DE2805537A1

DE2805537A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausbilden eines muffenendes an einem kunststoffrohr

Info

Publication number: DE2805537A1
Application number: DE19782805537
Authority: DE
Inventors: Jimmie Rae Mcgregor
Original assignee: Harsco Corp
Current assignee: Enviri Corp
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1978-08-24
Also published as: US4161384A; US4134949A; NL7801605A; CA1094278A; FR2380859A1; GB1579604A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Muffenendes an einem Kunststoffrohr.

Kunststoffrohre werden in geraden Rohrformen vielfältiger Größen hergestellt. Um die Kunststoffrohre ohne Notwendigkeit einer speziellen Außenkupplung verbinden bzw. anschließen zu können, ist es erforderlich, am Ende des Rohrs ein Muffenende zu formen, welches das glatte Ende eines angrenzenden Rohrs aufnimmt. Das Muffenende wird durch ein derartiges Aufweiten des Rohrs hergestellt daß der Innendurchmesser des Muffenendes gleich dem Außendurchmesser des Rohrs ist. Zur Abdichtung am Rohrende wird gewöhnlich ein elastischer O-Ring in einer Nut angeordnet, die an der inneren Wandung des Muffenendes geformt ist. Bisher wurden zum Formen des Endes des Rohrs Vorrichtungen benutzt, die einen zurückziehbaren Dorn in das Rohr einführen und den Dorn durch ein Schraubglied oder eine ähnliche Einrichtung auswärts aufweiten, um somit das Rohr in einen äußeren Formungshohlraum zu drücken, der um das Ende des Rohrs gespannt ist. Hierbei handelt es sich um ein beschwerliches Verfahren, welches eine aufwendige Formungsausrüstung mit vielen sich bewegenden Teilen erforderlich macht, die sich abnutzen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines zweckmäßigen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung der genannten Art. Im Rahmen der Erfindung soll an einem Kunststoffrohr ein Muffenende ausgebildet werden, das eine elastische Ringdichtung aufnimmt, welche in einer in dem Muffenende gebildeten Ringnut angeordnet ist, um für eine Abdichtung gegenüber dem glatten Ende eines eingesetzten Rohrs zu sorgen und hierdurch die Notwendigkeit einer Verwendung einer separaten Kupplung auszuschalten. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll es möglich sein, das Muffenende an dem Kunststoffrohr schnell und wirkungsvoll herzustellen, wobei verschiedene Schultern zum Bilden der zum Aufnehmen der Ringdichtung bestimmten Ringnut zu formen sind. Es soll ein mit einer trennbaren Hülle versehener Dorn benutzt werden,

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der keine beweglichen Teile aufweist, um die Abnutzung zu reduzieren und die zum Positionieren der Formungshülle erforderliche Zeit zu verkürzen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnen sich ein Verfahren und eine zum Durchführen desselben geeignete Vorrichtung durch die in den Ansprüchen 1 und 5 aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Muffenendes an einem Kunststoffrohr unter Anwendung einer Dornhülle, die vier Abschnitte aufweist, welche über einem von einem Dorngrundglied gehaltenen Dornkern angeordnet wer den. Der Dornkern hat eine um seinen Umfang ausgebildete Ringnut, die mit einer Vielzahl von öffnungen strömungsmäßig verbunden ist welche an einem ersten Ende in der Dornhülle ausgebildet sind. Ein in dem Dornkern und dem Grundglied ausgebildeter Kanal verbindet die öffnungen und die Nut mit einer Vakuum- bzw. Unterdruckquelle.

Die Kunststoffrohre werden zum Erweichen des Kunststoffmaterials auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, während sie auf einem Gestell angeordnet sind. Das Ende des erwärmten Rohrs wird mit dem Dorn ausgerichtet, so daß das Rohr über den Dorn gestoßen bzw. getrieben werden kann. Wenn das Kunststoffrohr über die Dorn hülle getrieben wird, kommt es mit der ersten AufWeitungsschulter in Eingriff, wobei das Rohr aufgeweitet wird, so daß der Innendurchmesser des Rohrmuffenendes gleich dem Außendurchmesser des Rohrs entspricht. Das Kunststoffrohr wird weiter über die ringförmige Aufweitungsschulter getrieben, um mit einer abgeschrägten Schulter an dem Dorngrundglied in Eingriff zu kommen, wobei das Ende des Rohrs auswärts aufgeweitet wird. Das aufgeweitete Ende bildet eine Abdichtung mit der abgeschrägten Schulter des Grundgliedes, und es wird eine weitere Abdichtung mit der ersten Schul ter gebildet, die das Rohr aufweitet. Somit entsteht um die ringförmige Auf weitungsschulter ein abgeschlossener Hohlraum, in dem über die Öffnungen in der Dornhülle sowie dem Dornkern ein Unter-

druck erzeugt wird, so daß das erweichte Kunststoffmaterial fest über die Dornhülle gezogen wird. Hierbei wird die sich um das Innere des Muffenendes des Rohrs erstreckende Ringnut zum Aufnehmen einer Dichtung gebildet.

Das Ende des Rohrs wird durch Aufsprühen von Kühlwasser oder einer anderen Flüssigkeit auf das Rohräußere gekühlt. Nach einer vorbestimmten Zeit wird ein Hydraulikzylinder oder eine andere Einrichtung betätigt, um den Dornkern von dem Rohr abzuziehen, wobei die Dornhülle im Inneren des Rohrendes verbleibt. Um das Abziehen des Dornkerns von der Dornhülle weiter zu erleichtern, ist um das Dorngrundglied eine stationär verbleibende Abstreifplatte festgelegt, so daß dann, wenn das Dorngrundglied von einer in der Abstreifplatte ausgebildeten Öffnung abgezogen wird, das Rohrende gegen die Platte stößt, wodurch die Längsbewegung des Rohrs begrenzt bzw. unterbunden wird. Nachdem der Dornkern abgezogen worden ist, müssen die im Inneren des Rohrs verbliebenen vier Abschnitte bzw. Stücke der Hülle entfernt werden. Die Hüllenabschnitte sind so geformt, daß zwei gegenüberliegende kleinere Abschnitte und zwei gegenüberliegende größere Abschnitte vorhanden sind. Die kleineren Abschnitte werden einzeln entfernt, so daß dann die größeren Segmente entfernt werden können.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung wird das erwärmte Ende des Kunststoffrohrs zu einem Muffenende geformt, in dem eine Dichtungsnut zum Aufnehmen einer Dichtung ausgebildet ist, damit das Muffenende in abgedichteter Weise mit einem glatten Ende eines eingesetzten zweiten Rohrs verbunden werden kann. Die Vorrichtung weist ein Dorngrundglied auf, das fest mit einem Dornkern verbunden ist, welcher an seinem Umfang Ringnuten aufweist, die über einen Kanal in dem Kern und dem Grundglied mit einer Vakuum- bzw. Unterdruckquelle in Strömungsverbindung stehen. Die vier trennbare Abschnitte bzw. Segmente aufweisende Dornhülle ist an dem Kern festgelegt. Die Dornhülle hat eine Vielzahl von darin ausgebildeten öffnungen, die mit der Ringnut an dem Kern in Strömungsverbindung stehen, so daß über die öffnungen ein Unterdruck erzeugt werden kann.

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Das erwärmte Kunststoffrohr wird über die Dornhülle getrieben, bis es mit der abgeschrägten Schulter an dem Dorngrundglied in Eingriff kommt, so daß eine Abdichtung zwischen dem Rohrende und dem Grundglied gebildet wird. In dem Hohlraum zwischen dem Kunststoffrohr und der Dornhülle wird ein Unterdruck erzeugt, so daß das Kunststoffrohr gegen die Hülle gezogen wird, wobei in dem Rohr eine ringförmige Innennut erzeugt wird. Die Abschnitte der Dornhülle werden von dem Ende des Rohrs entfernt, nachdem der Dornkern abgezogen worden ist.

Weitere, Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Figur 1 - in einer rückwärtigen perspektivischen Ansicht die linke Seite einer zum Bilden eines Muffenendes dienenden erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Zustand, bei dem ein Dornkern von einer Abstreifplatte abgezogen ist, wobei Teile weggebrochen sind, um Aufbaudetails klarer darzustellen,

Figur 2 - in einer vorderseitigen perspektivischen Ansicht die linke Seite der zum Bilden des Muffenendes dienenden Vorrichtung in dem Zustand, bei dem der Dornkern durch die Abstreifplatte geführt ist, wobei Teile weggebrochen sind, um Aufbaudetails klarer darzustellen,

Figur 3 - in einer Stirnansicht die von der Vorrichtung gelöste Dornhülle,

Figur 4 - den Dorn in einem zum klareren Darstellen der Aufbaudetails vergrößerten Schnitt,

Figur 5 - in einer teils geschnittenen Seitenansicht den Dorn mit einem darüber geführten Kunststoffrohr, wobei zum klareren Darstellen der Aufbaudetails Teile weggebrochen sind.

Figur 6 - in einem Figur 5 ähnelnden Schnitt den Kühlungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Figur 7 - den Dorn sowie das Rohr in einer Seitenansicht, wobei der Dornkern von der Dornhülle abgezogen ist.

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In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen wurden ähnliche Hinweiszahlen benutzt, um einander entsprechende Elemente zu bezeichnen .

Gemäß den Figuren 1 und 2 weist die Vorrichtung einen allgemein mit der Hinweiszahl 1o bezeichneten Aufspanndorn auf, der an einer Betätigungseinrichtung 12 befestigt ist, die den Aufspanndorn 1o von der in Figur 1 dargestellten Position hinter einer Abstreifplatte 14 durch Öffnungen 16 in der Abstreifplatte zu der in Figur 2 dargestellten Position bewegt. Es sind Abstützungsmittel 18 vorgesehen, um. den Aufspanndorn 1o und die Betätigungseinrichtung 12 in einer mit Rohren 2o ausgerichteten Position abzustützen. Bei den Rohren 2o handelt es sich um solche vom Kunststofftyp, die allgemein in vorbestimmten Längen stranggepreßt werden, verschiedene Durchmesser haben und allgemein aus Materialien wie Polyvinylchlorid (PVC) sowie anderen normalen Kunststoffen hergestellt sind. Die Rohre 2o sind auf einer Rohrabstützeinrichtung 22 allgemein ausgerichtet, wobei diese Einrichtung die Rohre jeweils einzeln auf eine Rohrführung 24 fallen läßt, die für eine gegenseitige Ausrichtung der Achse des Rohrs 2o und aer Achse des Aufspanndorns 1o sorgt. Die Enden 2oa der Rohre 2o werden von einer Erwärmungseinrichtung 26 auf eine Temperatur im Bereich etwa zwischen 121 und 2o4° C (25o und 4oo° F) erhitzt, so daß das Rohr 2o ausreichend weich ist, um aufgeweitet zu werden, wenn es relativ niedrigen Drücken unterworfen und an eine erwünschte Oberflächenkonfiguration angepaßt wird.

Gemäß den Figuren 4-7 weist der Aufspanndorn 1o allgemein ein Dorngrundglied 28 auf, das eine allgemein zylindrische Form und eine Anlageschulter 3o hat, die mit der rückseitigen Oberfläche 14a der Abstreifplatte 14 in Eingriff treten kann, um die longitudinale Vorwärtsbewegung des Grundgliedes 28 zu begrenzen. An die Schulter 3o radial einwärts angrenzend ist eine abgeschrägte Schulter 32 ausgebildet, die eine schräge Oberfläche zum Auftreffen des Endes 2oa der Rohre 2o bildet, wie es noch näher erläutert wird. Ein mit einer Bohrung 36 versehener Dornkern 34 ist mit einem an der Innenseite des Grundgliedes 28 ausgebildeten

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Gewindeansatz 38 verschraubt. Der Dornkern 34 hat ein Paar von unter Abstand angeordneten Ringnuten 4o und 42, die an seinem Umfang und an das Grundglied 28 angrenzend ausgebildet sind. Die Ringnuten 4o und 42 haben einen gegenseitigen Abstand und stehen über öffnungen 46 sowie 48 mit einem Kanal 44 in Strömungsverbindung. Dieser ist strömungsmäßig mit einem Ringkanal 5o verbunden, der am Ende 34a des Dornkerns 34 anliegt und mit einem in dem Dorngrundglied 28 ausgebildeten Kanal 52 in Strömungsverbindung steht. Eine Unterdruckquelle, wie eine Pumpe P, die in Figur 1 schematisch dargestellt ist, ist mit einer Leitung 54 verbunden. Diese weist über eine AnSchlußarmatur 56 eine Strömungsverbindung mit dem Kanal 52 auf, so daß über den Kanal 52, den Kanal 44 und die Öffnungen 46 sowie 48 in den Ringnuten 4o sowie 42 ein Unterdruck erzeugt werden kann. Die Leitung 54 sollte flexibel bzw. biegsam sein, um eine Bewegung des Dorngrundgliedes 28 zu ermöglichen.

Eine Dornhülle 58 weist vier trennbare Abschnitte 58a, 58b, 58c sowie 58d auf und bildet das Formungsmittel, welches über dem Dornkern 34 verschiebbar angeordnet ist, um das Ende 2oa des Rohrs 2o zu formen. Eine Vielzahl von Öffnungen 6o sowie 62 ist in einer mit den Ringnuten 4o sowie 42 ausgerichteten Beziehung am Umfang der Abschnitte 58a-58d ausgebildet, so daß über die öffnungen 6o und 62 für noch zu beschreibende Zwecke ein Unterdruck erzeugt werden kann. Die Dornhülle 58 hat eine erste abgeschrägte Schulter 64, die an das Hüllenende 57b angrenzt und dafür geeignet ist, das Ende 2oa des Rohrs 2o auszurichten, so daß dieses auf die Dornhülle 58 gleitet. Die letztere hat einen ersten Parallelbereich 66, der einen dem Innendurchmesser des Rohrs 2o entsprechenden Durchmesser hat. Nach etwa einem Viertel der Distanz zwischen dem Ende 57b und dem Ende 57e der Dornhülle 58 ist an dieser eine zweite Schulter 68 ausgebildet, und zwar zum Aufweiten des Rohrs 2o, so daß der Innendurchmesser des Muffenendes (bell) im Rohr 2o dem Außendurchmesser des Endes 2ob des Rohrs 2o entspricht. Es ist leicht ersichtlich, daß das Ende 2ob eines anderen Rohrs 2o in das Ende 2oa des Rohrs geschoben werden kann, wenn die Rohre 2o aufeinanderfolgend zugeführt werden.

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Eine ringförmige Aufweitungsschulter 7o wird von einer abgerundeten Aufwärts- bzw. Auswärtsschulter 72 und einer abgeschrägten Abwärts- bzw. Einwärtsschulter 74 gebildet, so daß das Ende 2oa des Rohrs 2o über die ringförmige AufWeitungsschulter 7o gleitet, wenn es aufgeweitet ist. Das Ende 2oa des Rohrs wird unter Eingriff mit der abgeschrägten Schulter 32 am Grundglied 28 hieran aufgeweitet, um hiermit eine teilweise Abdichtung zu bilden, wenn eine nach außen erfolgende Ablenkung bzw. Aufweitung erfolgt. Wie es am besten in Figur 5 dargestellt ist, wird das Ende 2oa des Rohrs 2o verschoben, bis es mit der Abstreifplatte 14 in Eingriff kommt. Aus Figur 5 ist es leicht ersichtlich, daß das Rohr 2o im Bereich der ringförmigen Aufweitungsschulter 7o nicht der Oberflächenform der Dornhülle 58 entspricht. Deshalb ist es am Ende 2oa des Rohrs 2o erforderlich, im noch weichen und nachgiebigen Zustand über die Leitung 54, den Kanal 52, den Kanal 44, die Öffnungen 46 sowie 48, die Ringnuten 4o sowie 42 und die öffnungen 6o sowie 62 in einem im ümfangsbereich der ringförmigen Aufweitungsschulter 7o gebildeten Hohlraum 76 einen Unterdruck zu erzeugen. Durch den Unterdruck wird die weiche, nachgiebige Wandung des Rohrs 2o gegen die Wandung der Dornhülle 58 gezogen, wie es am besten in Figur 6 ersichtlich ist. Das Ende 57a der Dornhülle 58 ist in einer ringförmigen Aussparung 78, die von der Innenseite der abgeschrägten Schulter 32 gebildet wird, verschiebbar angeordnet. Die Aussparung 78 sollte in Richtung zur Rückseite 28a des Grundgliedes 28 leicht einwärts abgeschrägt bzw. verjüngt sein, um ein gleichförmiges Einsetzen des Endes 57a der Dornhülle 58 zu ermöglichen.

Wie es am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, besteht die Dornhülle 58 aus vier ineinandergreifenden Abschnitten 58a-58d_f die so aufgebaut sind, daß die Abschnitte 58a sowie 58c eine kleinere Größe als die Abschnitte 58b sowie 58d haben. Die kleineren Abschnitte 58a sowie 58c sind so geformt, daß die Seiten 78' und 8o^! eines jeden Abschnitts unter einem kleinen Winkel von beispielsweise 3 Grad relativ zu und weitgehend parallel zu einer Ebene A einwärts verlaufen, die durch die Längsachse der Dornhülle 58 und das Zentrum eines jeden Abschnitts 58a sowie 58c

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verläuft. Jeder kleinere Abschnitt macht bezüglich der gesamten Dornhülle 58 einen Bogen von etwa 7o Grad aus. Es ist leicht ersichtlich, daß hierdurch ein leichtes einzelnes Abnehmen der Segmente bzw. Abschnitte möglich ist, nachdem sie in das Ende 2oa des Rohrs 2o eingesetzt worden sind. Wie es mit einem gestrichelten Umriß 58c¹ dargestellt ist, wird der Abschnitt 58c dadurch entfernt, daß er einwärts bewegt und dann aus dem Ende 2oa des Rohrs 2o verschoben wird. Die größeren Abschnitte 58b und 58d machen ungefähr 11o Grad des gesamten Bogens der Dornhülle 58 aus. Nachdem die Abschnitte 58c und 58a entfernt worden sind, können die Abschnitte 58b und 58d leicht nach innen zum Zentrum verschoben und dann aus dem Ende des Rohrs 2o herausgezogen werden.

Die Dornhülle 58 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, wie aus Eisen- oder Nichteisenmetall oder einem Fluorkohlenstoffmaterial, welches unter der Handelsbezeichnung Teflon vertrieben wird. Auch kann die Dornhülle 58 aus einer Kombination dieser Materialien bestehen.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist es leicht ersichtlich, daß die zweite abgeschrägte Schulter 68 eine Abdichtung mit der aufgeweiteten Wandung des Endes 2oa des Rohrs 2o bildet, so daß der Hohlraum 76 zwischen der Abdichtung des Endes 2oa sowie der abgeschrägten Schulter 32 und dem von der zweiten Schulter 68 gebildeten Abdichtungsende entsteht. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß verschiedene Oberflächenkonfigurationen gebildet werden können, und zwar in Abhängigkeit von der erwünschten Oberflächenform des Muffenendes des Rohrs. Die ringförmige AufWeitungsschulter bildet eine Ringnut 8o im Ende 2oa des Rohrs 2o, und diese Ringnut 8o kann einen elastischen Abdichtungsring (nicht dargestellt) aufnehmen, um für eine Abdichtung mit dem geraden Ende 2ob eines anderen Rohrs'2o zu sorgen.

Das Dorngrundglied 28 ist mit einem Gewindeende 82 eines Schafts 84 verbunden. Eine Sicherungsmutter 86 sorgt für eine feste Verbindung, damit ein Drehen des Grundgliedes 28 auf dem Schaft 84 vermieden wird. Der Schaft 84 ist an der Betätigungs- bzw. An-

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triebseinrichtung 12 festgelegt, die allgemein einen Zylinder aufweist, wie einen Hydraulikzylinder 88, dessen Kolben (nicht dargestellt) mit dem Schaft 84 verbunden ist. Wenn der Kolben zwischen den Enden des Zylinders 88 hin- und herbewegt wird, wird der Schaft 84 in den und aus dem Zylinder 88 verschoben, um hierdurch den Aufspanndorn 1o in die und aus der Öffnung 16 in der Abstreifplatte 14 zu bewegen. Es sind bekannte Ventilmittel (nicht dargestellt) vorgesehen, um den Hydraulikzylinder 88 zum Bewegen des Schafts 84 zu betätigen. Eine Leitung 9o ist mit dem rückwärtigen Ende des Hydraulikzylinders 88 verbunden, während eine Leitung 92 an das vordere Ende des Zylinders 88 angeschlossen ist. Wenn die Leitung 9o druckbeaufschlagt und die Leitung 92 entlüftet werden, wird der Kolben (nicht dargestellt) vorwärts bewegt, so daß der Schaft 84 ausgefahren und hierdurch der Aufspanndorn 1o durch die öffnung 16 in einen Eingriff mit dem Ende 2oa des Rohrs 2o geschoben wird, um so den ersten Schritt beim umformen des Rohrs 2o durchzuführen. Wenn der Leitung 92 Druck zugeführt und die Leitung 9o entlüftet werden,wird der Schaft 84 zurückgezogen, so daß der Aufspanndorn 1o entfernt wird. Der Dornkern 34 und das Dorngrundglied 28 werden von dem Ende 2oa des Rohrs 2o abgezogen, wobei die in Abschnitte unterteilte Dornhülle in dem Ende 2oa des Rohrs 2o verbleibt.

Die Abstützungsmittel 18 weisen allgemein einen Tisch 94 auf, der durch Schweißen oder andere Mittel mit Quergliedern 96 und Beinen 98 verbunden ist. Eine Mulde 1oo ist am vorderen Ende der Abstützungsmittel 18 an die Abstreifplatte 14 angrenzend ausgebildet. Die Betätigungseinrichtung 12 ist mit einem Stützgestell 1o2 verschraubt, welches mittels Schrauben 1o4 an der Oberseite des Tisches 94 festgelegt ist. Zum Anbringen der Abstreifplatte 14 ist ein sich aufwärts erstreckender Rahmen 1o6 vorgesehen. Die Abstreifplatte 14 ist in dem Rahmen 1o6 verschiebbar angeordnet, so daß sie leicht hiervon entfernt werden kann, um Abstreifplatten 14 mit größeren öffnungen 16 einzusetzen. Sicherungsschrauben 1o8 sind in den Rahmen 1o6 eingeschraubt, um mit der Oberfläche 14a der Abstreifplatte 14 in Eingriff zu kommen und diese im Rahmen 1o6 festzulegen. An jeder Seite des Rahmens 1o6 sind Win-

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kelversteifungen (angular braces) 11o ausgebildet, um die Abstreifplatte 14 rechtwinklig zur Längsachse des Aufspanndorns zu halten.

Mittel zum Kühlen des Endes 2oa des Rohrs 2o weisen eine Leitung 112 auf, die sich durch einen Arm 114a nach oben erstreckt, welcher an einer Seite des Rahmens 1o6 befestigt ist. Die Leitung hat ein Paar von nach unten abgebogenen Ausguß- bzw. Spritzgliedern 114, die über dem Ende 2oa des Rohrs 2o ausgerichtet sind. Nachdem das Rohr 2o auf den Aufspanndorn 1o aufgebracht worden ist, wird Kühlwasser über das Äußere des Endes 2oa des Rohrs 2o zum Härten desselben gespritzt. Das Wasser strömt in das Becken bzw. die Mulde1oo und den Abfluß 116, um über das normale Abflußsystem (nicht dargestellt) entfernt zu werden.

Die Rohrabstützeinrichtung 22 weist allgemein aufwärts verlaufende Beine 118 auf, die an Quergliedern 12o befestigt sind, welche für die Rohre 2o eine abgeschrägte Abrollfläche bilden. Rohrfreigabemittel weisen eine Welle 122 auf, die durch Lagerböcke 124 gelagert ist, welche an dem unteren Querglied 12o festgelegt sind. Ein Zahnrad 126 weist über eine Kette 127 eine Drehverbindung mit einem Antriebsmotor 2oo auf. Dieser wird von einem Schalter 2o1 betätigt, der in Reihe zu einer mit einer Versorgungsquelle verbundenen Leitung 2o2 geschaltet ist. Eine Leitung 2o3 verbindet den Motor 2oo mit Masse. Die Kette 127 hat sich aufwärts erstreckende Keilglieder (splines) 128, die sich zwischen den Rohren 2o erstrecken, wenn diese auf der Rohrabstützeinrichtung 22 angeordnet werden. Die Rohre 2o werden einzeln freigegeben, so daß jeweils ein Rohr 2o in eine ausgeschrägte Rohrführung 24 rollt. Hierbei handelt es sich um einen üblichen bekannten Vorgang, und es dürfte keine weitere Erläutertung erforderlich sein. Die Enden 2oa sind unter der Erwärmungseinrichtung 26 angeordnet, die ein Strahlungsheizer, wie ein elektrisches Heizband oder dergleichen, sein kann und die Enden vor dem Bilden der Muffenform auf eine erwünschte Erweichungstemperatur erhitzt.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der zuvor beschriebenen Vorrichtung erläutert: -16-

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Die Rohre 2o werden auf der Rohrabstützeinrichtung 22 ausgerichtet, so daß die Enden 2oa unter der Erwärmungseinrichtung 26 während einer vorbestimmten Zeit auf eine Temperatur zwischen etwa 121 und 2o4° C (25o und 4oo F) erhitzt werden. Hierdurch wird die Wandung der Rohre 2ο erweicht, so daß sie an den Enden 2oa für den MuffenbildungsVorgang nachgiebig gemacht werden. Das Zahnrad 126 wird gedreht, um die Keil- oder Halteglieder 128 an der Kette 127 zu bewegen und ein einzelnes Rohr 2o freizugeben, das längs der als Führung dienenden Querglieder 12o in die Rohrführung 24 rollt. Das Rohr 2o ist somit mit der Längsachse des Aufspanndorns 1o ausgerichtet. Dann wird der Zylinder 88 unter Druckbeaufschlagung der entsprechenden Leitung 9o oder 92 betätigt, um die Stange bzw. den Schaft 84 auszufahren und den Dorn 1o durch die Öffnung 16 sowie die Abstreifplatte 14 zu bewegen. Die vier Abschnitte 58a-58d der Dornhülle 58 werden so auf dem Dornkern 34 angeordnet, daß die Enden 57a der Dornhülle 58 verschiebbar in die Aussparung 78 am Dorngrundglied 28 eingreifen.

Dann wird das Ende 2oa des Rohrs 2o vorwärts bewegt, um mit dem abgeschrägten Rand bzw. der Schulter 64 an der Dornhülle 58 in Eingriff zu kommen und hierdurch das Rohr 2o mit dem Aufspanndorn 1o auszurichten. Das Rohr 2o wird weiter über den Dorn 1o getrieben und von der Schulter 68 aufgeweitet sowie über die abgerundete Schulter 72 der ringförmigen Aufweitungsschulter 7o bewegt, und zwar bis zu einem Kontakt mit der abgeschrägten Schulter 32 des Dorngrundgliedes 28. Das Ende 2oa des Rohrs 2o wird aufgeweitet, wie es am besten aus Figur 5 ersichtlich ist, um hierdurch eine teilweise Abdichtung mit dem Dorngrundglied 28 zu bilden. Die Schulter 68 bildet eine Abdichtung an der entgegengesetzten Seite der ringförmigen Aufweitungsschulter 7o und damit eine Abdichtung am zweiten Endbereich des Endes 2oa des Rohrs 2o, wodurch ein abgeschlossener Hohlraum 76 um die ringförmige Aufweitungsschulter 7o hergestellt wird. Dann wird über die Leitung 54, die Leitung 52, den Kanal 44, die Öffnungen 46 sowie 48, die Ringnuten 4o sowie 42 und die öffnungen 6o sowie 62 in den Dornhüllen 68 in dem Hohlraum 76 ein Unterdruck erzeugt. Das weiche, nachgiebige Ende 2oa wird infolge des ünterdrucks gegen die Dorn-

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hülle 58 gezogen. Der Unterdruck im Hohlraum 76 und der Luftdruck an der Außenseite des Rohrs 2o treiben die Rohrwandung gegen die Außenkonfiguration der ringförmigen Aufweitungsschulter 7o an der Dornhülle 58.

Nachdem die Rohrwandung des Rohrs 2o durch den Unterdruck gegen die äußere Dornhülle 58 gezogen worden ist, wird Kühlwasser oder eine andere Flüssigkeit von den Spritzgliedern auf das Äußere des Endes 2oa des Rohrs 2o gesprüht. Das Wasser fließt durch den Abfluß 116 in das Abwassersystem oder dergleichen. Nachdem das Rohr 2o auf Raumtemperatur abgekühlt worden ist, werden die Leitung unter Druck gesetzt und die Leitung 9o am Zylinder 88 entlüftet, um hierdurch die Stange bzw. den Schaft 84 in den Zylinder 88 zurückzuziehen und den Dornkern 34 sowie das Dorngrundglied 28 aus der Öffnung 16 sowie der Abstreifplatte 14 von der Dornhülle 58 wegzuziehen. Die Längsbewegung der Dornhülle 58 wird durch die abgeschrägte Schulter 74 an der ringförmigen Aufweitungsschulter 7o gehemmt. Wie es am besten aus Figur 7 ersichtlich ist, verbleibt die Dornhülle 58 in dem Ende 2oa des Rohrs 2o. Das Ende des Rohrs 2o stößt gegen die Abstreifplatte 14, wodurch die Längsbewegung des Rohrs 2o gehemmt wird, wenn der Dornkern 34 und das Dorngrundglied 28 abgezogen werden. Dann wird das Rohr 2o für einen Zugang zum Ende 2oa abgezogen. Der Abschnitt 58a der Dornhülle 58 wird anschließend zur Mitte des Rohrs 2o bewegt, um es gemäß dem gestrichelten Umriß 58a¹ in Figur 7 entfernen zu können Der Abschnitt 58c wird ebenfalls zur Mitte bewegt, wie es in Figur 3 mit dem gestrichelten Umriß 58c¹ dargestellt ist, um diesen Abschnitt zu entfernen. Hierdurch entsteht genügender Freiraum zum Entfernen der Abschnitte 58b sowie 58d, indem diese Abschnitte von der Innenwandung des Rohrs 2o wegbewegt und einzeln entfernt werden. Die Abschnitte 58a-58d werden dann wieder auf dem Dornkern 34 in der Aussparung 78 angeordnet, und zwar für den Formungsvorgang des nächsten Rohrs.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist es leicht ersichtlich, daß mit der beschriebenen Ausführungsform die zuvor erörterten Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Es ist darauf hinzu-

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weisen, daß im Rahmen der vorlxegenden Erfindung auch andere Ausfuhr ungsformen anwendbar sind.

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Loersnf

BAD ORIGINAL

Claims

Firma HARSCO CORPORATION, 35o Poplar Church Road, Camp Hill, Pennsylvania, 17o11 (USA)

Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines Muffenendes an einem Kunststoffrohr

Patentansprüche

M.J Verfahren zum Ausbilden eines Muffenendes an einem Kunststoff- ^—- rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des zu formenden Kunststoffrohrs erwärmt wird, daß eine in Abschnitte unterteilte Dornhülle über einem Dornkern angeordnet wird, daß das erwärmte Ende des Rohrs über die Dornhülle getrieben wird,bis das Rohrende mit dem Dornende in Eingriff kommt, um hiermit eine teilweise Abdichtung zu bilden, daß durch die Dornhülle an der inneren Oberfläche des Kunststoffrohrs ein Unterdruck erzeugt wird, daß die Innenwandung des Kunststoffrohrs gegen die Oberfläche der Dornhülle gezogen wird, daß das Ende des Rohrs gekühlt wird, daß das Kunststoffrohr mit der in Abschnitte unterteilten Dornhülle von dem Dorn abgezogen wird, wobei der Dorn und die Dornhülle getrennt werden, und daß jeder Abschnitt der in Abschnitte unterteilten Dornhülle von dem Ende des Kunststoffrohrs abgenommen wird, indem die Abschnitte zur Rohrmitte bewegt und einzeln abgezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornkern von der in Abschnitte unterteilten Dornhülle abgezogen wird, während das Rohr an einer Längsbewegung gehindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre auf eine Temperatur zwischen etwa 121 und 2o4° c (25o und 4oo° F) erwärmt werden, um das Rohrmaterial ausreichend zu erweichen, damit ein Aufweiten bzw. Verformen desselben bei niedrigen Drücken möglich ist.

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4. Verfahren zum Ausbilden eines Muffenendes an einem Kunststoffrohr, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dornkern und ein Dorngrundglied durch eine in einer Abstreifplatte angeordnete Öffnung bewegt werden, daß jeder von vier Dornhüllenabschnitten auf dem Dornkern angebracht wird, daß die Enden der Dornhüllenabschnitte zum Bilden einer Dornhülle in einer Ringnut in dem Dorngrundglied festgeklemmt werden, daß das Ende eines Kunststoffrohrs erwärmt wird, bis das Rohr weich und nachgiebig wird, daß das erhitzte Ende des Rohrs über die Dornhülle getrieben wird, um das Rohr aufzuweiten, daß das Ende des Rohrs gegen das Dorngrundglied getrieben wird, so daß es leicht aufgeweitet wird, um eine vorübergehende Abdichtung mit dem Grundglied zu bilden, daß über Kanäle, die in der Dornhülle, dem Dornkern und dem Dorngrundglied ausgebildet sind, in einem zwischen der Dornhülle und der Innenwandung des Kunststoffrohrs gebildeten Hohlraum, der zwischen den Enden der Dornhülle sitzt, ein Unterdruck erzeugt wird, um die innere Wandung des Rohrs gegen die Dornhülle zu ziehen, daß das Ende des Kunststoffröhrs gekühlt wird, daß der Dornkern sowie das Dorngrundglied von der Dornhülle abgezogen werden und daß die Dornhüllenabschnitte einzeln entfernt werden, indem jeder Abschnitt zur Rohrmitte bewegt und abgezogen wird.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, das heißt zum Aufweiten des Endes eines Kunststoffrohres, um an diesem ein Muffenende zu formen, nachdem das Rohr auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt worden ist, gekennzeichnet durch eine Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (P), durch einen Dorn (1o) mit einem Grundglied (28), welches einen Kanal (52) aufweist, mit einem sich von dem Grundglied (28) auswärts erstreckenden zylindrischen Kern (34), in dem ein Längskanal (44) ausgebildet ist, mit unter Abstand angeordneten Ringnuten (4o, 42), die am Umfang des Kerns (34) ausgebildet sind und mit dem Kanal (44) in dem Kern (34) sowie mit dem Kanal (52) in dem Grundglied (28) des Dorns (1o) in Strömungsverbindung stehen, wobei der Kanal (52) in dem Grund-

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glied (28) mit der Unterdruckquelle (P) verbindbar ist, durch den Dorn (1o) abstützende Mittel, durch eine in Segmente bzw. Abschnitte unterteilte Hülle (58) , die aus einer Vielzahl von Stücken (58a, b, c, d) gebildet und über dem Kern (34) des Dorns (1o) festgelegt ist, und durch eine Vielzahl von an der unterteilten Hülle (58) ausgebildeten öffnungen (6o, 62), die mit den an dem Kern (34) ausgebildeten Ringnuten (4o, 42) ausgerichtet angeordnet sind, um eine Strömungsverbindung mit den Ringnuten (4o, 42) sowie den Kanälen (44, 52) in dem Kern (34) sowie dem Grundglied (28) des Dorns (1o) herzustellen, so daß dann, wenn das erwärmte Rohr (2o) über die Hülle (58) getrieben worden ist, durch die öffnungen (6o, 62) in der unterteilten Hülle (58) ein Unterdruck erzeugt wird, um die Innenwandung des Kunststoffrohrs (2o) gegen die äußere Oberfläche der unterteilten Hülle (58) zu ziehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Grundglied (28) und einem Kern (34) ausgebildete Dorn (1o) ein zylindrisch geformtes Grundglied (28) aufweist, dessen erstes Ende an den Stützmitteln und dessen zweites Ende an dem Kern (34) festgelegt sind, wobei das Grundglied (28) ferner eine Schulter (32) aufweist, die um den an den Kern (34 angrenzenden Umfangsrand ausgebildet ist und eine vom Umfang der Schulter (32) zum Kern (34) einwärts verjüngte Oberfläche hat, um das Ende (2oa) des Kunststoffrohrs (2o) aufzuweiten und hiermit eine Abdichtung zu bilden, und daß die abgeschrägte Schulter (32) ferner einen Abstand von dem Kern (34) aufweist, um eine ringförmige Aussparung (78) zum Aufnehmen des Endes (57a) der unterteilten Hülle (58) zu bilden und die Hülle (58) auf dem Kern (34) zu halten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilte Hülle (58) erste und zweite Hüllenabschnit te (58a, c) aufweist, die an diametral gegenüberliegenden Seiten des Kerns (34) angeordnet sind, daß die Seiten {78¹, 8o') der ersten sowie zweiten Abschnitte (58a, c) im wesentlichen parallel zu einer Ebene verlaufen, die durch das Zentrum der

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ersten sowie zweiten Hüllenabschnitte (58a, c) und durch die Längsachse der unterteilten Hülle (58) verläuft, daß die ersten sowie zweiten Abschnitte (58a, c) jeweils weniger als ein Viertel des gesamten Bogens der unterteilten Hülle (58) ausmachen, daß die unterteilte Hülle (58) ferner dritte sowie vierte Hüllenabschnitte (58b, d) aufweist, die an diametral gegenüberliegenden Seiten des Kerns (34) zwischen den ersten sowie zweiten Hüllenabschnitten (58a, c) angeordnet sind, daß die Seiten (78', 8o') der dritten sowie vierten Hüllenabschnitte (58b, d) entsprechend geformt sind, um mit den Seiten (78', So¹) der ersten sowie zweiten Hüllenabschnitte (58a, c) zusammenzupassen und eine glatte, durchgehende Oberfläche am Umfang der unterteilten Hülle (58) zu bilden, und daß sich die Enden (57a) eines jeden Hüllenabschnitts (58a, b, c, d) in eine ringförmige Nut (78) erstrecken, die in dem Grundglied (28) des Doms (1o) an die Verbindungsstelle zwischen dem Grundglied (28) und dem Kern (34) des Dorns (1o) angrenzend ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der unterteilten Hülle (58) einen an das freie Enae (57b) der Hülle (58) angrenzenden ersten Abschnitt (66) aufweist, der eine zylindrische Form und einen Außendurchmesser hat, welcher dem Innendurchmesser des Kunststoffrohrs (2o) entspricht, um für eine passende Ausrichtung des Rohrs (2o) zu sorgen, daß die äußere Oberfläche der unterteilten Hülle (58) ferner einen zweiten Abschnitt aufweist, der einwärts von dem ersten Abschnitt (66) ausgebildet ist, der eine im wesentlichen zylindrische Form hat und dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Rohrs (2o) entspricht, um das Rohr (2o) aufzuweiten, so daß das Ende (2oa) des Rohrs (2o) ein glattes Ende eines anderen Rohrs (2o) aufnehmen kann, um hiermit eine Verbindung herzustellen, und daß am Umfang des zweiten Abschnitts eine ringförmige Aufweitungsschulter (7o) ausgebildet ist, die an der inneren Oberfläche des Endes (2oa) des Rohrs (2o) eine Ringnut (8o) formen kann.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmittel eine Abstreifplatte (14) mit einer Öffnung (16) aufweisen, die in der Abstreifplatte (14) zentral ausgebildet ist und zum Aufnehmen des Kerns (34) dient, daß die Stützmittel ferner Betätigungsmittel (82, 84) aufweisen, die mit dem Grundglied (28) des Dorns (1o) verbunden sind und diesen durch die Öffnung (16) in der Abstreifplatte (14) in eine erste Position ausfahren können, in der die unterteilte Hülle (58) an dem Kern (34) angeordnet werden kann, und von der Öffnung (16) in der Abstreifplatte (14) zu einer zweiten Position zurückziehen können, um den Dornkern (34) sowie das Grundglied (28) von der unterteilten Hülle (58) sowie dem Kunststoffrohrabschnitt (2o) zu trennen.

lo. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, ferner gekennzeichnet durch Mittel (112, 114) zum Kühlen des an den Dorn (1o) angrenzend angeordneten Endes (2oa) des Rohrs (2o), so daß dieses vor dem Abziehen des Dornkerns (34) und des Grundgliedes (28) gehärtet werden kann.

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