DE2538106A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildung einer muffe an einem rohrende und muffenrohr hergestellt nach diesem verfahren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bildung einer muffe an einem rohrende und muffenrohr hergestellt nach diesem verfahren

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C57/00—Shaping of tube ends, e.g. flanging, belling or closing; Apparatus therefor, e.g. collapsible mandrels
    • B29C57/02—Belling or enlarging, e.g. combined with forming a groove
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/06—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end
    • F16L47/08—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end with sealing rings arranged between the outer surface of one pipe end and the inner surface of the sleeve or socket, the sealing rings being placed previously in the sleeve or socket
    • F16L47/10—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end with sealing rings arranged between the outer surface of one pipe end and the inner surface of the sleeve or socket, the sealing rings being placed previously in the sleeve or socket the sealing rings being maintained in place by additional means

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Description

PIIK. 117.
DEEN/EVH.
.-Vi.l··.-.«. ΚΤ.ΤΓΚΚΜΛΝΝ
ι·.-.:. .-.J-WLM-It - 1Οο7··975·
A-iaiei-Jir: N-V- Philips oioeilampoftfafertekeo β
Ak.s No. Γ/V K -ν? '· 7 Z O O Ö I U β
Anmeldung vom; f £- . ,V ■ / V .7 *)
Verfahren und Vorrichtung zur Bildung einer Muffe an einem Rohrende und Muffenrohr hergestellt nach diesem Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Muffe am Ende eines Rohres aus thermoplastischem Material durch eine Formbearbeitung des zuvor erwärmten Rohrendes mit Hilfe eines Forradornes, wobei das Rohrende einer Stauchbearbeitung unterzogen wird, so dass eine Muffe mit einer ringförmigen Abdichtungskammer erhalten wird, wobei der Innendurchmesser der Muffe in Richtung des Muffenendes gesehen zunächst stufenweise auf einen maximalen Wert ansteigt und danach wiederum stufenweise abnimmt und die Wanddiclce der Muffe
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zumindest gleich der Wanddicke des Rohres ist, und wobei ein Teil der Innenwand der Abdichtungskammer als Abdichtungsfläche dient.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der niederländischen Patentanmeldung 72 13924 bekannt,, Bei diesem bekannten Verfahren gleicht die Stauchbearbeitung eine infolge der radialen Verformung erfolgende Verringerung der Wanddicke der Muffe aus, wodurch es sich erübrigt, zuvor eine Verstärkungshülse auf dem Rohrende anzubringen, oder zuvor das Rohrende in einer gesonderten Bearbeitungsstufe zu verdicken. Bei diesem bekannten Verfahren ist die Wanddicke auf der ganzen Länge der Muffe nahezu gleich} da die unter dem Druck eines Strömungsmediums auftretende Wandspannung vom Innendurchmesser der Muffe abhängig ist, entsteht bei einer nicht auf diesen Durchmesser abgestimmten Wanddicke eine ungleiche Spannungsverteilung in der Muffenwand. Da die Muffenwand für die höchste auftretende Spannung ausgelegt ist, bedeutet dies, dass, bestimmte Muffenteile, in denen diese maximale Spannung nicht auftritt, übermessen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Bildung einer Muffe mit einer derartigen Wanddickenverteilung zu schaffen, dass bei der Belastung der Muffe durch den Druck eines Strömungsmediums
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die Spannung in der Muffenwand für die ganze MuffenlSnge nahezu konstant und die Druckfestigkeit der Muffenwand zumindest gleich der des zugehörigen Rohres ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Stauchbearbeitung derart ausgeführt wird, dass in Richtung des Muffenendes gesehen die ¥anddicke der Muffe zunimmt, wobei die maximale Wanddicke am Muffenteil mit der Abdichtungsfläche erhalten wird.
Hierdurch lässt sich eine Muffe mit einer
optimalen Wanddickeverteilung bilden, wobei das äusserst kritische Stauchen aufs notwendigste beschränkt wird, es wird hierbei überflüssiges Stauchen bestimmter Muffen-* teile mit' allen damit zusammenhängenden Gefahren, wie Faltenbildung, vermieden.
Die maximale Wanddicke befindet sich dabei im Muffenteil, der der maximalen Belastung ausgesetzt werden wird, namentlich in jenem Teil der Muffe, deren Innenwand in Zusammenarbeit mit einem einzulegenden Abdichtungsring als Abdichtungsfläche dient. Der betreffende Muffenteil wird sowohl durch den Druck des das Rohr durchfliessenden Mediums als auch durch die Kraft des zusammengedrückten Abdichtungsringes belastet. Auf empirischem Wege ist nachgewiesen worden, dass sich die maximale Wanddicke, die eine ausreichende Druck-
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ίο,,?.75.
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festigkeit der Muffe gewährleistet, durch, folgende Formel bestimmen lässt»
S =
P . D
2 Cf- P
worin S = Wanddicke in cm
P = Nenndruck in kg/cm
D s= Innendurchmesser in cm
(f = zulässige Spannung in kg/cm .
Die Wanddicke verschiedener Muffenteile ist
dem Innendurchmesser dieser Muffenteile direkt proportional. Da mit diesem Verfahren eine Ueberbemessung bestimmter Muffenteile vermieden wird, wird mit einem Minimum an Material eine Muffe mit einer optimalen Druckfestigkeit erhalten.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist durch eine derartige Stauchbearbeitung gekennzeichnet, dass die Wanddicke der Muffe vom Muffenteil mit der maximalen Wanddicke zum Muffenende hin wieder abnimmt. Diese Massnahme verhindert eine Ueberbemessung des Muffenendes und ergibt eine weitere Materialersparung,
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Stauchbearbeitung ausschliesslich in Richtung auf das Muffenende und die aufeinanderfolgenden Muffenteile werden nacheinander von der Rohrseite her in Richtung
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des Muffenendes gestaucht, wobei das Stauchen der Wand der Abdichtungskammer über kegelförmige Uebergangsteile erfolgt, deren Neigungswinkel mit der Mittellinie der Muffe 45° unter-bzw. 120° überschreitet„ Diese Massnahme hat es als möglich erwiesen, die Stauchbearbeitung auf beherrschte und reproduzierbare Weise ausschliesslich in einer einzigen Richtung ohne Auftreten von Unregelmässigkeiten, wie Faltenbildung, durchzuführen. Da die Stauchbearbeitung ausschliesslich in Richtung auf das Muffenende erfolgt, kann ausserdem eine Voirichtung mit einer verhältnismässig einfachen Steuerung angewandt werden. Infolge der erwähnten Neigungswinkel wird trotz der unterschiedlichen Durchmesser der Mufife die gewünschte Wanddickenverteilung erhalten« Auch über den Umfang der Muffe wird eine gleichmässige Wanddicke erreicht, trotz möglicher UnregeImässigkeiten in der Wanddicke de# ursprünglichen Rohres in Umfangsrichtung gesehen. Auch Unterschiede in der Wanddicke einzelner Rohre in bezug aufeinander werden ausgeglichen. Im allgemeinen beseitigt das Stauchverfahren nach der Erfindung Unregelmässigkeiten, wodurch eine bessere Massgenauigkeit der Abdichtungskammer und insbesondere der Abdichtungsfläche erreicht wird.
Bei einer weiteren bevorzugten AusfUhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Stauchbe-
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arbeitung derart durchgeführt, dass die maximale Wand— dicke in jenem Muffenteil erhalten wird, der einen Innendurchmesser kleiner als der maximale und grosser als der minimale Innendurchmesser aufweist, wobei das Stauchen des Muffenteils mit dem maximalen Innendurchmesser über einen kegelförmigen Uebergangsteil erfolgt, dessen Neigungswinkel mit der Mittellinie der Muffe kleiner als 45° ist. Dieses Verfahren liefert eine Muffe, deren Abdichtungskammer einen sich stufenweise ändernden Durchmesser hat. Diese Abdichtungskammer dient zum Aufnehmen eines speziellen Abdichtungsringes, und zwar eines Ringes mit einer Zungenabdichtung; der Teil der Ab- ,
dichtungskaminer mit dem kleineren Innendurchmesser arbeitet als Abdichtungsteil und der Teil mit dem grösseren Innendurchmesser als Sitz für einen Abdichtungsring« Auf diese Weise ist es möglich, einen Abdichtungsring anzuwenden, von dem sowohl die Sicherung als auch die Abdichtung optimal sind.
Eine letzte bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Stauchbearbeitung die Wanddicke des Muffenteils mit der Abdichtungsfläche um höchstens 30 <$> in bezug, auf die ursprüngliche Wanddicke des Rohres vergrössert wird. Formen und Abmessungen, die zum Stauchen der Rohrwand optimal sind, sind häufig nicht optimal
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zum Erhalten einer guten Abdichtung. Die gekennzeichnete Massnahme ergibt am Muffenteil mit der Abdichtungsfläche die grösste Wanddicke mit einer regelmässigen Innenoberfläche, so dass gleichfalls eine gute Abdichtung gewährleistet ist. Es hat sich gezeigt, dass bei einer Vergrösserung der Wanddicke über 30 $ das Stauchverfahren kritisch wird.
Ein nach dem erfindungsgeraässen Verfahren
hergestelltes Muffenrohr, ifobei der Innendurchmesser der Muffe in Richtung des Muffenendes gesehen zunächst stufenweise auf einen maximalen Wert ansteigt und danach wiederum stufenweise abnimmt und' die Wanddicke der Muffe zumindest gleich der Wanddicke des Rohres ist und wobei die Muffe eine ringförmige Abdichtungskammer mit einer Abdichtungsfläche aufweist, ist durch eine in Richtung des Muffenendes ansteigende Wanddicke gekennzeichnet, wobei sich die maximale Wanddicke in Höhe der Abdichtungsfläche befindet. Der Muffenteil eines derartigen Muffenrohres hat auf dem ganzen Umfang und über die ganze Länge eine nahezu gleiche Druckfestigkeit, die zumindest gleich der Druckfestigkeit der Rohrwand ist. Die maximale Wanddicke befindet sich in jenem Muffenteil, der am schwersten belastet wird, und zwar im Teil mit der Abdichtungsfläche.
Bei einer bevorzugten Ausftthrungsform des
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erfindungsgemessen Muffenrohres nimmt die Wanddicke dei' Muffe vom Muffenteil mit der Abdichtungsflache zum Muffenende wieder ab0 Das erfindungsgemässe Muffenrohr unterscheidet sich hierdurch deutlich von den Muffenrohren, bei deren Herstellung in einem vorangehenden Prozessgang ein VerStärkungsrohr oder eine Verdickung auf dem Rohrende angebracht ist; derartige bekannte Muffenrohre weisen daher am Muffenende eine grössere Wanddicke auf als die Wanddicke in Höhe der Abdichtungsfläche, an welcher Stelle gerade eine maximale Wanddicke wünschenswert ist»
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Muffenrohres ist durch kegelförmige Uebergangsteile zwischen der Abdichtungskammer und den angrenzenden Muffenteilen gekennzeichnet, welche Uebergangsteile mit der Mittellinie der Muffe einen Neigungswinkel kleiner als 45° bzw, grosser als 120° bilden« Das erfindungsgemässe Muffenrohr ist durch eine gleichmassige Wanddicke und durch eine in Umfangsrichtung gesehene gleichförmige Abdichtungsfläche gekennzeichnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Muffenrohres weist der Muffenteil mit der maximalen Wanddicke einen Innendurchmesser auf, kleiner als der maximale und grosser als der minimale Innendurchmesser und der- Uebergang zwischen dem Muffenteil
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mit der maximalen Wanddicke und dem Muffenteil mit dem maximalen Innendurchmesser verläuft über einen kegelförmigen Uebergangsteil, dessen Neigungswinkel mit der Mittellinie der Muffe kleiner als 45° ist. Eine derartige Form der Muffe ist kennzeichnend für die Anwendung eines Abdichtungsringes mit Abdichtungszunge« Der Muffenteil mit der maximalen Wanddicke, dessen Innenwand als Abdichtungsflache dient, ist der empfindlichste Teil des Muffenrohrs, dieser Muffenteil wird beim Transport, bei der Lagerung und bei der Montage gegen Beschädigung durch den Muffenteil mit dem maximalen Innen- und Aussendttrchmesser geschützt.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemessen Muffenrohrs hat der Muffenteil mit der Abdichtungsfläche eine Wanddicke, die höchstens 30 $ grosser ist als die ursprüngliche iJanddicke des Rohres.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens, welche Vorrichtung einen Formdorn mit einem Metallkernteil und einem elastischen Formring, eine Formhülse, eine Rohrklemme und ein Stauchelement aufweist, wobei Formdorn, Formhülse und Rohrklemme gegeneinander verschiebbar sind, der Formdorn und die Formhülse in der geschlossenen Arbeitsstellung konzentrisch angeordnet sind,
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und einen ringförmigen Formraum begrenzen und wobei, von dem der Rohrklemme zugewandten Vorderende des Formdornes aus gesehen, der Aussendurchniesser des Formdorns und der Innendurchmesser der Formhülse über kegelförmige Uebergangsteile zunächst stufenweise auf einen maximalen Wert in Höhe des Formringes ansteigen und danach wieder stufenweise abnehmen; diese Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Formraumes, von dem auf die Rohrklemme gerichteten Vorderende des Formdornes aus gesehen, auf einen maximalen Wert in Höhe des Formringes ansteigt. Durch den gekennzeichneten ringförmigen Formraum kann auf einfache, genaue und reproduzierbare Weise eine Muffe mit sich ändernder Wanddicke ohne gesonderte Vorbehandlung des zu bearbeitenden Rohrendes gebildet werden»
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung nimmt die Höhe des Formraumes vom Teil mit der maximalen Höhe zum Hint er ende des Formdornes wieder ab. Wenn sich der Formdorn und die Formhülse ' einmal in der geschlossenen Arbeit st ellung befinden, ist der endgültige Formraum gebildet und das Profil sowie die Wanddickenverteilung der zu bildenden Muffe ist bestimmt, ohne dass nachher noch eine relative Verschiebung des Formdornes und/oder der Formhülse zu erfolgen braucht»
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemessen Vorrichtung besitzt der Pormring
auf den Kernteii anschliessende kegelförmige Uebergangsteile, wobei der auf das Vorderende bzw. auf das Hinterende gerichtete Uebergangsteil unter einem Winkel mit
der Mittellinie des Formdornes kleiner als 45° bzw. kleiner als 60° verläuft. Diese bauliche Massnahme ermöglicht es, das Stauchverfahren auf beherrschte Weise ohne Faltenbildung und mit einer grossen Massgenauigkeit der geformten Muffe, trotz des sich stufenweise ändernden
Durchmessers des Formraums durchzuführen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weist der Formring zwei zylindrische Oberflächen auf, wobei der Durchmesser der auf das Vorderende des Formdornes gerichteten zylindrischen Oberfläche kleiner ist als der Durchmesser der anderen zylindrischen Oberfläche und grosser als der Durchmesser des anschliessenden Teiles des Kernteiles,
wobei der Formring zwischen den beiden zylindrischen
Oberflächen einen kegelförmigen Uebergangsteil besitzt,
dessen Neigungswinkel mit der Mittellinie des Formdornes kleiner als 45° ist. Mit dieser Vorrichtung kann eine
Muffe gebildet werden, wobei der Muffenteil mit der
maximalen Wanddicke und ihre Innenwand als Abdichtungsfläche arbeitet, sich nicht auf jenem Teil der Muffe mit
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dem maximalen Aussen- und Innendurchmesser befindet.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der
erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Formraumes an der Stelle der auf das Vorderende des Formdornes gerichteten zylindrischen Oberfläche des Formringes einen Wert hat, der höchstens um 30 io grosser ist als die Höhe des Formraumes an der Stelle des kleinsten zylindrischen Teiles auf dem Vorderende des Formdornes.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das Stauchelement durch eine ringförmige radiale Anschlagfläche auf dem Hinterende des Formdornes gebildet. Diese baulich sehr einfache Massnahme, die ein gesondertes verschiebbares Stauchelement überflüssig macht, ermöglicht es, die Stauchbearbeitung einzuleiten, sobald sich das vorerwähnte Rohrende mit der Anschlagfläche berührt.
Eine letzte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist durch einen Kühlring auf dem auf die Rohrklemme gerichteten Vorderenden der Forrahülse gekennzeichnet. Der Kühlring kühlt den an die Muffe grenzenden Rohrteil, um die Bildung von Falten, Rippen oder Rillen auf dem Rohr in Höhe der auf die Rohrschelle gerichtete Endfläche der Formhülse zu vermeiden, ' Die Erfindung wird an Hand der in den
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Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbeispiele näher erläutert ο Es zeigen:
Pig. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsforra
der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem zu bearbeitenden Rohr,
Fig. 2 die Anordnung vor der Stauchbearbeituiig des Rohres,
Fig. 3 die Anordnung nach der Stauchbearbeitung des Rohres,
Fig. k in vergrössertem Masstab ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren und in der Vorrichtung nach der Ex'findung hergestelltes Muffenrohr.
Da die Vorrichtung rotationssymmetrisch ausgeführt ist, ist in der Zeichnung nur die obere Hälfte dargestellt. Diese Vorrichtung 1 enthält im wesentlichen einen mehrteiligen zylindrischen Formdorn 3» eine zweiteilige Formhülse 5 und eine Rohrklemme 7 mit einem Innendurchmesser nahezu gleich dem Aussendurchmesser des zu bearbeitenden Rohres. Der Formdorn 3 und die Rohrklemme 7 sind auf einem Gestell, von dem nur die Teile 8 und 10 dargestellt sind, verschiebbar angeordnet. Der Formdorn 3 ist über eine vertikale Platte 6 und eine Kolbenstange 9 mit dem Kolben 11 eines hydraulischen Zylinders 13 auf dem Gestellteil 8 verbunden. Die Rohrklemme 7 ist der Länge nach in zwei scharnierbar miteinander
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verbundene Hälften geteilt und über eine Kolbenstange mit dem Kolben 1-7 eines hydraulischen Zylinders 19 auf dem Gestellteil 10 verbunden. Der Formdorn 3 ist aus einem Metallkernteil 21 und einem auf dem Kernteil 21 verschiebbaren Forrnring 23 aus elastisch verformbarem Material zusammengesetzt; ein hülsenförmiger Endteil 25, der einen Teil des Kernteiles 21 bildet, ist auf dem auf die Rohrklemme 7 gerichteten Vorderende des Kernteiles verschiebbar und durch nicht dargestellte hydraulische Mittel auf an sich bekannte Weise auf dem Kernteil 21 verripgelbar. Die Formhülse 5 weist einen Formzylinder auf, der der Länge nach in zwei in radialer Richtung bewegbare Halbschalen geteilt ist, sowie einen auf dem Kernteil 21 verschiebbaren Schlussring 29. Der Schlussring 29 ist über eine Kolbenstange 31 mit dem Kolben eines hydraulischen Zylinders 35 auf der Platte 6 verbunden. Die maximale Verschiebung des Formdornes in Richtung der Rohrklemme 7 wird durch eine Stellmutter auf einer Stange 39 begrenzt, die auf der Platte 6 befestigt ist. Der Kernteil 31, der Formzylinder 2.7 und der Schlussring 29 sind mit Kammern 41 , 43 bzw. 45 für das Umlaufen von Erwärmungs- und Kühlmedien versehen. Auf dem Vorderende des Formzylinders 27 ist ein Kühlring befestigt» Durch einen Schlitz 44 ist der Kühlring 42 teilweise vom Formzylinder 27 getrennt. Der Kühlring
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ist ebenfalls in zwei Schalen geteilt xm.d enthält eine Kühlkammer 46» Dei· Innendurchmesser des Kühlringes 42 ist nahezu gleich dem Aussendurchmesser des zu bearbeitenden. Rohres»
Zur Bildung einer Muffe am Ende eines Rohres wird das Rohrende auf eine derartige Temperatur vorgewärmt, dass das Rohrmaterial plastisch verformbar ist. Inzwischen werden Formdorn 3» Formzylinder 27 und Schlussring 29 gleichfalls durch das Umlaufen eines Erwärmungsmediums, wie Dampf oder heisses OeI, in den Kammern 41 , 43 und 45 erwärmt, während der Kühlring 42 durch das Umlaufen eines Kühlmediums in der Kühlkammer 46 gekühlt wird. Hierbei befindet sich der Formdorn. 3 mit dem Schlussring 29 in einer nicht dargestellten zurückgezogenen Stellung, in der Zeichnung in der linken Seite. Die beiden Halbschalen des Formzylinders 27 und des Kühlringes 42 sind in radialer Richtung nach aussen hin verschoben?;die beiden Schalen der Rohrklemme 7 sind gleichfalls geöffnet. Das Rohr 47 wird in die Rohrklemme eingelegt, derart, dass das Rohrende über eine zuvor bestimmte Länge aus der Rohrklemme herausragt. Nachdem die Rohrklemme einmal geschlossen ist, ist das Rohr in radialer und axialer Richtung festgesetzt. Darauf werden die beiden Halbschalen des Formzylinders 27 und des Kühlringes 42 in radialer Richtung auf den Formdorn hin
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verschoben. Mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 13 wird der Formdorn 3 in.das erwähnte Rohrende eingeschoben, bis in die in Fig. 1 dargestellte Stellung. Eine kegelförmige Fläche 50 am Endteil 25 des Fornidornes erleichtert das Einführen des Formdornes in das Rohr. Hierbei ist der Formring 23 auf dem Kernteil 21 mit Hilfe des Endteiles festgesetzt. Das vorerwähnte plastisch verformbare Rohrende gleitet bei der Relatiwerschiebung des Formdornes und des Rohres über den Aussenumfang des Formdornes, nimmt das Profil des Formdornes an und ist damit vorgeformt. Diese Situation- ist in Fig, I dargestellt. Hierbei liegt die Kopffläche des Rohrendes gerade an einer ringförmigen Anschlagfläche h^ an dem Hinterende des Formdornes an. Schliesslich verschiebt sich der Schlussring 29 unter dem Einfluss des Kolbens 33 in Richtung des Formzylinders und erreicht die in Fig. 2 gezeigte Stellung, In dieser Stellung bilden der.Aussenumfaüg des Formdornes 3 und der Innenumfang der Formhülse 5 einen Formraum 51 ι dessen Höhe H vom Vorderende des Formdornes aus gesehen zunächst auf einen maximalen Wert ansteigt und anschliessend wieder abnimmt, wobei die minimale Höhe mindestens gleich der Wanddicke S des Rohres hj ist. Der Formraum 51 wird durch eine Stauchbearbeitung vollständig gefüllt, so dass sich eine Muffe bildet, deren Wanddicke W der Höhe H des Formraums 51 entspricht und in Richtung auf das
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Muffenende gesehen zunächst auf einen maximalen Wert ansteigt und darauf wieder abnimmt. Die Stauchbearbeitung wird auf einfache Weise durch eine Verschiebung der Rohrklemme 7 mit dem Rohr 4.7 in Richtung auf den Formdorn durchgeführt. Hierbei füllt sich der Formrauin vom Vorderende des Formdornes aus zum Hinterende hin und aufeinanderfolgende Teile des vorgeformten Rohrendes mit' verschiedenen Durchmessern werden nacheinander gestaucht, Figo 3 zeigt die Situation, nachdem die Stauchbearbeitung erfolgt ist. Hiernach wird das in den Kammern 41, 43 und 45 umlaufende Erwärmungsmedium durch ein Kühlmedium ersetzt. Nachdem Fülldorn und Formhülse sowie das zu einer Muffe 53 gebildete Rohrende genügend abgekühlt sind, wird der Kernteil 21 mit dem Schlussr.ing 2° nach links verschoben, wobei der Formring 23 und der Endteil 25 in der gebildeten Muffe zurückbleiben. Der elastische Formring 23 wird von Hand oder mit einem Handwerkzeug aus der Muffe entfernt, wonach der Endteil 25 gleichfalls entfernt werden kann. Nach Oeffnen des Formzylinders 27 des Füllringes 42 und der Rohrklemme 7» kann das auf diese Weise erhaltene Muffenrohr aus der Vorrichtung entfernt werden. Nachdem der Formring 23 und der Endteil 25 wiederum auf dem Kernteil 21 festgesetzt sind und die Rohrklemme 7 in die ursprüngliche axiale Stellung zurückgebracht ist und nachdem die Formteile wieder auf die
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erforderliche Temperatur gebracht sind, ist die Vorrichtung wieder für eine weitere Bearbeitung bereit.
In der in Fig, 2 und 3 dargestellten geschlossenen Stellung der Vorrichtung befinden sich Formdom und Formhülse zueinander in einer konzentrischen Stellung, Der Aussendurchmesser des Formdornes 3 und der Innendurchmesser der Formhülse 5 andern sich stufenweise, wobei die Durchmesser zunächst in drei Stufen ansteigen und danach in einer einzigen Stufe wieder abnehmen. Der Aussendurchmesser A des Formdornes ist nahezu gleich dem Innendurchmesser Di des Rohres ^7» der Durchmesser B ist nahezu gleich dem Aussendurchmesser De des Rohres k"7 und der Durchmesser C hat einen Wert zwischen dem Durchmesser B und einem maximalen Durchmesser D. Der Durchmesser E am Muffenende ist wiederum nahezu gleich dem Aussendurchmesser De des Rohres, Der Uebergang zwischen aufeinanderfolgenden zylindrischen Teilen mit verschiedenen Durchmessern verläuft über kegelförmige Uebergangsteile T, X, Y, Z unter einem spitzen Neigungswinkel mit*der Mittellinie F-F des Formdornes'{ hier ist der Winkel a des Uebergangsteiles T gleich 15°» der Winkel b des Uebergangsteiles X gleich 30°, der Winkel c des Uebergangsteiles Y ebenfalls 30° und der Winkel d der Uebergangsteiles Z gleich 37»50· Der Innenumfang der Formhülse 5 verläuft parallel zum Aussenumfang des Formdornes 3· Die Höhe H
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des Formrauines ist beim Teil mit dem Durchmesser A minimal und gleich der Dicke S des Rohres k"l \ beim Teil mit dem Durchmesser B steigt die Höhe H an, hat beim Teil mit dem Durchmesser C einen maximalen Wert und nimmt bei den Teilen mit dem Durchmesser D und E wieder ab« Eine weitere Erläuterung wird an Hand der Fig. h gegeben, die die geformte Muffe 53 in vergrössertem Masstab darstellt ο 55 ist ein Abdichtungsring mit einer Abdichtungszunge 57t der in der Muffe in Höhe des Muffenteiles mit dem maximalen Innendurchmesser D durch einen Sicherungsring 59 festgesetzt ist. 61 ist das Keilende eines mit der Muffe 53 zu kuppelnden Rohres. Der Uebergang zwischen aufeinanderfolgenden Muffenteilen mit verschiedenen Iimendurchmessern verläuft entsprechend dem bereits beschriebenen Profil des Formdornes und in Richtung auf das Muffenende gesehen über die kegelförmigen Uebergangs-
teile T«, X», Y« und Z«, die mit der Mittellinie G-G der Muffe einen Winkel a von 15°» einen Winkel b von 30°, einen Winkel c von 30° und einen Winkel d» von 1^2,5° bilden» Die Wanddickenverteilung W ist entsprechend dem Verlauf der Höhe H des Formraumes derart, dass WA< WB<WC >WD> WE, wobei die Wanddicke WA gleich der Wanddicke S des Rohres 47 iste Die Muffe hat eine maximale Wanddicke W = W in Höhe der Abdichtungszunge 57.
Die maximale Wanddicke W kann auf einen Wert ansteigen,
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PKK.117.
10.7.75.
der um 30 $ grosser als die Wanddiclce S des Rohres ist, in Abhängigkeit des Durchmessers C. Die Innenwand dieses Muffenteils dient daher auch als Abdichtungsfläche 63. An diesem kritischsten Teil, der ausser vom Innendruck des Strömungsmediums im Rohr auch von der zusammengedrückten Abdichtungszunge belastet wird, wird die Wanddicke wie auch an den anderen Muffenteilen derart bestimmt, dass eine Druckfestigkeit zumindest gleich der Druckfestigkeit der Rohrwand erhalten wird.
Der Abdichtungsring vom dargestellten Typ besitzt hervorragende Abdichtungseigenschaften und ist auf äusserst zuverlässige Weise in der Abdxchtungskammer fixiert. Ausserdem ist der Teil der Muffe mit der maximalen Wanddicke und mit der Abdichtungsfläche bei Transport bei der Lagerung und bei der Montage gegen Beschädigung durch den benachbarten Muffenteil mit dem maximalen Durchmesser geschützt.
609838/0210

Claims (1)

  1. PHK.117.
    - 21 -
    PATENTANSPRUECHB
    1 β/ Verfahren zur Bildring einer Muffe am Ende eines Rohres aus thermoplastischem Material durch eine Formbearbeitung des zuvor erwärmten Rohrendes mit Hilfe eines Formdornes, wobei das Rohrende einer Stauchbearbeitung unterzogen wird, so dass eine Muffe mit einer ringförmigen Abdlchtungskainmer erhalten wird, wobei der Innendurchmesser der Muffe in Richtung des Muffenendes zunächst stufenweise auf einen maximalen Wert ansteigt und danach wiederum stufenweise abnimmt und die Wanddicke der Muffe zumindest gleich der Wanddicke des Rohres ist und wobei ein Teil der Innenwand der Abdichtungskaminer als Abdichtungsfläche dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchbearbeitung derart ausgeführt wird, dass in Richtung des Muffenendes gesehen die Wanddicke der Muffe zunimmt, wobei die maximale Wanddicke am Muffenteil mit der Abdichtungsfläche erhalten wird,
    2, Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet
    durch eine derartige Stauchbearbeitung, dass die Wanddicke der Muffe vom Muffenteil mit der maximalen Wanddicke zum Muffenende hin wieder absinkt, 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
    gekennzeichnet, dass die Stauchbearbeitung ausschliesslich in-Richtung auf das Muffenende erfolgt und die aufeinander^ folgenden Muffenteile nacheinander von der Rohrseite her
    609838/0210
    PHK.117. 10.7.75.
    in Richtung des Muffenendes gestaucht werden, wobei das Stauchen der Wand der Abdichtungskammer über kegelförmige XJebergangsteile erfolgt, deren Neigungswinkel mit der Mittellinie der Muffe 45° unter-bzw. 120° überschreitet.
    4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchbearbeitung derart durchgeführt wird, dass die maximale Wanddicke in jenem Muffenteil erhalten wird, der einen Innendurchmesser kleiner als der maximale und grosser als der minimale Innendurchmesser aufweist, wobei das Stauchen des Muffenteiles mit dem maximalen Innendurchmesser über einen kegelförmigen Uebergangsteil erfolgt, dessen Neigungswinkel mit der Mittellinie der Muffe kleiner als 45° ist,
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Stauchbearbeitung die ¥anddicke des Muff enteiles· mit der Abdichtung ε f lache um höchstens 30 $ in bezug auf die ursprüngliche Wanddicke des Rohres vergrössert wird.
    6. Muffenrohr hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Innendurchmesser der Muffe in Richtung des Muffenendes gesehen zunächst stufenweise auf einen maximalen Wert ansteigt und darauf wiederum stufenweise abnimmt und die Wanddicke der Muffe zumindest gleich der Wanddicke des Rohres ist
    609838/0210
    FITK. 1 17. 10.7.75.
    land wobei die Muffe eine ringförmige Abdichtungskammer mit einer Abdichtungsflache aufweist, gekennzeichnet durch ein in Richtung des Muffenendes ansteigende Wanddicke, wobei sich die maximale Wanddicke in Höhe der Abdichtungsflache befindet«
    7» Muffenrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke der Muffe vom Muffenteil mit der Abdichtungsfläche zum Muffenende hin wieder abnimmt, 8, Muffenrohr nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch kegelförmige Uebergangsteile zwischen der Abdichtungskammer und den angrenzenden Muffenteilen , welche Uebergangsteile mit der Mittellinie der Muffe einen Neigungswinkel kleiner als k5° bzw. grosser als 120° bilden.
    9· Muffenrohr nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch
    gekennzeichnet, dass der Muffenteil mit der maximalen Wanddicke einen Innendurchmesser kleiner als der maximale und grosser als der minimale Innendurchmesser aufweist, und dass der Uebergang zwischen dem Muffenteil mit der maximalen Wanddicke und dem Muffenteil mit dem maximalen Innendurchmesser über einen kegelförmigen TJebergangsteil verläuft, dessen Neigungswinkel mit der Mittellinie der Muffe kleiner als 45° ist.
    10. Muffenrohr nach einem der Ansprüche 6 bis 9*
    dadurch gekennzeichnet, dass der Muffenteil mit der
    809838/0210
    PHK^117.
    AbdichtungsflSche eine Wanddicke hat, die höchstens 30 $ grosser als die ursprüngliche Wanddicke des Rohres ist« 11e Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5» welche einen Formdorn mit einem Metallkernteil und einem elastischen Formring, eine Formhülse, eine Rohrklemme und ein Stauchelement aufweist, wobei Formdorn, Formhülse und Rohrklemme gegeneinander verschiebbar sind, der Formdorn und die Formhülse in der geschlossenen Arbeitsstellung konzentrisch angeordnet sind und einen ringförmigen Formraum begrenzen, und wobei von dem der Rohrschelle zugewandten Vorderende des Formdorns aus gesehen, der Aussendurchmesser des Formdornes und der Innendurchmesser der Formhülse Über
    kegelförmige Uebergangsteile zunächst stufenweise auf ' einen maximalen Wert in Höhe des Formringes ansteigen und danach wieder stufenweise abnahmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Formraumes, von dem auf die Rohrklemme gerichteten Vorderende des Formdornes aus gesehen, auf einen maximalen Wert in Höhe des Formringes ansteigt.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Formraumes vom Teil mit der maximalen Höhe zum Hinterende des Formdornes wieder abnimmt *
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    f117. 10.7.75.
    13» Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
    gekennzeichnet, dass der Formring an.den Kernteil anschliessende kegelförmige Uebergangsteile besitzt, wobei der auf das Vorderende bzw, auf das Hinterende gerichtete Uebergangsteil unter einem Winkel mit der Mittellinie des Formdornes kleiner als 45° bzw, kleiner als 60° verläuft,
    14, Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, dass der Formring zwei zylindrische Oberflächen aufweist, wobei der Durchmesser der auf das Vorderßnde des Formdornes gerichteten zylindrischen Oberfläche kleiner ist als der Durchmesser der anderen zylindrischen Oberfläche und grosser als der Durchmesser des anschliessenden Teiles der Kernteiles, wobei der Formring zwischen den beiden zylindrischen Oberflächen einen kegelförmigen Uebergangsteil besitzt, dessen Neigungswinkel mit der Mittellinie des Formdornes kleiner ' als 45° isto
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Formraumes an der Stelle der auf das Vorderende des Formdornes gerichteten zylindrischen Oberfläche des Formringes einen Wert hat, der um höchstens 30 $ grosser ist als die Höhe des Formraumes an der Stelle des kleinsten zylindrischen Teiles auf dem Vorderende des Formdornes,
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    PHK.'17.
    10.7.75.
    16. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 11
    bis 15» dadurch gekennzeichnet, dass.das Stauchelement durch eine ringförmige radiale Anschlagfläche auf dem Hinterende des Formdornes gebildet ist.
    17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlring auf dem auf die Rohrklemme gerichteten Vorderende der Formhülse vorgesehen ist»
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