegt werden soll.

Es ist daher weiterhin bekanntgeworden (DT-OS 19 50 270), mit einem unzerlegbaren Dorn zu arbeiten und diesem einen axial beweglichen Stauchring zuzuordnen sowie zwischen dem Dorn und dem Stauchring einen flexiblen, bei axialer Annäherung von Dorn und Stauchring sich mittels eines von innen wirkenden Druckmittels radial nach außen wölbenden Sickenpreßring vorzusehen. Da aber auch hier das Stauchen und Ausformen der Sicke in einem Arbeitsgang erfolgt, erfordert das Aufstauchen des gesamten Muffenbereichs auf die gegenüber dem übrigen Rohr erwünschte größere Dicke erhebliche Stauchkräfte bzw. eine sehr weitgehende Erweichung des Muffenmaterials, da gleich zu Beginn des Stauchvorgangs eine Auswölbung der Muffe im Bereich der Sicke erfolgt, wodurch ein zum Stauchen am besten geeigneter axialer Kraftfluß unterbrochen bzw. umgelenkt wird. Selbst bei großen Stauchkräften kann daher nicht sichergestellt werden, daß im gesamten Muffenbereich eine einwandfreie Aufweitung auf die gewünschte Dicke erzielt wird. Auch ist nicht gewährleistet, daß die Ausformung im Bereich der Sicke in jedem Fall gleichmäßig mit der gewünschten Wandstärke erfolgt, da insoweit der flexible Sickenpreßring keine eindeutige Definition garantieren kann. Hinzu kommt schließlich noch, daß der starken Deformationsbeanspruchungen unterworfene flexible Preßring sehr verschleißanfällig ist.

Die Vorrichtung nach der DT-OS 16 04 497 arbeitet ebenfalls mit einem unzerlegbaren, d. h. festen Dorn und weist in der Außenform für die Bildung der Ringsicke eine umlaufende Ausnehmung auf, in die der Muffenbereich, an dem die Ringsicke ausgebildet sein soll, durch inneren pneumatischen Überdruck hineindrückbar ist, nachdem durch Anstauchen der Muffenwandstärke im Bereich der zu bildenden Sicke dort eine derartige Wandverstärkung hergestellt worden ist, daß nach Bildung der Sicke, die ja bekanntlich mit einem Verdünnen der Wand einhergeht, die Druckfestigkeit dieses Bereichs gegenüber der Festigkeit des Rohres nicht vermindert ist. Rohr und Vorrichtung lassen sich nach dem Muffen und Sicken des Rohrendes ohne weiteres, vor allem ohne Dornzerlegung, trennen.

Im Fall des Vorgehens im Sinne der DT-OS 16 04 497 sind in der Endphase des Siauchvorgangs das Stauchen und das Falten im Sickenbereich nicht mehr ganz klar voneinander getrennt. Die Folge is*, eine Be-