DE3611546A1 - Vorrichtung zum verspannen zweier gekruemmter teile - Google Patents

Vorrichtung zum verspannen zweier gekruemmter teile

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DE3611546A1
DE3611546A1 DE19863611546 DE3611546A DE3611546A1 DE 3611546 A1 DE3611546 A1 DE 3611546A1 DE 19863611546 DE19863611546 DE 19863611546 DE 3611546 A DE3611546 A DE 3611546A DE 3611546 A1 DE3611546 A1 DE 3611546A1
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    • F16L47/03—Welded joints with an electrical resistance incorporated in the joint

Description

Vorrichtung zum Verspannen zweier gekrümmter Teile
Die Erfindung betrifft Material, das zur Durchführung von Verbindungsverfahren von Rohren aus thermoplastischem Material bestimmt ist, die durch Elektroschweißung mit im allgemeinen Abzweigungsstücke genannten Teilen verschweißt werden sollen. Diese Verbindungsverfahren beruhen auf einer zunehmenden und begrenzten Erhitzung, deren Ergebnis die Bildung eines einheitlichen Blockes zwischen den Rohren und dem Verzweigungsstück ist.
Derartige Verfahren sind seit rund 20 Jahren bekannt, und die verschiedenen Verbesserungen, die bei ihnen jahrelang angebracht wurden, haben sich hauptsächlich auf die Steuerung der Schweißzeit bezogen, beispielsweise mit Hilfe der Mittel, die im französischen Patent 83/20429 der Anmelderin beschrieben sind.
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Demgegenüber wirft die Aufrechterhaltung des Kontaktes zwischen den zusammenzusetzenden Teilen noch verschiedene Probleme auf, die noch nicht auf zufriedenstellende Weise gelöst wurden.
So ist es an erster Stelle wünschenswert, daß diese Teile gegenseitig während der gesamten Dauer der Verbindungsoperation unbeweglich bleiben. Nun wird jedoch, insbesondere in dem Fall der Anpassung einer Abzweigung an ein Rohr, die Schweißung praktisch auf einem Sattel durchgeführt, der dieses Rohr teilweise abdeckt, und der, wie es insbesondere in dem obengenannten Patent beschrieben ist, dazu dient, einerseits die Abzweigung mit Hilfe eines die Seitenwand des Rohres durchbohrenden Dorns. anzubringen und andererseits an der gleichen Stelle eine Wicklung eines elektrischen Leiters anzubringen, der es ermöglicht, das Material dieses Sattels und das Material des Rohres in eine zunehmende Verschmelzung durch Erwärmung zu bringen, so daß die Schweißung unter Druck des die Abzweigung tragenden Sattels und des Rohres gewährleistet wird.
Die Anordnung dieses Sattels auf dem Rohr muß daher fixiert werden, sowohl in axialer als auch in Neigungsrichtung, was umso unhandlicher ist, als Fehler oder Abweichungen der Seiten der Formung sich einem vollständigen Kontakt des Sattels und des Rohres widersetzen können. Darüber hinaus muß während der Schweißung der Sattel auf dem Rohr mit einem möglichst großen Druck gehalten werden.
Zur Zeit werden verschiedene Mittel verwendet, um diesen verschiedenen Forderungen zu genügen:
Nach einer ersten Lösung haben die Ränder des Sattels eine Dicke, die sich leicht von einem Ende zu dem anderen erhöht, und man treibt gewaltsam auf diese Rampen in Form eines Keils ein anderes Teilstück in Form eines Sattels, das sich
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auf der gegenüberliegenden Fläche des Rohres abstützt, wobei dieses Stück nach der Schweißung am Platz bleibt. Diese Lösung ist mit einem Rohr großen Durchmessers nur schwer praktizierbar. Darüber hinaus vergrößert sie den Gestehungspreis der Verbindungsoperation.
Nach einer zweiten Lösung verwendet man einfach eine Zwinge, um den Sattel an dem Rohr anzubringen. Dies führt jedoch zu der Verwendung von auf die Durchmesser der Rohre abgestimmten Zwingen. Darüber hinaus sind diese Werkzeuge sehr schwer und nur unbequem zu handhaben. Darüber hinaus ist es selbstverständlich notwendig, über Sättel unterschiedlicher Krümmungen zu verfügen, in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Rohres, an dem die Rohrabzweigung durchgeführt werden soll.
Schließlich muß im Fall unterirdischer Kanalisationen der Arbeiter in die Baugrube hinabsteigen, um die Arbeiten durchzuführen, was einen zusätzlichen sehr beachtlichen Aufwand darstellt, und zwar durch den Umfang des nötigen Aushubs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine sichere und praktische Verbindung zwischen derartigen Teilen ermöglicht.
Das von der Erfindung vorgeschlagene System verwendet einen Gurt, dessen eines Ende an einem festen Punkt befestigt wird, während das andere Ende einer zunehmenden Spannung mit Hilfe einer Spanneinrichtung unterworfen wird, die einen Betätigungshebel aufweist, der eine Mitnahmewalze oder Rolle für den Gurt im Sinne der Erhöhung der Spannung schwenken läßt, wobei eine Sperrklinke ein Sperrklinkenrad blockiert, das die Verschwenkung der Walze bzw. Rolle im umgekehrten Sinn verhindert.
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Die Vorrichtung entsprechend der Erfindung besteht in einem Anpassungsgerät eines derartigen Systemes auf einen elektroverschweißbaren Rohrabzweigungssattel, wie oben beschrieben.
Zu diesem Zweck weist der Sattel auf seinen beiden unteren Rändern zwei zu den Erzeugenden des Rohres parallele Rampen auf, von denen die erste zur Anbringung an der Schnalle bzw. einem Bügel des festen Endes des Gurtes und die zweite als Widerlager für einen Stützschuh dient, auf dem sich der Druck der genannten Spanneinrichtung ausübt.
Auf diese Weise bestimmt die Betätigung der Spanneinrichtung die Entwicklung einer zunehmenden Spannung des Gurtes auf den unter dem Sattel angeordneten Abschnitt des Rohres, sowie die Abstützung des Sattels auf dem Rohr mit einem entsprechenden zunehmenden Druck. Wenn diese Spannung und daraus folgend dieser Druck ausreichend sind, wird der elektrische Strom an die in dem Sattel enthaltene Wicklung angelegt, und die Schweißung wird ohne jedes Risiko, daß sich der Sattel gegenüber dem Rohr verlagert, durchgeführt. Darüber hinaus wird unter der Wirkung dieser Spannung jede Unregelmäßigkeit oder jeder Anpassungfehler des Sattels auf dem Rohr beseitigt, da die Wirkung des Gurtes darin besteht, die beiden Ränder des Sattels gegen das Rohr zu führen.
Weiterhin ist aufgrund des gleichen Effektes ein einziger Typ von Sattel für eine Reihe unterschiedlicher Rohrdurchmesser erforderlich, die indessen relativ benachbart bleiben, wobei ein Krümmungsradiusunterschied von etwa 20 % akzeptierbar ist. Die daraus entstehenden Spannungen verschwinden bei der Schweißung, wie groß auch immer der Durchmesser des Rohres sein mag, da in allen Fällen im Augenblick der Anlegung der Spannung der Sattel auf alle Arten unter Druck gegen das Rohr gelegt wird und sich so weit deformiert, bis er sich exakt dem Durchmesser des Rohres anpaßt, mit dem er anschließend verschweißt wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Vorrichtung elastische Mittel aufweisen, gegen die sich die Spannung des Gurtes auswirkt, d.h. die Komprimierung des Sattels auf dem Rohr. Zusätzlich können diesen Mitteln vorzugsweise Tarierungs- bzw. Abgleichsmittel zugeordnet sein, die die Rolle des Wirkungsanzeigers spielen und es ermöglichen, die genannte Komprimierung auf den gewünschten Wert zu begrenzen .
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das das mit der Sperrklinke versehene Aufro!I system des Gurtes tragende Gehäuse ein Verlängerungselement aufweisen, das es ermöglicht, die Vorrichtung von oben an der Baugrube zu manövrieren, was es dem Arbeiter möglich macht, nicht hinabsteigen zu müssen.
Schließlich kann nach einem weiteren Merkmal dem Stützschuh eine schwenkbare Kappe zugeordnet sein, die es ermöglicht, die Vorrichtung auf die Achse der Abzweigung im Augenblick der Anbringung der Vorrichtung zu zentrieren.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit mehreren teilweisen Abbruchen der Vorrichtung nach der Erfindung, angeordnet auf Teilen, die durch Elektroverschweißung miteinander verbunden werden sollen, und
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Fig. 2 einen Schnitt längs der senkrechten Ebene H-II in Fig. 1.
In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 1 das Hauptrohr oder die Hauptleitung, an der eine Abzweigung durch Elektroverschweißung befestigt werden soll. Diese Abzweigung wird durch ein radiales Rohr 2 gebildet, das mit einem Sattel 3 vorzugsweise einstückig verbunden ist, der nach einem bekannten Verfahren ein Ornament eines elektrischen Leiters aufweist, der im Moment des Stromdurchgangs die Verschmelzung des Materials des Sattels 3 und dann des Materials des Rohres 1 in der Schweißzone hervorruft. Dieser Sattel weist auf seinen beiden unteren Seiten Ränder 4 und 4' auf, deren Rolle im folgenden noch im einzelnen beschrieben werden wird. Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung setzt sich aus der Kombination eines Gurtes 5, eines Spannsystems 6 und eines Systems 7 zusammen, das die Betätigung dieser Spanneinrichtung ermöglicht, wenn dieser Gurt 5 den miteinander zu verschweißenden Elementen 1 und 3 zugeordnet wird. An seinem einen Ende endet der Gurt 5 in einem Bügel 8, der an der Randleiste 4 befestigt ist. An seinem anderen Ende wickelt sich der Gurt 5 in der Spanneinrichtung auf einer Rolle 9 auf, die mit Hilfe eines Hebels 10 drehmitgenommen wird, der mit der Achse 11 der Rolle 9 verbunden befestigt ist, auf der ebenfalls Sperrklinkenräder 12-12' befestigt sind, die mit nicht dargestellten Klinken 13-13' zusammenwirken. Wenn man den Hebel 10 in der Richtung des Pfeiles F betätigt, rollt sich dadurch in an sich bekannter Art der Gurt 5 auf der Rolle 9 auf, so daß der Gurt, da er mit Hilfe des Bügels 8 an der Randleiste 4 befestigt ist, einem ständig zunehmenden Zug unterworfen wird.
Erfindungsgemäß ist der die Achse 11 der Rolle 9 tragende Bügel 14 mit Hilfe von Schrauben 15-15' auf einem Gehäuse 16 befestigt, das vertikal längs einer Achse 17 (siehe Fig. 2) bewegbar ist, gegen die Wirkung eines Paares von Federn 18-
-Jo-
A 22 788 -JT- : ■·
18', die sich einerseits auf dem Boden einer Ausnehmung 19-19' dieses Gehäuses 16 und andererseits in entsprechenden Küvetten 2OA eines Schuhes 20 abstützen, der sich mit seiner oberen Fläche 21 auf der der Randleiste 4 des Sattels 3 gegenüberliegenden Randleiste 41 abstützt. Vorzugsweise sind diese Federn in Hülsen 18A angeordnet.
Auf der Oberseite des Gehäuses 16 ist ein Schaft 22 befestigt, dessen Höhe den Grad des Eindringens anzeigt, d.h. die Zusammendrückung der Federn 18.
In einer Lagerung 23 des Gehäuses 16 ist eine Rückstellfeder 24 parallel zu den Federn 18 angeordnet, die einen zu dem festen Schaft 22 parallelen Schaft 24 gegen die Oberseite des Schuhs 20 drückt. Der Grad der Kompression der Federn 18, d.h. des auf den Gurt 5 ausgeübten Zuges, d.h. schließlich der Kompression des Sattels 3 auf dem Rohr 1, wird daher optisch eingrenzbar gemacht durch den Abstand zwischen den Oberseiten des Schaftes 22 bzw. des Schaftes 25.
Auf der Vorderseite des Gehäuses 16 ist um eine Achse 26 eine schwenkbare Kappe 27 angelenkt, in die der Deckel 28 der Abzweigung 2 eingreift.
Die Verwendung der Vorrichtung ist die folgende:
Eine Abzweigung soll nach den bekannten Verfahren auf dem Hauptrohr 1 mit Hilfe eines Sattels 3 elektroverschweißt werden. Man legt diesen Sattel auf die gewünschte.Stel1e und macht ihn unbeweglich, indem man einerseits den Bügel 8 in die Randleiste 4 und andererseits den Deckel 28 in die Kappe 27 einführt, was die Positionierung des Sattels gewährleistet. Der Rand 21 des Schuhs 20 befestigt sich oberhalb der Randleiste 4' des Sattels, und es reicht nun aus, an dem
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Handgriff 10 eine Anzahl von Bewegungen in Richtung F auszuüben, die ausreichen, damit die beiden durch die Schäfte 22 und 25 gebildeten Begrenzungen in Übereinstimmung gelangen.
Der durch den Gurt auf den Umfang des Rohres 1 ausgeübte Zug wird dann als ausreichend betrachtet. Er liegt im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 1500 bis 2000 Newton, so daß das Material des Sattels 3 einer Deformation unterworfen wird, die diesen in Kontakt mit dem Rohr 1 bringt. Anschließend wird der elektrische Strom in die in dem Sattel 3 enthaltende Wicklung geschickt, und bis zu dem Augenblick, wo die Steuereinrichtungen für die Schweißzeit eingreifen, gelangen das Material des Sattels 3 und des Rohres 1 in Verschmelzung und verschmelzen miteinander unter Gewährleistung der gewünschten Verschweißung.
Während dieser gesamten Zeit wird selbstverständlich die Gesamtheit der Anordnung vollständig unbeweglich gehalten, was ihre Position und ihre Orientierung gegenüber dem Rohr gewährlei stet.
Ein in dem Rand des Bügels 8 eingeschnittener Nocken 29 arbeitet mit einer entsprechenden Ausnehmung der Randleiste 4 zusammen, um eine noch genauere Längspositionierung zu gewährleisten und insbesondere zu verhindern, daß unter der Wirkung der Spannung der Bügel 8 von der Randleiste 4 abspri ngt.
Es ist klar, daß auf diese Art die Tätigkeiten zum Positionieren und Arretieren der zu verschweißenden Einheit auf sehr einfache Weise gelöst werden, und daß die Sicherheit dieser Positionierung und dieser Schweißung gewährleistet werden, selbst in dem Fall von Unregelmäßigkeiten oder Unterschieden der Radien zwischen den Oberflächen des Rohres 1 und denen des Sattels 3.
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Im Fall einer unterirdischen Kanalisation ist es wünschenswert, daß der Bediener oberhalb der Baugrube bleibt. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse 16 um die entsprechende Höhe verlängert werden, oder man kann zwischen das Gehäuse und den Bügel 14 eine Verlängerungsstange einschalten, die beispielsweise einfach verschraubt wird.
Nach einer anderen Verwendungsart kann man zunächst den Bügel 8 an der Randleiste 4 anhängen, während der Gurt 5 frei= bleibt, und anschließend diesen Gurt unter dem Rohr 1 hindurchgehen lassen und ihn schließlich an der Rolle 9 der Spanneinrichtung befestigen. Das Verfahren zur Positionierung der Abzweigung an dem Rohr von außerhalb der Baugrube wird dadurch erleichtert, nachdem die Abzweigung zunächst mit dem Apparat auf die Kanalisation hinabgebracht wurde, indem sie mit Hilfe ihres Stöpsels 28 daran festgehalten wird, und der Gurt mit seinem Bügel 8 daran befestigt ist. Das freie Ende des Gurtes kann dann beispielsweise durch einen Haken erfaßt, unter der Kanalisation hindurchgeführt und zu der Rolle 9 der Spanneinrichtung hinaufgeführt werden, um an dieser befestigt zu werden. Die Demontage nach Durchführen der Verschweißung wird dadurch ebenfalls erleichtert.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Kontrolle bzw. Steuerung der Spannung des Gurtes nicht visuell durch die Vorsprünge 22 und 25 erreicht, sondern durch einen in dem Handgriff 6 angeordneten Momentenbegrenzer, beispielsweise eine Reibungskupplung bekannter Art.
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Claims (7)

Patentansprüche Vorrichtung zum Verspannen zweier gekrümmter Teile
1. Vorrichtung für die Anordnung und Halterung eines gekrümmten thermoverschweißbaren Elementes (3) auf einem anderen gekrümmten thermoverschweißbaren Element (1), dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gurtsystem aufweist, dessen eines Ende an einem festen Punkt (4) des ersten thermoverschweißbaren Elementes (3) anbringbar ist, während das andere Ende um den Umfang des zweiten thermoverschweißbaren Elementes (1) herumgeführt und anschließend einem zunehmenden Zug mit Hilfe einer Spanneinrichtung unterworfen ist, die einen Betätigungshebel (10) aufweist, der eine Mitnahmerolle (9) des Gurtes (5) in Richtung der Spannungsvergrößerung verschwenkt, wobei eine Sperrklinke ein Sperrklinkenrad blockiert, das die Verschwenkung der Walze (9) in umgekehrter Richtung verhindert, und die Armatur (20) dieses Spannsystems sich auf einem Rand des ersten thermoverschweißbaren Elemen-
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tes (3) abstützt, der dem Rand gegenüberliegt, an dem der den Gurt (5) beendende Bügel (8) befestigbar ist, so daß die auf den Gurt (5) ausgeübte Zugspannung ausgeglichen und gleichförmig über den gesamten Umfang des zweiten thermoverschweißbaren Elementes (1) verteilt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungsschuh (20) und der Armatur des Spannsystems Tarierungsfedern eingesetzt sind, die die Kontrolle der auf den Gurt ausgeübten Spannung und dadurch des von dem ersten thermoverschweißbaren Element auf das zweite ausgeübten Druckes ermöglichen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle des Druckes sich aus der visuellen Übereinstimmung von Schäften (22, 25) ergibt, die mit dem Schuh (20) und dem mit dem Spannsystem verbundenen Teil der Vorrichtung verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite thermoverschweißbare Element ein zylindrisches Rohr und das erste thermoverschweißbare Element eine Abzweigung ist, die radial auf das Rohr geschweißt werden soll, bevor in dieses eine Öffnung eingebracht wird, wobei die Abzweigung mit einer Unterlegplatte in Sattelform verbunden ist, deren Krümmung der oberen Oberfläche des Rohres entspricht und in die der elektrische Schweißwiderstand eingebettet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schuh (20) eine kippbare Kappe (27) zugeordnet ist, die sich über den oberen Teil der Abzweigung legt, um diese im Augenblick der Anordnung an Ort und Stelle zu halten.
A 22 788 /ν;'" .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spanneinrichtung tragende Gehäuse (16) bis zu einem Punkt verlängert ist, der ausreicht, um die Verwendung der Vorrichtung bei unterirdischen Kanalisationen zu ermöglichen, ohne in die Grube hinabzusteigen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle des Druckes von einer dem Handgriff der Spanneinrichtung zugeordneten Momentenbegrenzungs-Einrichtung stammt.
DE19863611546 1985-04-12 1986-04-05 Vorrichtung zum verspannen zweier gekruemmter teile Withdrawn DE3611546A1 (de)

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