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Verfahren zum Anformen einer Verbindungsmuffe mit Umfangssicke am
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Endabschnitt eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Anformen einer Verbindungsmuffe mit Urnfangssicke am
Endabschnitt eines Rohres aus thermoplastichem Kunststoff, bei dem das Rohr mit
dem auf Verformungstemperatur gebrachten Endabschnitt auf einen Aufweitdom aufgeschoben
und danach von der Außenform mit einer vergrößerten Kontur der Umfangssicke umschlossen
wird, wobei das Rohrwandmaterial durch einen Sickenpreßring in die vergrößerte Kontur
der Umfangssicke eingepresst und diese bei Aufrechterhaltung des Einpressdruckes
durch axiale Verschiebung von Formteilen bei gleichzeitiger Stauchung des Rohrwandmaterials
in die Endform der Umfangssicke gebracht wird.
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Verfahren zum Anformen von Verbindungsmuffen mit Umfangssicken am
Endabschnitt von Rohren aus thermoplastichem Kunststoff sind in vielerlei Form bekannt.
Irn vorliegenden Fall kommt dem Stand der Technik am nahesten ein Verfahren, bei
dem das Rohr mit seinem angewärmten Endabschnitt auf einen Aufweitdom aufgeschoben
wird, wobei dieser Aufweitdorn im Bereich der Sickenkontur in der Außenform einen
Sickenpressring besitzt, der durch pneumatische, hydraulische o.ä. Kräfte im Bedarfsfall
nach außen zum Ausformen der Sickenkontur gepresst werden kann. Die Außenform besteht
in diesem Fall aus geteilten Halbschalen, welche fest um das aufgeschobene Rohr
gelegt werden können und welche eine vergrößerte Kontur der Umfangssicke oberhalb
des im Aufweitdorn eingelassenen Sickenpressrings aufweisen.
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Stirnseitig an diese den Rohrumfang begrenzenden Halbschalen sind
gegen Federdruck verschiebliche Muffenhalbschalen angeordnet, welche durch einen
von außen ansetzenden Stauchring zur endgültigen Ausformung der Sickenkontur ins
Innere der Halbschalen verschoben werden können. Der Stauchring wird hierbei durch
ensprechende Bewegungselemente angetrieben.
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Bei dieser Ausbildung besitzt der Aufweitdorn ein gesondertes Bewegungselement,
welches ebenso wie die Stauchringe beispeilsweise hydraulisch angetrieben sein kann.
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Das bekannte Verfahren läuft derart ab, daß zunächst das Rohr mit
seinem erwärmten Ende auf den Aufweitdorn aufgeschoben wird. Danach schließen sich
die die Außenkontur bestimmenden Halbschalen, welche mit ihren Begrenzungselementen
die vergrößterte Kontur der Umfangssicke festlegen. Das Rohrende liegt hierbei an
der Stirnseite des bewegbaren Stauchringes an. Nachdem sich die äußeren Halbschalen
geschlossen haben, wird der Sickenpressring so weit ausgefahren, bis er das Rohrwandmaterial
an den Grund der vergrößerten Kontur der Umfangssicke in der Außenform anpresst.
Danach wird der Muffendom mit dem ausgefahrenen Stauchring so weit nach hinten verfahren,
daß der Sickenpressring die hintere Flanke der auszuformenden Sicke durch Anpressen
des Rohrwandmaterials an die hintere Flanke der vergrößerten Kontur der Umfangssicke
in der Außenform anpresst. Dann wird durch die dafür eingerichtete Bewegungsmimik
der Stauchring in die Halbschalen hinein so weit verfahren, bis die federnd gelagerten
Muffenschalen die vordere Flanke der vergrößerten Kontur der Umfangssicke an die
vordere Flanke des Sickenpressringes anpressen, d.h. bis die vergrößerte Kontur
der Umfangssicke damit auf das gewünschte Maß der Umfangssicke verkleinert worden
ist.
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Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist darin zu sehen, daß wenigstens
der hintere Sickenradius nicht scharfkantig ausgeformt werden kann, da das Material
des Sickenpressringes beim Verfahren des Dorns am inneren Rohrwandmaterial entlang
gleitet, so daß es an dem kritischen Punkt des hinteren Sickenradius nicht zu der
geforderten Materialanhäufung, sondern eher noch zu einer zusätzlichen Materialverschwächung
kommt. Durch die Bewegung des Stauchringes wird dieser Nachteil ebenfalls nicht
befestigt, da der Dom mit dem Sickenpressring beim Einsetzen der Stauchring-Bewegung
bereits in Endstellung gefahren ist.
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Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gestellt hat,
diesen Nachteil der bekannten Verfahrensweise zu vermeiden und ein Verfahren zum
Ausformen von Verbindungsmuffen mit Umfangssicken anzugeben, bei dem sowohl der
vordere als auch der hintere Sickenradius scharfkantig ausführbar ist. Erfindungsgemäß
wird dazu vorgeschlagen, daß die über den Sickenpressring radial auf die Rohrwand
einwirkende
Presskraft unter der vergrößerten Kontur der Umfangssickeqgreift und daß die axiale
Stauchverschiebung nacheinander abläuft derart, daß in einem ersten Verfahren die
Endkontur der Umfangssickegegen den Sickenpressring im Bereich der vorderen Sickenflanke
ausgeformt wird, und daß in dem darauffolgenden zweiten Verfahrensschritt durch
Formung und Stauchung der hinteren Sickenflanke mit dem Sickenpressring die Umfangssicke
in ihre Endform gebracht wird.
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Mit den erfinderischen Verfahrensschritten wird im Gegensatz zu dem
Verfahren nach dem bekannten Stand der Technik sowohl im vorderen als auch im hinteren
Sickenradius eine Materialanhäufung erzwungen. Dies wird dadurch erreicht, daß zunächst
der Stauchweg c) betätigt und danach gemeinsam der Stauchring und der Dorn unter
Zurücklegung des Stauchweges d) in die Endstellung gebracht wird.
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Dadurch kam das Rohrwandmaterial beim Verschieben innen nicht auf
dem Sickenpressring gleiten, wodurch an beiden kritischen Punkten der Sickenradien
eine nahezu scharfkantige Ausformung erzielt wird. Der Vorteil gegenüber dem Stand
der Technik ist jederzeit darin zu sehen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
zuerst der vordere Sickenbereich fertig ausgeformt und erst danach der hintere Sickenbereich
in die Endform gebracht wird. Dadurch werden die Schwierigkeiten beim Verfahren
nach dem Stand der Technik vermieden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Anformen einer Verbindungsmuffe
mit Umfangssicke am Endabschnitt eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff,
bei dem das Rohr mit dem auf Verformungstemperatur gebrachten Endabschnitt auf einen
Aufweitdorn aufgeschoben und danach von der Außenform mit einer vergrößerten Kontur
der Umfangssicke umschlossen wird, wobei das Rohrwandmaterial durch einen Sickenpressring
in die vergrößerte Kontur der Umfangssicke eingepresst und diese bei Aufrechterhaltung
des Einpressdruckes durch axiale Verschiebung von Formteilen bei gleichzeitiger
Stauchung des Rohrwandmaterials in die Endform der Umfangssicke gebracht wird.
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Der Stand der Technik wird hier gebildet durch eine Muffvorrichtung,
welche einen bewegbaren Aufweitdorn besitzt, der von zwei geteilten Halbschalen
umschlossen ist.
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An den Stirnseiten dieser Halbschalen sind federnd gelagerte Muffenschalen
angeordnet.
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wobei die Stirnflächen dieser Muffen zusammen mit Konturen in den
äußeren Halbscha.
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die vergrößerte Kontur der Umfangssicke festlegen. Die Muffenschalen
sind durch geeignete Bewegungseinrichtungen über den Stauchring zur Durchführung
der Stauchung des Rohrwandmaterials beweglich.
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Mit dieser Vorrichtung läßt sich das vorstehend zum Stand der Verfahrenstechnik
geschilderte Verfahren durchführen. Diese Vorrichtung läßt nur ein mit den geschildertt
Nachteile behaftetes Verfahren zu. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dagegen bringt
den Vorteil, daß die vergrößerte Kontur der Umfangssicke im Bereich der vorderen
Sickenflanke durch die Stirnfläche eines bewegbaren Stauchringes und im Bereich
des Sickengrundes und der hinteren Sickenflanke von der feststehenden Außenform
begrenzt ist, und daß der Stauchring c) und der Dorn mit dem Stauchring um den Stauchweg
d) in die Sickenkontur verschieblich ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist demnach die vergrößerte
Kontur der Umfang sicke nur zur Hälfte in den äußeren Halbschalen angeordnet, während
der vordere Teil der Sicke an dem beweglichen Stauchring angeformt ist. Es hat sich
hierbei als vorteilE herausgestellt, daß unabhängig voneinander die Länge des Stauchweges
c) und des Stauchweges d) durch Begrenzungselemente einstellbar ist. Weiterhin erscheint
es zweckmäßig, daß der Stauchweg c) gegen die Kraft eines verschieblichen Druckelementt
gerichtet ist, welches im Aufweitdorn angeordnet ist. Dadurch kann sich der Stauchring
nach der Durchführung des Stauchverfahrens von selbst wieder in die Anfangsposition
zurückstellen.
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Es erscheint weiterhin vorteilhaft, daß die Aufschublänge des Rohrendes
auf den Aufweitdorn und die Sickenbreite durch am Stauchring angeordnete geeignete
Stellelemente variierbar sind. Schließlich kann der Sickenpressring durch ein flexibles,
gegen Druck nach außen aufwölbbares Formelement gebildet sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch dargestellt.
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Mit 1 ist der Aufweitdorn bezeichnet, welcher von der durch zwei geteilte
Halbschalen gebildeten Außenform 3 umgeben ist. In die Außenform 3 sind zwei Bereiche
der vergrößerten Kontur der Umfangssicke eingeformt, nämlich der bereich des Sickengrundes
31 und der der hinteren Sickenflanke 32. Die vordere Sickenflanke wird durch die
Stirnfläche 21 des Stauchringes 2 gebildet. Der Stauchring 2 besitzt an seinem von
der Stirnfläche 21 abgewandten freien Ende ein Stellelement 6, mit welchem die Aufschublänge
des Rohrendes (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf den Aufweitdorn 1 und die
Sickenbreite einstellbar ist.
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Das Begrenzungselement 7, in der Zeichnung eine auf die Kolbenstange
71 aufschraubbare Stellschraube, trägt eine auf einem Außengewinde des Begrenzungselementes
7 bewegbare Schraubbegrenzung 72, über die die Dornausgangsstellung variierbar ist.
ner Begritt "Dornausgangsstellung" bezeichnet die Ausgangsstellung des Sickenpressringes
8 unter dem erweiterten Sickenbereich vor Beginn des Muffvorganges. Die Dornausgangsstellung
wird vorgegeben durch die Breite eines Abstandhalters 73, der im Einsatz einerseits
an Stimflächenbereichen eines Hubzylinders 74 und andererseits an Stirnflächenbereichen
der Schraubbegrenzung 72 anliegt. Die Breite des Abstandhalters 73 bezeichnet also
die eingestellte Dornausgangsstellung b.
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Die Länge der Stauchwege c) und d) sind durch die Begrenzungselemente
5, 7 einstellbar.
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Das Begrenzungselement 7 ist hierbei verantwortlich für den gesamten
Stauchweg c und d, während das Begrenzungselement 5 lediglich den Stauchweg c) bestimmt.
Der gesamte Stauchweg ist mit a) bezeichnet.
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Der Stauchweg c) ist gegen die Kraft eines verschieblichen Druckelementes
9 gerichtet, wobei dieses Druckelement 9 im Aufweitdorn 1 angeordnet Ist. Im Aufweitdorn
1 selbst ist unterhalb der vergrößerten Kontur der Umfangssicke 4 der Sickenpressring
8 angeordnet.
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Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Benutzung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird kurz wie folgt geschildert:
Das mit dem erwärmten
Rohrende versehene Rohr wird auf den Aufweitdorn 1 auf geschoben. Zuvor ist die
Dornausgangsstellung b durch Betätigung der Schraubbegrenzung 72 in Richtung auf
die Stirn fläche des Hubzylinders 74 über dem Abstandshalter 73 festgelegt und der
Stauchring 2 durch entsprechende Einstellung der Begrenzungselemente 5, 7 in seine
vorbestimmte Position gebracht worden.
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Das in der Zeichnung nicht dargestellte Rohr wird bis zum Endanschlag
22 an der Stirnfläche 21 des Stauchrings 2 eingeschoben. Danach werden die die Außenform
3 bildenden geteilten Halbschalen um das Rohr gelegt und der Sickenpressring 8 so
weit ausgefahren, bis das nach oben gedrückte Rohrwandmaterial den Sickengrund 31
der Außenform 3 erreicht. Sodann wird der erste Stauchweg c) zurückgelegt, wobei
entsprechende Bewegungsmittel wie hydraulische, pneumatisch oder andere Antriebe,
z.B.
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der Hubzylinder 74, benutzt werden können. Zuvor muß jedoch der Abstandshalter
73 aus der Eingriffssituation zur Schraubbegrenzung 72 und der Stirnfläche des Hubzylinders
74 durch entsprechende Bewegungsmittel entfernt werden.
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Nach Beendigung-des ersten Stauchweges c) durch den Stauchring 2 wird
die zur Zurücklegung dieses Weges aufgewandte axiale Kraft beibehalten und der Stauchweg
d) eingeleitet. Der Stauchweg d) läuft ab durch Verschieben des Aufweitdornes 1
zusammen mit dem Stauchring 2 und dem Sickenpressring 8 in Richtung auf die noch
vergrößerte Kontur der Umfangssicke. Dieser Verschiebevorgang endet mit der Beendigung
des zweiten Stauchweges d). Damit ist der Gesamtstauchweg a) beendet und die Kontur
der Umfangssicke endgültig festgelegt.
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Die Außenform 3 kann aus gekühlten Halbschalen bestehen, so daß während
der Ausformung bereits mit der äusseren Abkühlung des Rohrwandmaterials begonnen
werden kann. Nach Ablauf der Stauchbewegung cl d) und einer erforderlichen einstellbaren
Kühlzeitwerden die Halbschalen der Außenform 3 geöffnet und das ausgeformte Rohr
nach Zurückziehung des Sickenpressrings 8 vom Aufweitdorn 1 abgezogen.
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- PATENTANSPRÜCHE -