DE2309286C3 - Vorrichtung zum Stumpfschweißen kreiszylindrischer Rohre aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stumpfschweißen kreis/ylindrischer Rohre aus thermoplastischem Kunststuff, bei der auf einem starren Rahmen relativ gegeneinander bewegbare Einspanneinrichtungen angeordnet sind, zwischen die eingespanntcn Rohre eine Plandreheinrichtung und ein Schwciüspiegel einfahrbar sind und die Einspannvorrichtungen jeweils aus einem schalenartigen Bett, an dem eine ein- oder mehrteilige, auf das in dem Bett liegende Rohr schwenkbare Klammer angelenkt ist. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art werden die Rohre in den Einspanneinrichtungen durch Anpassen ihrer Lage, und zwar durch Drehen derselben und mit Hilfe von Zwischenlagen zentriert.

Eine Verbesserung der Zentrierung wird bei einer aus der schwedischen Patentschrift 3 2b 024 bekannten Vorrichtung erreicht, bei der die bewegliche Einspanneinrichtung auch in Querrichtung verschieblich ist. Auch hier geschieht jedoch das Zentrieren von Hand, was arbeitsaufwendig ist und nicht immer zu befriedigender Qualität der Stöße führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einspannvorrichtungen so auszubilden, daß die Rohre mit wenig Arbeitsaufwand genau zentriert eingespannt werden können.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung, wird zur Lösung dieser Aufg;abe erfindungsgemiaß vorgeschlagen, daß an den Innenflächen des schalenartigen Bettes und der Klammer kreissegmentartige Andrückglieder durch radial angeordnete Zugfedern befestigt sind und daß zwischen dem Bett mit der Klammer und den Andrückgliedern ein um seine Mittelachse drehbarer Ring liegt, der sich auf dem Bett und der Klammer abstützt und der Flächen aufweist,

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60 auf denen die Andruckgiieder anliegen und durch die bei einer Drehung des Rings die Andruckglieder entgegen der Federwirkung in Richtung der Rohroberflache bewegbar sind.

Eine zweckmäßige Weiterbildung ist es, wenn die Andrückglieder mit Rollbocken versehen sind, die auf Keüflächen des Rings aufliegen.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Alisführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Stumpfschweißen kreis/>lindri.<-cher Rohre.

F i g. 2 die Frontansicht derselben.

F i g. 3 die Frontansicht einer als Bügel ausgebildeten Einspannvorrichtung.

F i g. 4 die Seitenansicht derselben.

Die .Schweißanlage für Kunststoffrohre enthält einen Rahmen 1 (F i g. I. 2). auf dem die unbeweglichen Bügel 2. 2" und beweglich*; Bügel 3, 3'. ein Werk 4 zum Verschieben der beweglichen Bügel und zum Übertragen von Kräften auf die zu verschweißenden Rohrstirnffäehen. eine Plandrehcinrichumg 5, ein Heizelement 6, ein Steuerpult 7. eine hydraulische Einrichtung 8 und Hubrollen 9 montiert sind.

Der Bügel zum Festhalten der Rohre besteht aus einem Bett 10, Klammern 11, einer Spannvorrichtung 12, abgefederten Andrückgliedern 13 (F 1 g. 3. 4), einem Ring 14 mit keilförmigen Aussparungen 15, Rollenböcken 16 jnd einem Hydraulikzylinder 17. der mit dem handbedienten hydraulischen Hebebock 18 (F i g. 1. 2) verbunden ist.

Zum Festhalten von Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern sind die Bügel mit (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) mehrstufigen Einlagen versehen.

Das Werk 4 zum Verschieben der beweglichen Bügel und zum Übertragen von Kräften auf die Rohrstirnflächen besieht aus unbeweglichen Führungen 19 und Hydraulikzylindern 20 zum Verschieben der beweglichen Bügel 3, 3'.

Die Bügel 2. 2' und 3, 3' sind mit Vorrichtungen 21 zum Überwachen der Abschmelzticfc der Rohrstirnflächen ausgerüstet.

Die Lage der Vorrichtung 21 in bezug auf den Bügel kann geändert und die Vorrichtung selbst mittels einer Justierschraube 28 fixiert werden. Die Vorrichtung 21 wird, wenn sie sich nicht im Betrieb befindet, in den Bügel geschoben.

Die Plandreheinrichtung 5 (Fig. I, 2) ist am Anlagenrahmen 1 angelenkt und wird während ihres Betriebs mit Hilfe von Handgriffen 29 auf die Führungen 19 gesetzt.

Die Plandreheinrichtung 5 wird mittels des Hydraulikzylinders 30, in die Arbeitsstellung gebracht und dann während des Bearbeitens der Rohrstirnflächen in Achsrichtung mit Hilfe von Hydraulikzylindern 31 verschoben. Das Heizelement 6 ist in Form einer Scheibe mit in ihr eingesetzten Heizspiralen ausgeführt, wobei die Scheibe lose am Aniagenrahmen befestigt ist sowie mit Hilfe eines Handgriffs 32 gehoben, gesenkt und in Längsrichtung verschoben werden kann. Das Heizelement ist mit einem (aus den Zeichnungen nicht ersichtlichen) Temperaturregler ausgerüstet, welcher das Aufrechterhalten einer vorgegebenen SchweiKiemperatur ermöglicht.

Die zum Zusammenschweißen bestimmten Rohre werden in die Bügel 2, 2' und 3, 3' eingelegt, wonach jeder Bügel mittels de·· Spannvorrichtung 12 geschlos-

sen wird. Hierbei sollen die Stirnflächen j~> mm .ms den Bugein herausragen. Dann und. indem der hydraulisehe Hebebock 18 belangt wird, über den llvdraulik-/ >linder «7 (F ί g. 3. 4) eine Kraft aui die abgefederten Andruckglieder B übertragen, welche lest mn einer * großen Kraft das Rohr zusammenpressen und gleichzeitig es längs der Bilgelachse zentrieren. Diese wird dadurch erreicht, daß die Kolben-.iange des Hydraulikzylinders 17. welche am Ring 14 angelenkt ist. diesen Ring in bezug auf die Bugelachse dreht, wobei die keilformigen Aussparungen 15 des Rings 14 eine λ raft auf die Rollenböcke 16 und ober sie am die abgefederten .Andrückglieder 13 übertragen. Nach dem Einspannen der Rohre wird vom Steuerpult 7 (Fig. 1, 2) aus das Heizelement 6 eingeschaltet, /mischen den Rohrstirnflachen wird mit Hilfe der Handgriffe 29 und des Hydraulikzylinders 30 die Piundreheinrichiung 5 aufgesetzt.

Vom Steuerpult 7 aus werden mit Hilfe des Handgriffs 33 der (aus der Zeichnung nicht ersichtliche) Hydraulikmotor der ('!andreheinrichtung und mit Hilfe des Handgriffs 34 die Hydraulik/v linder 31 eingeschaltet, mit deren Hilfe damit begonnen wird, die in Betrieb befindliche Plandreheinrichtung in Längsrichtung zu verschieben, wobei zunächst die eine und dann die andere Rohrstirnflache bearbeitet vtird.

Nach dem Beendigen des aus dem Bearbeiten der Rohrstirnflächen bestehenden Prozesses wird vom Steuerpult aus mit Hilfe des Handgriffs 34 die Hubrichtung des Hydraulikzylinders 30 umgeschaltet und auf diese Weise die !'!andreheinrichtung 5 aus der Arbeitsstellung herausgeführt.

Das Heizelement 6 wird, wenn an ihm die vorgegebene Schweißtemperatur (200 C) erreicht wird, mit Hilfe des Handgriffs 32 auf die führungen 19 auigesetzt. Hiernach vverdcn tin. Justierschrauben durch Herausdrehen aus den Bügeln 2 und 3 gelockert und die Vorrichtungen zum Überwachen der Abschmelztiefe herausgeschoben.

Vom Steuerpull 7 (K i g. I und 2) aus werden mil Milfe des Handgriffs 35 die M>draulikz.ylinder 20 eingeschaltet und das Ende des in den beweglichen Bügeln 3 und 3' eingespannten Rohrs wird an das Heizelement 6 und letzteres an das Ende des in den unbeweglichen Bügeln 2 und 2' eingespannten Rohrs angepreßt. Der vorgegebene Abschmelzdruck (0.8 kp/cm^:) wird automatisch während des ganzen Prozesses aufrechterhalten.

Beim Erscheinen eines Lichtsignals am Anzeigegerät 36 nach Erreichen der optimalen Abschmelztiefe wird vom Steuerpult 7 aus mit Hilfe des Handgriffs 35 die Hubrichtung des Hydraulikzylinders 20 umgeschaltet und die beweglichen Bügel 3. 3' mit dem in ihnen eingespannten Rohr werden vom Heizelement 6 fortgeführt.

Dann wird das Heizelement 6 mit Hilfe der Handgriffe 32 vom Ende des in den unbeweglichen Bügeln 2, 2' eingespannten Rohrs geöffnet und aus der Arbeitszone herausgeführt. Hiernach wird mit Hilfe des Handgriffs 35 die Hubrichtung der Zylinder 20 umgeschaltet und die abgeschmolzenen Rohrslirnflächen werden bei einem vorgegebenen Stauchdruck (1.5 kp/cm²) in Berührung gebracht. Der erv.ähnte Druck wird automatisch im Laufe der ganzen Haltezeit (5... 7 min), während der die Schweißnaht abgekühlt wird, eingestellt und aufrechterhallen. Nach dem Abkühlen der Schweißnaht werden uie |us:ierschrauben der Vorrichtung zum Überwachen der Abschmelztiefe gelockert, die erwähnten Vorrichtungen werden herumgeschwenkt, in den Bügel hineingeschoben und wiederum befestigt. Dann .verden du· hydraulischen Hebeböcke 18 (I 1 g I .. .4) betätigt und mit Hilfe der Hydraulikzylinder 17 werden die zusammengeschweißten Rohre von der Einspannung in den Bügeln 2, 2' und 5. 3' befreit. Zuletzt werden die Spannvorrichtungen 12 gelöst und die Klammern 11 geöffnet.

Die zusammengeschweißten Rohre werden mn Hilfe der IKibrollen 9 angehoben und die Anlage wird zum andern Ende des angeschweißten Rohrs gerollt, um den nächsten Stoß zu schweißen, oder das geschweißte Rohrleitungsstück wird auf den Rollen 9 verschoben.

Beim konstruktiven Aufbau der Anlage kann im Vergleich mit den bekannten Anlagen bedeutend die Arbeitsproduktivität durch Vermindern des Zeitaufwands zum Zentrieren. .Anpassen der Rohrlage und Befestigen der /u verschweißenden Rohre in den Bügeln erhöht werden. Mittels Zeitnahme wurde festgestellt, daß fur die erwähnten Vorbereitungsarbeiten oft von 40 bis 7()"/o (je nach dem Durchmesser der zu verschweißenden Rohre) der für den ganzen Bearbeitungsprozeß und das Schweißen der Rohre erforderlichen Zeit benotigt wird, wobei die beschriebene konstruktive Ausführung der Bügel zuverlässiges Fes>,-halten der Rohre gewährleistet, was beim Schweißen von Rohren mit (/. B. 630 mm) großen Durchmessern und bedeutender Wandstärke große Bedeutung hat. Hierbei kann die Stauchkraft Werte in der Größenordnung \on 1,5 Mp erreichen. Beim Verwenden der beschriebenen Bügel in Verbindung mit dünnwandigen Kunststoffrahmen kann mittels dieser Bügel die Unrundheit der Rohrenden korrigiert werden.

Die Anlage ermöglicht es auch, die Schweißzeit zu vermindern, und gewährleistet hohe .Schweißverbindungsgüte, da die Bügelkonstruklion Vorrichtungen zum Überwachen der Abschmelztiefe der Rohre während des Schweißens enthält. Diese Vorrichtungen ermöglichen es. den Abschmclzprozeß beim Erreichen der optimalen Abschmelztiefe der Rohrstirnflächen (z. B. 1,5 mm für Polyäthylenrohre mit hoher Dichte) zu beenden. Wenn in der Bügelkonstruktion keine Vorrichtungen zum Überwachen der Abschmelztiefe vorgesehen sind, wie dies bei den bekannten Anlagenbauarten der Fall ist, wird gewöhnlich mit einer größeren als die erforderliche Abschmelztiefe der Rohrstirnflächen gearbeitet, um sicher zu sein, daß die Schweißnaht vollkommen durchgeschweißt wird.

Eine vergrößerte Abschmelztiefe der Rohrkanten liefert keine Vorteile in bezug auf die Festigkeit der Schweißverbindungen, doch hat sie eine Vergrößerung der Grathöhe im Rohr zur Folge, wodurch der hydraulische Widerstand des Rohrs beim Durchleiten von fließfähigen Medien stark wächst und auch die Abschmelzdauer der Rohre 1,5... 2,0mal verlängert wird (und folglich die Anlagenlcistung vermindert wird), was beim Schweißen von Rohren mit 630 mm Durchmesser zu einem Zeitverlust von 2 ... 3 min für jeden Stoß führen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung /um Stumpfschweißen kreis/ylindrischer Rohre aus thermoplastischem Kunststoff, bei der auf einem starren Rahmen relativ gegeneinander bewegbare Einspanneinriehiungen angeordnet sind, /wischen die eingespannten Rohre eine Plandreheinrichtung und ein Schweißspiegcl einfahrbar sind und die Einspannvorrichtungen jeweils aus einem schalenartigen Bett, an dem eine ein oJer mehrteilige, auf das in dem Bett liegende Rohr schwenkbare Klammer angelenkt ist. d a durch gekennzeichnet, daß an den Innenflächen des schalenartigen Bettes (10) und der Klammer (II) kreissegmentartige Andrückglieder (13) durch radial angeordnete Zugfedern befestigt sind und daß /wischen dem Bett (10) mit der Klammer (11) und den Andruckgliedern (13) ein um r.eine Mittelachse drehbarer Ring (14) liegt, der sich auf dem Bett und der Klammer abstüt/t und der Flachen (15) aufweist, auf denen die Andrückglieder (13) anliegen und durch die bei einer Drehung des Rings (14) die Andrückglieder (13) entgegen der Federwirkung in Richtung der Rohroberfläche bewegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückglieder mit Rollböcken (16) versehen sind, die L'iif Keilflachendes Rings (14) aufliegen.