DE4108152C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erweichen von zu biegenden Kunststoffrohren aus thermoplastischem Material mittels einer Heizeinrichtung. Es geht somit bei der Erfindung um ein Hilfswerkzeug für Installateure, die auf Baustellen Kunststoffrohre in Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten biegen müssen.

Bisher werden zum Erweichen der Kunststoffrohre an den zu biegenden Stellen normalerweise dieselben Heizvorrichtungen verwendet, die man auch zum Aufweiten der Rohrenden benutzt. Man arbeitet dabei weitgehend mit Wärmestrahlern, die mit Abstand relativ zum Rohr gehalten werden und jeweils nur einen Teilbereich des Umfangs erwärmen, so daß bei dem Erwärmungsvorgang eine relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und der Wärmequelle ausgeführt werden muß. Diese Behandlung erfordert viel Erfahrung und Geschicklichkeit, um die Kunststoffrohre nicht an einigen Stellen durch Überhitzung zu schädigen und an anderen Stellen nicht zu wenig Wärme zuzuführen, so daß die nicht genügend erwärmten Bereiche beim anschließenden Biegen der Rohre nicht in der gewünschten Weise an der Verformung teilnehmen und dadurch bruchgefährdete Wanddickenunterschiede entstehen.

Es ist auch bereits aus der AT-PS 2 98 050 bekannt, ein mit einem bestimmten Bogen zu biegendes Rohr auf mehreren streifenförmigen Abschnitten, die im Inneren des herzustellenden Bogens breiter sind als außen, zu erwärmen und innen stärker als außen zu stauchen, wobei das Rohr zwischen den Stauchwülsten gerade bleibt und der Bogen insgesamt durch eine Mehrzahl von Stauch- und Knickstellen gebildet wird, an denen das Material extrem verformt ist. Es sind also bei jedem Bogen mehrere rißgefährdete Übergangsstellen vorhanden, wo erwärmtes und nicht erwärmtes, verformtes und nicht verformtes Material aneinander grenzen. Da der Stauchdruck über die zwischenliegenden, kalten Materialbereiche ausgeübt wird, findet eine Verformung auch in den Grenzbereichen der Erwärmung statt. Erschwerend kommt hinzu, daß die Rohre nicht gleichmäßig breit über ihren Umfang erwärmt werden, so daß zusätzliche Spannungen in Umfangsrichtung entstehen. Das Erwärmen und Biegen von Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern ist mit der bekannten Vorrichtung überhaupt nicht möglich. Man braucht für jeden Rohrdurchmesser eine spezielle Vorrichtung. Eine Anpassung wäre wegen der Mehrzahl beidseitig schräger Heizkörper schwierig und umständlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine gleichmäßige, für beliebige Verformungen geeignete Erwärmung von Kunststoffrohren unterschiedlicher Durchmesser gewährleistet, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem Sockel eine erste Halbschale eines in einem mittleren Axialschnitt geteilten Heizkörpers mit einem zylindrischen inneren Hohlraum gelagert ist, an dem Sockel oder der ersten Halbschale die zweite Halbschale des geteilten Heizkörpers gelagert ist und mit einer der Halbschalen Führungsglieder und Betätigungsorgane zur geführten Bewegung zwischen einer geschlossenen und einer zum Einführen eines Kunststoffrohres ausreichend weit geöffneten Stellung verbunden ist und in die Halbschalen passende schalenförmige Einsätze, die sich zu einer Buchse ergänzen, lösbar einsetzbar sind.

Wenn mit der neuen Vorrichtung Rohre unterschiedlichen Durchmessers zum Biegen erweicht werden müssen, brauchen nur die jeweils passenden schalenförmigen Einsätze, die sich zu einer Buchse ergänzen, lösbar in die beheizten Halbschalen des Heizkörpers eingesetzt werden. Sie vergrößern die Wandstärke des Heizkörpers nach innen, reduzieren also den Innendurchmesser des zylindrischen Hohlraums des Heizkörpers. Die schalenförmigen Einsätze können sich dabei über die gesamte Länge von dessen Halbschalen erstrecken, aber auch kürzer sein. Mit kürzeren Einsätzen läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Aufweiten von Rohrenden verwenden. Es kann z. B. mittels kurzer Einsätze nur ein Endabschnitt eines Rohrs erwärmt werden. Außerhalb der Vorrichtung, aber ggf. auch unter weiterer Zuhilfenahme derselben durch Umdrehen des Rohrs kann dann am anderen Ende der Vorrichtung der erwärmte Rohrabschnitt auf einen durch den dortigen Innendurchmesser vorgegebenen Durchmesser aufgeweitet werden.

In dem zylindrischen Hohlraum des Heizkörpers und ggf. der Einsätze werden die Kunststoffrohre auf ihrem gesamten Umfang gleichzeitig und gleichmäßig, also innerhalb kürzester Zeit auf die zum Biegen erforderliche Temperatur erwärmt und erweicht. Je nach Material der Kunststoffrohre liegt diese Temperatur z. B. zwischen etwa 140 und 180°C und sollte nach Möglichkeit innerhalb eines Toleranzbereichs von +/-5°C eingehalten werden. Dieses Ziel läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung leicht erreichen, weil der Heizkörper und die Einsätze aus einem gut wärmeleitfähigen Material, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, bestehen können, welche für über den Umfang gleichmäßige Wärmezufuhr sorgt. Auch die Überleitung der Wärme auf das Kunststoffrohr ist über den Umfang gleichmäßig, da der Durchmesser des inneren Hohlraums des Heizkörpers bzw. der Einsätze jeweils passend zum Außendurchmesser des Kunststoffrohrs gewählt werden kann, so daß dieses allseitig am Heizkörper oder den Einsätzen anliegt und der Wärmeübergang im wesentlichen duch Wärmeleitung über die Berührungsflächen erfolgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit seinem Sockel je nach dessen Ausbildung auf dem Boden oder z. B. einer Tischfläche aufstellbar. Vorzugsweise ist der Sockel mit Rädern oder Rollen versehen, um das Hilfswerkzeug im Verlauf der Installation von Rohren in mehreren Räumen eines Gebäudes bequem mitführen zu können. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, daß sich die Vorrichtung z. B. mittels Steckverbindungen leicht in z. B. zwei oder drei Einheiten zerlegen läßt, deren jede nur ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat. Allerdings ist die Zerlegbarkeit nicht unbedingt notwendig, da bei Auslegung mit einer in der Praxis gut brauchbaren Länge von etwa 50 bis 100 cm ein auch insgesamt tragbares Gesamtgewicht nicht überschritten wird.

In bevorzugter, besonders einfacher und kostengünstiger Ausführung sind die Halbschalen liegend angeordnet und über eine einseitig angebrachte Gelenkverbindung mit im wesentlichen horizontaler Drehachse miteinander verbunden. Als Betätigungsorgan zum Öffnen und Schließen des inneren zylindrischen Hohlraums des Heizkörpers genügt ein Handgriff, da die aufzubringenden Kräfte nicht groß sind. Außerdem kann die Öffnungsbewegung durch ein zwischen den relativ zueinander zu bewegenden Teilen eingespanntes Federelement unterstützt werden.

Es ist ausreichend, wenn die untere Halbschale fest mit dem Sockel verbunden und nur die obere Halbschale durch eine Schwenkbewegung zwischen der geschlossenen und der geöffneten Stellung bewegbar ist. Daneben besteht aber auch die Möglichkeit, z. B. sowohl die obere wie auch die untere Halbschale des Heizkörpers verschwenkbar am Sockel zu lagern und beim Öffnen über ein Getriebe gleichzeitig zu verschwenken, wobei die auszuführende Antriebsbewegung verkürzt und die Zugänglichkeit des inneren zylindrischen Hohlraums des Heizkörpers verbessert werden kann. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann auch die Gelenkverbindung durch eine einseitige, gerade oder gekrümmte Führung, z. B. an Führungssäulen, wenigstens einer Halbschale ersetzt sein. Das Öffnen und Schließen des im wesentlichen buchsenförmigen, längsgeteilten Heizkörpers erfolgt dann durch translatorische Relativbewegung der beiden Halbschalen.

Es versteht sich, daß je nach Wahl der Führungsglieder und manuellen oder motorischen Betätigungsorgane für die Öffnungs- und Schließbewegung verschiedene Arretierungen zum Einsatz kommen können, um die beiden Schalenhälften in der geöffneten und geschlossenen Endstellung zu halten. Im einfachsten Fall verharren die Halbschalen infolge Schwerkraft in einer der Endstellungen. Außerdem kann wenigstens eine Endstellung durch eine leicht lösbare Rastverbindung gesichert werden. Als weiteres Ausführungsbeispiel sei hier nur noch ein manueller oder motorischer Antrieb mit Selbsthemmung, z. B. über einen Schneckentrieb, genannt. In allen Fällen kann die Teilebene zwischen den beiden Halbschalen horizontal liegen, aber auch eine beliebige Neigung haben oder sogar senkrecht stehen.

Vorzugsweise sind die Halbschalen des Heizkörpers metallische Gußteile, in die elektrische Heizelemente eingegossen sind. Dabei besteht die Möglichkeit, auch ein Auge für eine einen Temperaturfühler aufnehmende Bohrung anzuformen. Die gleichmäßige Wärmeverteilung in den Halbschalen des Heizkörpers bietet die Gewähr dafür, daß die vom Temperaturfühler gemessene Temperatur ein genaues Maß für die Temperatur des erwärmten Abschnitts des Kunststoffrohrs am Ende einer bestimmten Erwärmungszeit ist. Mittels eines einstellbaren Thermostaten kann die im Heizkörper aufrecht zu erhaltende Temperatur eingestellt werden.

Neben der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher der im wesentlichen buchsenförmige Heizkörper ringsum fest am zu erwärmenden Kunststoffrohr anliegt, bietet die Erfindung aber auch die Möglichkeit, den zu erweichenden Rohrabschnitt durch Strahlungswärme aufzuheizen. In diesem Fall können axial außerhalb des Heizkörpers Stützlager für die Rohre angebracht sein, durch welche die letzteren in koaxialer Lage im zylindrischen Hohlraum des Heizkörpers mit einem bestimmten, gleichmäßigen Zwischenabstand zu dessen Innenwand zu halten sind. Durch Drehung des Rohrs kann eine Durchbiegung im erweichten Bereich verhindert werden.

Aus Gründen der Energieeinsparung und des Arbeitsschutzes sollte der Heizkörper nach außen wärmeisoliert sein. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung und im Hinblick auf die weitere Forderung der Praxis nach möglichst geringem Gewicht wird deshalb vorgeschlagen, daß der Sockel zwei mit axialem Zwischenabstand angeordnete untere Bügel aufweist, an welchen die erste Halbschale und Gelenkteile befestigt sind, mit der zweiten Halbschale mit axialen Zwischenabstand zwei obere Bügel verbunden sind, an welchen mit den Gelenkteilen der ersten Halbschale zusammenwirkende Gelenkteile und ggf. Handgriffe angebracht sind, und daß auf den Bügeln jeweils eine die erste bzw. zweite Halbschale außenseitig überdeckende Ummantelung befestigt ist, wobei sich in dem Zwischenraum zwi­ schen der Außenseite einer Halbschale und der Ummantelung wärmedämmendes Material befindet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Erweichen von zu biegenden Kunststoffroh­ ren;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2;

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch ein axiales Ende der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3 mit einem darin befestigten Einsatz zur Erwärmung von im Durchmesser kleineren Rohren.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus ei­ nem Sockel 10, der z. B. auf nicht gezeigten Rädern oder Rol­ len ruhen kann. Der Sockel bildet zwei mit Zwischenabstand angeordnete, im wesentlichen U-förmige Bügel 12, 14 gleicher Gestaltung, auf deren Schenkelenden radiale Vorsprünge am Rand einer ersten, hier unteren Halbschale 16 eines im we­ sentlichen buchsen- oder rohrförmigen Heizkörpers 18 befe­ stigt sind. Die zugehörige zweite, hier obere Halbschale 20 des Heizkörpers 18 hat im wesentlichen dieselbe Form wie die untere Halbschale 16 und ist mit den nach unten weisenden Schenkelenden zweier oberer, mit Zwischenabstand angeordne­ ter, im wesentlichen U-förmiger Bügel 22, 24 fest verbunden. Auf der mit Bezug auf Fig. 2 linken Seite sind jeweils an den Enden der Schenkel der Bügel 12, 14 und 22, 24 zusammenwir­ kende Scharnier- bzw. Gelenkteile 26 angebracht, so daß die oberen Bügel 22, 24 zusammen mit der oberen Halbschale 20 des Heizkörpers 18 aus der in Fig. 2 gezeigten geschlossenen Stellung um etwa 90° oder mehr relativ zu der aus dem Sockel 10 mit den Bügeln 12, 14 und der unteren Halbschale 16 des Heizkörpers 18 bestehenden Einheit aufgeschwenkt werden kön­ nen.

Das Aufschwenken erfolgt in diesem Fall von Hand mit Hilfe von zwei Handgriffen 28, 30, die fest an den oberen Bügeln 22, 24 angebracht und der Einfachheit halber in Fig. 2 wegge­ lassen sind.

An den mit Bezug auf die Mittellängsachse des Heizkörpers 16 radial äußeren Flächen der Bügel 12, 14 und 22, 24 liegt eine ebenfalls in der Trennebene der Halbschalen 16, 20 geteilte äußere Ummantelung 32 an, die in Fig. 2 mit einer dickeren Linie angedeutet ist. Die untere und obere Hälfte der Umman­ telung 32 haben jeweils die Form einer zur Trennebene hin of­ fenen Schachtel mit halbkreisförmigen Aussparungen in den axialen Endwänden, wobei sich letztere im wesentlichen mit dem an den axialen Enden beidseitig offenen, zylindrischen inneren Hohlraum des Heizkörpers 18 decken. Dies bedeutet, daß der Heizkörper 18 allseitig von der Ummantelung 32 umge­ ben ist, diese aber die endseitigen Öffnungen des zentralen zylindrischen Hohlraums 34 frei läßt. Falls gewünscht, können aber auch diese Öffnungen durch federbelastete Schiebeplatten abgedeckt sein, die an den Endwänden der Ummantelung 32 ver­ schwenkbar gelagert oder verschieblich geführt sind und beim Einlegen eines Rohrs in den inneren Hohlraum 34 gegen Feder­ kraft nachgiebig zurückweichen.

Der Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Heizkörper 18 und der diesen mit Abstand umgebenden Ummantelung 32 ist im we­ sentlichen mit Mineralfasern oder einem anderen geeigneten wärmedämmenden Material, welches bei 34 angedeutet ist, aus­ gefüllt. Die Ummantelung 32 ist mit den Bügeln 12, 14 bzw. 22, 24 durch Schrauben 36 verbunden, die teilweise gleichzei­ tig auch zur Befestigung der Gelenkteile 26 dienen können.

Um die Rohre während der Erwärmung außerhalb des Heizkörpers 18 abzustützen, sind am Sockel 10, wie in Fig. 1 und 3 der Einfachheit halber nur auf der linken Seite gezeigt, Stützla­ ger 38 vorhanden, die vorzugsweise in axialer und/oder radia­ ler Lage verstellbar sind.

Die gesamte Vorrichtung hat z. B. eine Länge von etwa 75 cm, ist etwa 30 cm breit und 25 cm hoch. Der Durchmesser des in­ neren Hohlraums 34 des Heizkörpers 18 beträgt im Beispiels­ fall 110 mm. Um auch Rohre mit einem kleineren Außendurchmes­ ser gleichmäßig auf eine bestimmte Temperatur erwärmen zu können, brauchen nur gemäß Fig. 4 schalenförmige Einsätze 40 in die beiden Halbschalen 16 und 20 des Heizkörpers 18 einge­ setzt zu werden. Die beiden schalenförmigen Einsätze 40, von denen in Fig. 4 nur der untere gezeigt ist, ergänzen sich zu einer Buchse, deren Außendurchmesser genau in den zylindri­ schen Hohlraum 34 paßt und deren Innendurchmesser dem zu bie­ genden kleineren Rohrkaliber angepaßt ist. Die Befestigung der Einsätze 40 kann z. B. durch an ihren Enden gelagerte Ha­ ken oder Federbügel 42 erfolgen, die in passende Aussparungen 44 in den axialen Endflächen der Halbschalen 16, 20 eingrei­ fen.

Die Halbschalen 16, 20 des Heizkörpers 18 sind aus einer Alu­ miniumlegierung bestehende Gußstücke. Mit eingegossen ist je­ weils ein elektrisch beheiztes, rohrförmiges Heizelement 46, welches sich in Windungen derart durch den Gußkörper er­ streckt, daß dieser möglichst gleichmäßig erwärmt wird. Die Enden der rohrförmigen Heizelemente 46 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, aus dem Gußkörper herausgeführt und über eine elektrische Steuer- und Regeleinrichtung, von welcher in Fig. 1 nur die äußere Schalttafel 48 gezeigt ist, an eine Span­ nungsquelle angeschlossen. Zu der Steuer- und Regeleinrich­ tung gehören ein oder mehrere nicht gezeigte Temperaturfüh­ ler, die vorzugsweise in Bohrungen in den Gußkörpern der Halbschalen 16 und 20 sitzen. Zu diesem Zweck können an letz­ tere Augen 50 angegossen sein. Weiterhin gehören zu der Steuer- und Regeleinrichtung ein mittels eines äußeren Dreh­ knopfs 52 auf eine bestimmte Temperatur einstellbarer Thermo­ stat sowie ein An-Aus-Schalter 54 und eine Kontrollampe 56. Die äußeren elektrischen Anschlüsse sind in Fig. 3 bei 58 ge­ zeigt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Erweichen von zu biegenden Kunststoffrohren aus thermoplastischem Material mittels einer Heizeinrichtung, bei der an einem Sockel (10) eine erste Halbschale (16) eines in einem mittleren Axialschnitt geteilten Heizkörpers (18) mit einem zylindrischen inneren Hohlraum (34) gelagert ist, an dem Sockel (10) oder der ersten Halbschale (16) die zweite Halbschale (20) des geteilten Heizkörpers (18) gelagert ist und mit einer der Halbschalen (16, 20) Führungsglieder (26) und Betätigungsorgane (28, 30) zur geführten Bewegung zwischen einer geschlossenen und einer zum Einführen eines Kunststoffrohrs ausreichend weit geöffneten Stellung verbunden sind und in die Halbschalen (16, 20) passende schalenförmige Einsätze (40), die sich zu einer Buchse ergänzen, lösbar einsetzbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (26) aus einer Gelenkverbindung zwischen einer aus dem Sockel (10) und der ersten Halbschale (16) bestehenden Einheit einerseits und der zweiten Halbschale (20) andererseits bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsorgane (28, 30) durch wenigstens einen Handgriff gebildet sind, welcher auf der der Gelenkverbindung (26) gegenüberliegenden Seite an der zweiten Halbschale (20) angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (10) zwei mit axialem Zwischenabstand angeordnete untere Bügel (12, 14) aufweist, an welchen die erste Halbschale (16) und Gelenkteile (26) befestigt sind, und daß mit der zweiten Halbschale (20) mit Zwischenabstand zwei obere Bügel (22, 24) verbunden sind, an welchen mit den Gelenkteilen der ersten Halbschale zusammenwirkende Gelenkteile (26) und Handgriffe (28, 30) angebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Bügeln (12, 14, 22, 24) eine die erste und zweite Halbschale (16, 20) außenseitig überdeckende Ummantelung (32) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Zwischenraum zwischen der Außenseite einer Halbschale (16, 20) und der Ummantelung (32) wärmedämmendes Material (34) befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (16, 20) Gußteile aus einer Aluminiumlegierung mit eingegossenen elektrischen Heizelementen (46) sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens eine Halbschale (16, 20) eine Aufnahme (50) für einen mit einem Thermostaten (52) zusammenwirkenden Temperaturfühler angegossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Sockel (10) axial vorstehende Stützlager (38) zur Abstützung eines Kunststoffrohrs während des Erweichens angebracht sind.