DE3434015A1 - Verfahren zum verschweissen von vorgeformten verbindungsmuffen aus kunststoff mit den zugeordneten freien enden von kunststoff-rohren - Google Patents

Verfahren zum verschweissen von vorgeformten verbindungsmuffen aus kunststoff mit den zugeordneten freien enden von kunststoff-rohren

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Description

  • Verfahren zum Verschweißen von vorgeformten Verbindungs-
  • muffen aus Kunststoff mit den zugeordneten freien Enden von Kunststoff-Rohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen von vorgeformten Verbindungsmuffen aus Kunststoff mit den zugeordneten freien Enden von Kunststoff-Rohren, wobei die lichte Weite der Verbindungsmuffe dem Außendurchmesser des Kunststoff-Rohres entspricht und die Verbindungsmuffe auf das freie Ende des Kunststoff-Rohres aufgeschoben wird. Das Verschweißen von Verbindungsmuffen mit Kunststoff-Rohren ist in vielen Varianten bekannt. Aus der DE-PS 1 051 584 ergibt sich z.B. eine Schweißverbindung für Muffenrohre, bei der auf dem Einsteckrohr ein Ring aufgeschweißt ist, dessen Durchmesser und Abstand vom Rohrende so gewählt sind, daß sein vorderer Rand mit dem Rand der Muffe des anzuschließenden Rohres eine Schweißfuge bildet. Diese Schweißfuge wird anschließend nach dem Zusammenfügen rundum verschweißt, so daß hier eine feste Verbindung vorliegt.
  • Die Einzelteile dieser Verbindungsart sind so gehalten, daß zwischen dem Ring und der Muffe einerseits und dem Einsteckrohr andererseits ein gleichmäßiger Ringspalt mit einer schmalen Öffnung zum Muffenboden hin bestehen bleibt, damit die beim Schweißen entstehenden Gase abziehen können.
  • Auf dem äußeren Umfang des Einsteckrohres und auf der Innenwand der Muffe befindet sich im Verbindungsbereich eine Schutzschicht, die durch die beim Herstellen der Schweißnaht entwickelte Wärme geschmolzen wird und in dem Ringspalt verfließt, wodurch eine völlige Abdichtung des Ringspalts an der Verbindungsstelle der Rohre erfolgt.
  • Dieses bekannte Verbindungsverfahren ist aufwendig und kostenintensiv. Auch ist nicht sichergestellt, daß die durch die Schweißwärme aufgeschmolzene Schutzschicht vollkommen in dem Ringspalt verfließt, so daß hier eine absolute Abdichtung nicht gewährleistet ist.
  • Aus der DE-PS 1 081 288 ist eine andere Art einer Schweißverbindung bekannt. Dabei wird als Zusatzwerkstoff zur Verschweißung von Rohr und Muffe eine keilförmige Schweißhülse benutzt, welche eine sich in axialer Richtung erstreckende, elektrische Heizspirale trägt. Auf die nach außen führenden Anschlüsse dieser Heizspirale wird nach Herstellung der Steckverbindung zwischen den einzelnen Rohrteilen ein elektrischer Strom gegeben, der die Schweißtemperatur erbringt. Während des Schweißvorgangs wird die Hülse durch eine Zange in den Konus der Muffe hineingedrückt.
  • Mit dieser Anordnung lassen sich einwandfreie Verschweißungen herstellen. Als nachteilig ist nur zu sehen, daß hier aus der Schweißhülse die elektrischen Zuleitungen herausragen, die beim harten Baustellenbetrieb der Beschädigung unterliegen. Werden diese Zuleitungen beispielsweise vor Durchführung der Schweißverbindung abgetrennt, ist die Schweißhülse unbrauchbar geworden und kann nicht mehr repariert werden.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine einfache Möglichkeit zum Verschweißen von vorgeformten Verbindungsmuffen mit den zugeordneten freien Enden von Kunststoff-Rohren anzugeben, wobei besonderer Wert gelegt wird auf eine einwandfreie Verschweißung zwischen der Rohroberfläche und dem zugeordneten inneren Umfang der Verbindungsmuffe und elektrische Stromanschlüsse in der Verbindungsmuffe oder in zusätzlichen Schweißhülsen entfallen.
  • Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß in einem ersten Verfahrensschritt die Verbindungsmuffe von außen umlaufend in einer ringförmigen Umfangsnut durch Zuführung von Wärme angeschmolzen wird, wobei der Anschmelzbereich bis in die der Umfangsnut zugeordnete Oberfläche des Kunststoff-Rohres ausgedehnt wird, und daß im unmittelbaren Anschluß daran in einem zweiten Verfahrensschritt die durch die Umfangsnut wenigstens teilweise getrennten Teilbereiche der Verbindungsmuffe durch geführtes axiales Zusammenpressen bei gleichzeitiger Eliminierung der Umfangsnut im Bereich der Anschmelzung unter Einbeziehung der angeschmolzenen Oberfläche des Kunststoff-Rohres auf dem Kunststoff-Rohr zur Bildung einer flüssigkeitsfesten und gasdichten Verbindung mit diesem verschweißt werden.
  • Der Vorteil dieser Verschweißungsart wird darin gesehen, daß die Zuführung der Schweißwärme von außen über ein Schweißwerkzeug derart erfolgt, daß die Wandbereiche der Umfangsnut rundumlaufend angeschmolzen werden, und daß darüber hinaus durch einen von außen aufgegebenen Ringdruck über das Schweißwerkzeug im Bereich der Umfangsnut auch der zugeordnete Oberflächenbereich des Kunststoff-Rohres angeschmolzen wird. Das Schweißwerkzeug wird danach aus der Umfangsnut entfernt und die Umfangsnut durch Zusammenschieben der beiden Teile der Verbindungsmuffe zu einer einteiligen Verbindungsmuffe unter gleichzeitiger Schweißverbindung mit der zugeordneten Oberfläche des Kunststoff-Rohres verschweißt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Teilbereiche der Verbindungsmuffe durch einen an der Oberfläche des Kunststoff-Rohres anliegenden Umfangssteg miteinander verbunden sind.
  • Dadurch wird im Nutengrund Schweißmaterial angesammelt, welches anschließend beim Zusammenschieben für die einwandfreie Verschweißung sorgt.
  • Diese Anordnung ist insbesondere dann zu empfehlen, wenn dünnwandige Kunststoff-Rohre mit der Muffe verschweißt werden sollen, da in diesem Fall die der Nut zugeordnete Oberfläche des Kunststoff-Rohres im Querschnitt nicht zu weit aufgeschmolzen werden darf.
  • Es liegt auch im Bereich der Erfindung, im Anschluß an die Verbindungsmuffe einen Einzelring unter Bildung der Umfangsnut auf die Rohroberfläche aufzuschieben. Dies wird dann zweckmäßig sein, wenn in der Wandung dickere Kunststoff-Rohre mit der Verbindungsmuffe verbunden werden sollen.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, daß die Verbindungsmuffe aus mehreren Teilbereichen besteht, zwischen denen jeweils die Umfangsnut mit den die einzelnen Teilbereiche verbindenden Umfangsstegen angeordnet ist. Weiterhin können der Verbindungsmuffe mehrere Einzelringe zugeordnet sein, zwischen denen jeweils die Umfangsnut angeordnet ist. Diese beiden Möglichkeiten sind dann von Vorteil, wenn die Muffe verlängert und gleichzeitig durch mehrere Ringverschweißungen an der Oberfläche des Kunststoff-Rohres festgelegt werden soll.
  • Vorteilhaft erscheint es schließlich, daß beim geführten axialen Zusammenpressen der Teilbereiche der Verbindungsmuffe auf der Oberfläche des Kunststoff-Rohres durch die Pressmittel ein Herausquellen des angeschmolzenen Kunststoffes aus der Umfangsnut über das Umfangsniveau der Verbindungsmuffe hinaus verhindert wird. Dazu wird ein dem äußeren Umfang der Verbindungsmuffe entsprechendes rohrförmiges Führungsteil beim Beginn des Pressvorgangs über den Bereich der Umfangsnut geführt, dessen innerer Umfang das unkontrollierte Herausquellen der angeschmolzenen Kunststoffmasse aus der Umfangsnut verhindert.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der schematischen Figurendarstellungen geschildert. Dabei zeigt Fig. 1 das eingeschobene Kunststoff-Rohr in die Verbindungsmuffe mit einer Umfangsnut.
  • Fig. 2 die Situation gemäß Fig. 1 mit Schweißelement und Presseinrichtung.
  • Fig. 3 mit dem Kunststoff-Rohr verbundene Muffe nach abgeschlossenem Schweißvorgang.
  • Fig. 4 die Situation gemäß Fig. 1 mit einem einzelnen Schweißring anstelle der Verbindungsmuffe mit Umfangsnut.
  • In Fig. 1 ist ein Kunststoff-Rohr 1 dargestellt, welches an seinem freien Ende 11 eine Verbindungsmuffe 2 aufweist. Die Verbindungsmuffe 2 ist mit dem Kunststoff-Rohr 1 einstückig oder durch Schweißen usw. verbunden. Die Verbindungsmuffe 2 besitzt in ihrem mittleren Bereich eine Ringnut 21, welche an ihrem Boden umlaufend die beiden Einzelteile 22, 23 der Verbindungsmuffe 2 über einen Steg 24 miteinander verbindet.
  • In die Öffnung der Verbindungsmuffe 2 ist das Kunststoff-Rohr 3 bis zum Anschlag an den Muffengrund eingeführt.
  • Das Kunststoff-Rohr 3, die Verbindungsmuffe 2 und das Kunststoff-Rohr 1 sind geschnitten dargestellt, um die Verbindungssituation zu verdeutlichen.
  • Fig. 2 zeigt die Situation gemäß Fig. 1. In die Umfangsnut 21 ist das Schweißelement 4 eingefahren, wobei das Schweißelement 4 ringförmig die gesamte Umfangsnut 21 ausfüllt. Das Schweißelement 4 ist so weit zusammengefahren, daß die Oberfläche 31 des Kunststoff-Rohres 3 im Bereich der Umfangsnut 21 mit angeschmolzen ist.
  • Über den vorderen Bereich der Verbindungsmuffe 2 ist die Presseinrichtung 5 geführt, welche eine rohrförmige Figuration aufweist und in der lichten Weite dem Außendurchmesser der Verbindungsmuffe nahezu entspricht. Die rohrförmige Presseinrichtung 5 besitzt an ihrem von der Verbindungsmuffe 2 abgewandten freien Ende einen Einzug 51, welcher von einer öffnung 52 für das Kunststoff-Rohr 3 durchbrochen ist.
  • Das Schweißelement 4 besitzt einen umlaufenden Zentrierring 41, welcher sich am freien Ende 53 der Presseinrichtung abstützt. Dieser Zentrierring bestimmt die Eingreiftiefe des Schweißelementes 4 in die Umfangsnut und anschließend in die Oberfläche des Kunststoff-Rohres.
  • Fig. 3 zeigt den abgeschlossenen Schweißvorgang nach der Verbindung der Muffe mit dem Kunststoff-Rohr. Der Bewegungsablauf stellt sich dabei wie folgt dar: Das Schweißelement 4 wird aus der Darstellung in Fig. 2 nach außen verfahren. Gleichzeitig verschiebt die Presseinrichtung 5 den vorderen Teilbereich 23 der Verbindungsmuffe 2 in Richtung zum Muffengrund. Der Verschiebevorgang endet mit dem Aneinanderpressen der gegenüberliegenden Flächen der Teilbereiche 22, 23 der Verbindungsmuffe 2 im Bereich der Umfangsnut 21. Das Ausquellen des schmelzflüssigen Kunststoffes wird dadurch verhindert, daß sich die Presseinrichtung bereits mit Beginn des Pressvorganges mit ihrem freien Ende 53 über den Bereich der Umfangsnut 21 schiebt und dadurch ein Herausquellen des aufgeschmolzenen Kunststoffes verhindert. Die gezeigte Darstellung verdeutlicht, daß die Verschweißung sowohl an den gegenüberliegenden Flächen der Teilbereiche 22, 23 der Verbindungsmuffe 2 als auch darunterliegend im Oberflächenbereich 31 des Kunststoff-Rohres 3 erfolgt ist.
  • Wesentlich dabei ist, daß während des Anpressvorganges das aufgeschmolzene Kunststoffmaterial nach innen gegen die ebenfalls aufgeschmolzene Oberfläche des Kunststoff-Rohres gepresst wird und im gesamten Schweißbereich damit eine homogene Verschweißung erzielbar ist.
  • Fig. 4 zeigt schließlich noch die Situation gemäß Fig. 1, jedoch nicht unter Verwendung einer Verbindungsmuffe 2 mit dem Teilbereich 22, 23, welche über den Verbindungssteg 24 im Bereich der Umfangsnut 21 miteinander verbunden sind. Die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt eine kurze Verbindungsmuffe 6 am Ende des Kunststoff-Rohres 1 und einen Schweißring 7, welcher über das Kunststoff-Rohr 3 unter Bildung einer Umfangsnut 61 geschoben ist. Der zu den Fig. 2 und 3 geschilderte Schweißvorgang läuft auch in diesem Fall vergleichbar ab, doch mit der Ausnahme, daß hier von dem Schweißelement 4 beim Eingriff in die Umfangsnut 61 nicht erst ein Verbindungssteg aufgeschmolzen werden muß, sondern daß hier der Kontakt des Schweißelementes 4 mit der Oberfläche des Kunststoff-Rohres 3 unmittelbar nach dem Einführen in die Umfangsnut 61 erfolgt.
  • Die zu den Fig. 1 und 4 geschilderten Verfahrensabläufe können selbstverständlich auch bei längeren Verbindungsmuffen zur Anwendung gelangen. Hierbei ist es denkbar, daß mehrere Teilbereich einer Verbindungsmuffe, jeweils getrennt durch die Umfangsnuten, für eine solche Verbindung verwendet werden. Hier können die Anordnungen gemäß Fig. 1 bis 3 mit den Teilbereichen der Verbindungsmuffe, welche durch den Verbindungssteg miteinander verbunden sind, genauso verwendet werden, wie mehrere aufeinander folgende Ringe, die auf die Oberfläche des zu verbindenden Kunststoff-Rohres mit dem Abstand der Umfangsnut aufgeschoben sind.
  • - Patentansprüche -

Claims (6)

  1. Patentansprüche Verfahren zum Verschweißen von vorgeformten Verbin-\#) dungsmuffen aus Kunststoff mit den zugeordneten freien Enden von Kunststoff-Rohren, wobei die lichte Weite der Verbindungsmuffe dem Außendurchmesser des Kunststoff-Rohres entspricht und die Verbindungsmuffe auf das freie Ende des Kunststoff-Rohres aufgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt die Verbindungsmuffe von außen umlaufend in einer ringförmigen Umfangsnut durch Zuführung von Wärme angeschmolzen wird, wobei der Anschmelzbereich bis in die der Umfangsnut zugeordnete Oberfläche des Kunststoff-Rohres ausgedehnt wird, und daß im unmittelbaren Anschluß daran in einem zweiten Verfahrensschritt die durch die Umfangsnut wenigstens teilweise getrennten Teilbereiche der Verbindungsmuffe durch geführtes axiales Zusammenpressen bei gleichzeitiger Eliminierung der Umfangsnut im Bereich der Anschmelzung unter Einbeziehung der angeschmolzenen Oberfläche des Kunststoff-Rohres auf dem Kunststoff-Rohr zur Bildung einer flüssigkeitsfesten und gasdichten Verbindung mit diesem verschweißt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche der Verbindungsmuffe durch einen an der Oberfläche des Kunststoff-Rohres anliegenden Umfangssteg miteinander verbunden sind.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Verbindungsmuffe ein Einzelring unter Bildung der Umfangsnut auf die Rohroberfläche aufgeschoben ist.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmuffe aus mehreren Teilbereichen besteht, zwischen denen jeweils die Umfangsnut mit den die einzelnen Teilbereiche verbindenden Umfangsstegen angeordnet ist.
  5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsmuffe mehrere Einzelringe zugeordnet sind, zwischen denen jeweils die Umfangsnut angeordnet ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim geführten axialen Zusammenpressen der Teilbereiche der Verbindungsmuffe auf der Oberfläche des Kunststoff-Rohres durch die Pressmittel ein Herausquellen des angeschmolzenen Kunststoffes aus der Umfangsnut über das Umfangsniveau der Verbindungsmuffe hinaus verhindert wird.
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