DE3807593C2 - Rohrleitungsverbindung aus Harz auf Vinylchloridbasis mit einem Dichtungsring aus thermoplastischem Kautschuk - Google Patents

Rohrleitungsverbindung aus Harz auf Vinylchloridbasis mit einem Dichtungsring aus thermoplastischem Kautschuk

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrleitungsverbindung aus Harz auf Vinylchloridbasis mit einem Dichtungsring aus thermoplastischem Kautschuk, der durch Schweißen in der Verbindung befestigt wird.
Es ist schon vorgeschlagen worden, Rohrleitungsverbindungen aus Kunststoff auszuführen, die einen Dichtungs­ ring aus thermoplastischem Kautschuk verwenden, der durch Schweißen in der Verbindung befestigt wird.
So wird in der Patentschrift BE-A 861021 und in der Patent­ anmeldung FR-A 2444864 eine aus Polyolefin bestehende Ver­ bindung offenbart, die mit einem Dichtungsring aus Ethylen- Propylen-Dien-Methylen-Kautschuk, der mit Schwefel oder mit einem schwefelbildenden Stoff vulkanisiert wird, ausgerü­ stet ist, der durch Schweißen in der Verbindung befestigt werden kann.
Dennoch kann ein aus einem solchen Material bestehender Dichtungsring nicht richtig durch Schweißen in einer Rohrleitungsverbindung, die aus Harz auf Vinylchlorid­ basis besteht, wegen eines Mangels der gegenseitigen Ver­ träglichkeit befestigt werden.
Zwar ist in der Patentschrift BE-A 867993 vorgeschlagen worden, Rohrleitungsverbindungen aus Harz auf Vinyl­ chloridbasis, die mit einem Dichtungsring aus thermopla­ stischem Kautschuk aus im wesentlichen weichmacherhaltigen Polyvinylchloridverbindungen, die Nitrilkautschuk und Poly­ urethan enthalten, und der durch Schweißen befestigt wird, auszuführen, aber um in diesem Falle befriedigende Produkte zu erhalten, ist es erforderlich, wenigstens eines der Verbindungselemente einer Bestrahlung mit stark durchdrin­ gender Strahlung auszusetzen, um eine Vernetzung hervorzu­ rufen. In dieser Technik müssen demzufolge Zusammensetzun­ gen auf weichmacherhaltiger Polyvinylchloridbasis verwendet werden, bei denen die beabsichtigte Vernetzungsreaktion die durch die Vernetzung eingeleitete Zersetzung überwiegt. Auf alle Fälle ist es erforderlich, eine Bestrahlungsvorrich­ tung anzuordnen, einen Bestrahlungsschritt vorzusehen und alle in Bestrahlungsvorgängen gebotenen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um solche Verbindungen auszuführen.
Es ist jetzt gefunden worden, daß es in konventionellen Herstellvorrichtungen möglich ist, Verbindungen für Rohr­ leitungen aus Harz auf Vinylchloridbasis mit einem Dich­ tungsring aus thermoplastischem Kautschuk herzustellen, der in den Verbindungen durch Schweißen befestigt werden kann­ ohne irgendeine Bestrahlungsbehandlung vornehmen zu müs­ sen.
Die Erfindung betrifft demzufolge eine Rohrleitungsverbindung aus Harz auf Vinylchloridbasis mit einem Dich­ tungsring aus thermoplastischem Kautschuk, der durch Schweißen in der Verbindung befestigt wird, wobei der Dich­ tungsring im wesentlichen aus einer teilweise vulkanisier­ ten Mischung aus einem Ethylencopolymer mit mindestens einem copolymerisierbaren Comonomeren und zu 5 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% der Mischung aus einem Vinylhalogenid- oder Vinylidenhalogenidpolymer besteht.
Mit Harz auf Vinylchloridbasis werden die Homopolymere von Vinylchlorid sowie die Copolymere mit mindestens 50 Mol% Einheiten, die von Vinylchlorid abgeleitet sind, bezeich­ net.
Unter den Comonomeren, die mit dem Ethylen copolymerisiert werden können, werden im allgemeinen die ethylenisch unge­ sättigten Monomere, wie die Mono- oder Dicarbonsäuren und ihre Esterderivate, die Vinylester, die Acryl- oder Methacrylmonomere, das Carbonoxid und das Schwefeldioxid bevorzugt.
Das Vinylhalogenid- oder Vinylidenhalogenidpolymer kann ein Homopolymer oder ein Copolymer mit insbesondere von Vinyl­ estern, Acrylnitril, Acrylestern, Vinyl- oder Vinyliden­ chlorid, ungesättigten Carbonsäuren oder Vinylethern abge­ leiteten Einheiten sein, wobei das bevorzugte Polymer Poly­ vinylchlorid ist.
Besonders geeignete Mischungen für die Ausführung des Dich­ tungsringes sowie ihre Herstellweise werden in dem Dokument EP-A 0101833 beschrieben, dessen Inhalt infolgedessen durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird.
Die Mischungen zur Ausführung des Dichtungsrings der Ver­ bindung gemäß der Erfindung sind auf besondere Weise vulka­ nisiert, vorzugsweise bis zu einem Gelgehalt von 10 bis 70%, der durch Auflösung in Tetrahydrofuran gemessen wird, so wie es in dem vorgenannten Dokument EP-A 0101833 beschrie­ ben wird.
Diese Mischungen können ebenso übliche Zusätze wie Füllma­ terialien, Schmiermittel, Stabilisierungsmittel und/oder Weichmacher enthalten.
Mischungen, die besonders für die Ausführung des Dichtungs­ ringes der Verbindung gemäß der Erfindung geeignet sind, werden von der Firma E.I. du Pont de NEMOURS unter der Handelsmarke "ALCRYN" hergestellt und verkauft. Diese Mi­ schungen bleiben mindestens bis 200°C thermisch stabil, können leicht durch Injektion oder durch Kompression auf klassischen Vorrichtungen geformt werden und machen während ihrer Formung keinen Vulkanisierungsarbeitsgang erforder­ lich.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung für Rohrleitungen können der Dichtungsring und die Verbindung aus Harz auf Vinylchloridbasis getrennt durch Übliche Techniken wie Formpressen, Spritzgießen oder Thermoverformung, geformt werden, wobei die Formung des Dichtungsrings bei einer Temperatur zwischen 140 und 190°C erfolgt. In diesem Fall wird der vorhergehend geformte Dichtungsring anschließend in die Verbindung eingebracht und am Ort durch Schweißen mit einer konventionellen Tech­ nik, wie das Schweißen mit Heizspiegel, das Ultraschall­ schweißen, das elektrische Widerstandsschweißen, das Reib­ schweißen, das Hochfrequenzschweißen oder ferner das Vibra­ tionsschweißen befestigt. Der Dichtungsring kann selbstver­ ständlich so angepaßt werden, daß seine Befestigung auf einer inneren und/oder äußeren Seite der Verbindung erfol­ gen kann. Eine Befestigung auf der äußeren Seite der Ver­ bindung kann sich außerdem als praktisch erweisen, wenn gewünscht wird, das Verbindungsende gegen Stöße zu schüt­ zen. Wenn die Befestigung durch die Schweißtechnik mit Heizspiegel ausgeführt wird, wird im allgemeinen eine Spie­ geltemperatur von 200 bis 240°C, ein Schweißdruck von 0,1 bis 0,3 N/mm² und eine Schweißzeit von 15 bis 60 Sekunden verwendet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Verbindung für Rohrleitungen, die sich als wirtschaftlicher erwiesen hat, können die Verbindung und der Dichtungsring gleichzeitig durch die Koinjektionstechnik geformt werden, so wie es insbesondere in den Dokumenten BE-A 838058, BE-A 853292, EP-A 0031620, EP-A 0188012, EP-A 0188300 und EP-A 0188301 beschrieben wird. In diesem Fall wird die Injektionstempe­ ratur des Materials das den Dichtungsring bildet so ge­ wählt, daß die direkte Befestigung durch Schweißen des geformten Dichtungsrings in der Verbindung sichergestellt wird.
Gemäß einer dritten Ausführungsform kann der Dichtungsring, der mit einem harten Stauring aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid ausgerüstet ist, der durch Schweißen befestigt wird, getrennt, beispielsweise durch die Koinjek­ tionstechnik, hergestellt werden, und anschließend wird diese Gesamtheit eingesetzt und durch Schweißen über den Stauring in der geformten Verbindung befestigt. Eine Tech­ nik dieses Typs wird in dem Dokument GB-A 2144190 beschrie­ ben.
In der erfindungsgemäßen Verbindung ist es, wenn es gewünscht wird, außerdem möglich, einen durch einen inneren metallischen oder andersartigen Einsatz verstärkten Dich­ tungsring zu formen. Dieser Einsatz kann im Einzelnen ein elektrischer Widerstand, in dem Fall, daß eine spätere Befestigung durch elektrisches Schweißen ins Auge gefaßt wird, sein.
Die erfindungsgemäße Verbindung für Rohrleitungen kann eine stumpf zusammenstoßende Einsteckverbindung gleich welchen Typs oder ferner eine Verzweigungsverbindung, so wie in Dokument BE-A 833318 beschrieben, sein.
Die erfindungsgemäße Verbindung für Rohrleitungen ist durch die Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellt, wobei die Fig. 1 bis 3 eine Teilansicht möglicher Ausführungs­ formen von Einsteckverbindungen und Fig. 4 eine Ansicht einer Verzweigungsverbindung zeigen. In diesen Figuren ist der erfindungsgemäße Dichtungsring 1 aus thermoplastischem Kautschuk durch eine Schweißverbindung 2 auf den inneren und/oder äußeren Wänden der geformten Verbindung 3 aus Hart-Polyvinylchlorid befestigt.
Die erfindungsgemäße Verbindung für Rohrleitungen wird au­ ßerdem durch die folgende Beschreibung eines praktischen Ausführungsbeispiels einer Verbindung des durch Fig. 2 dargestellten Typs dargestellt.
Beispiel
Ein Dichtungsring des in Fig. 2 gezeigten Profils wird durch Formung hergestellt, wobei als Material ALCRYN Harz­ körner der Härte 70 Shore A verwendet werden.
Hierzu wird das Material in dosierter Menge in die Matrize, die auf 180°C gehalten wird, gebracht, und nach einer Heizzeit von 10 Min. wird die Formung durch Druck bewirkt. Nach einer Abkühlung der Matrize auf Umgebungstemperatur wird der geformte Dichtungsring entformt.
Der auf diese Weise erhaltene Dichtungsring wird anschlie­ ßend auf dem Ende der Verbindung aus Polyvinylchlorid, vorgeformt durch Thermoverformung, durch die Schweißtechnik mit Heizspiegel befestigt. In diesem Fall wird der Spiegel auf 220°C gehalten, der aufgebrachte Schweißdruck beträgt 0,2 N/mm² und die Schweißzeit beträgt 30 Sekunden.
Nach Abkühlung wird festgestellt, daß der Dichtungsring einwandfrei auf der Verbindung verschweißt ist und daß dieser Ring reißt, wenn versucht wird, ihn aus der Verbin­ dung auszureißen und das ohne Nachgeben der Schweißnaht.

Claims (12)

1. Rohrleitungsverbindung aus Harz auf Vinylchlorid­ basis mit einem Dichtungsring aus thermoplastischem Kautschuk, der durch Schweißen in der Verbindung befe­ stigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring aus einer teilweise vulkanisierten Mischung aus einem Ethylencopolymer mit wenigstens einem copolymerisierba­ ren Monomeren und zu 5-75 Gew.-% der Mischung aus einem Vinylhalogenid- oder Vinylidenhalogenidpolymer herge­ stellt ist.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylhalogenidpolymer Polyvinylchlorid ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise vulkanisierte thermoplastische Kautschuk ein Füllmaterial enthält.
4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise vulkanisierte thermoplastische Kautschuk einen Gelgehalt von 10-70%, der durch Auflösung in Tetrahydrofuran gemessen wird, aufweist.
5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Schweißen mit der Technik des Heizspiegels befestigt ist.
6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Ultraschallschweißen befestigt ist.
7. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Reibschweißen befestigt ist.
8. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Elektroschweißen befestigt ist.
9. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Hochfrequenzschweißen befestigt ist.
10. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Koinjektion hergestellt und be­ festigt ist.
11. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Schweißen auf einem Befesti­ gungsring aus Harz auf Vinylchloridbasis befestigt ist, der danach mit der Verbindung in eine Einheit gebracht wird.
12. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring durch Koinjektion auf einem Befesti­ gungsring aus Harz auf Vinylchloridbasis befestigt ist, der danach mit der Verbindung in eine Einheit gebracht wird.
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