DE4123383A1

DE4123383A1 - Anordnung mit einer elektro-schweissmuffe

Info

Publication number: DE4123383A1
Application number: DE4123383A
Authority: DE
Inventors: Stefan Brenner; Johann Unger; Rigo Lichtblau
Original assignee: Friedrichsfeld GmbH Steinzeug und Kunststoffwerke
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1991-07-15
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2011-07-16
Also published as: DE4123383C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einer Elektro-Schweißmuffe gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der EP 2 22 287 A1 ist eine Elektro-Schweißmuffe bekannt, mittels welcher Rohre aus thermoplastischem Kunststoff miteinander verbunden werden können und welche auf ihrer Innenfläche eine Heizwicklung aufweist. Die Schweißmuffe ist als Überschiebmuffe ausgebildet und kann somit entlang der Längsachse der Rohre verschoben werden. Ist eine Leitung aus Kunststoffrohren beschädigt und eine Reparatur erforderlich, so wird heute üblicherweise das beschädigte Rohrteil heraus geschnitten und durch ein neues Rohrteil in der entsprechen den Länge ersetzt. Zuvor werden auf die freien Rohrenden oder auf das Rohrteil zwei Überschiebmuffen geschoben. Nach dem Einsetzen des neuen Rohrteiles werden auf die Überschiebmuffe auf die jeweilige Verbindungsstelle geschoben und durch Beaufschlagung der Heizwicklung mit dem erforderlichen Schweißstrom verschweißt. Vor Beginn dieser Reparaturmaß nahmen wurde natürlich das sonst durch die Rohrleitung strömende Medium mit in derartigen Rohrleitungen bekanntlich vorhandenen Absperrschiebern, Ventilen oder dergleichen abgesperrt. Führt die Rohrleitung Flüssigkeit, insbesondere Wasser, so ist in der Praxis damit zu rechnen, daß in dem abgesperrten und zu reparierenden Teil der Rohrleitung noch Wasser vorhanden ist oder infolge einer, wenn auch minimalen Leckage des genannten Ventils oder Sperrschiebers noch in geringen Mengen in den Reparaturbereich gelangt. Es ergeben sich hierbei recht erhebliche Probleme, wenn Wasser auch in den Bereich der Schweißwicklung gelangt und beim Einschalten des Schweißstromes durch Dampf- oder Blasenbildung eine ordnungsgemäße Verschweißung verhindert wird.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß das Medium, insbesondere Wasser, von der Schweißzone mit der Heizwicklung zuverlässig ferngehalten werden kann. Die Anordnung soll einen kostengünstigen Aufbau aufweisen und in einfacher Weise zu handhaben sein. Der Material-, Raum- und Gewichtsbedarf sollen auf ein Minimum reduziert werden und eine dichte, den Sicherheitsanforderungen entsprechende Verbindung soll ohne aufwendige Vorrichtungen und Montagemaß nahmen folgen können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach dem im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die vorgeschlagene Anordnung zeichnet sich durch eine funktionssichere Konstruktion aus und ermöglicht bei ein facher Handhabung problemlos die Herstellung der Schweißver bindung. Die Anordnung enthält wenigstens einen an dem einen Rohrende festlegbaren Ringkörper, mit welchem der Rohrquer schnitt zumindest teilweise derart absperrbar ist, daß die in der Rohrleitung sich ansammelnde Restmenge des flüssigen Mediums, und zwar insbesondere Wasser, nicht in die Schweiß zone gelangen kann. Der Ringkörper ist zweckmäßig zumindest in das eine Rohrende einsetzbar und weist einen Innendurch messer auf, welcher um einen vorgegebenen Betrag kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres, wobei zwischen der Außenfläche des Ringkörpers und der Innenfläche des Rohres eine Abdichtung erfolgt. Hierzu sind zweckmäßig Dichtlippen an der Außenfläche des Ringkörpers angeordnet, welche problemlos den erforderlichen Toleranzausgleich schaffen. Der Ringkörper kann zusätzlich oder alternativ auch ein Sperr element aufweisen, mit welchem der gesamte Querschnitt der Rohrleitung vorläufig abgesperrt werden kann. Dieses Sperrelement kann beispielsweise als eine Kunststoffolie oder als ein Berstelement ausgebildet sein, wobei zweckmäßig Soll- Bruchstellen vorgesehen sind. Wird die Rohrleitung erneut von der Flüssigkeit beaufschlagt, so wird das Sperrelement vom Flüssigkeitsdruck zerstört. Der Ringkörper und/oder das Sperrelement verhindern bei der Durchführung der Reparatur maßnahmen das Eindringen von Restmengen der Flüssigkeit in den Bereich der Heizwicklung, so daß die Verschweißung quasi ungestört durch derartige nachteilige Einflüsse in bekannter Weise durchführbar ist, um eine funktionssichere und dichte Verbindung zu gewährleisten.

Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung mit einem symmetrischen Ringkörper vor dem Verschweißen,

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1, jedoch nach dem Verschweißen der Elektro-Schweißmuffe,

Fig. 3 vergrößert den Ringkörper gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Ringkörpers mit einem Sperrelement,

Fig. 5, 6 die Anordnung mit dem Ringkörper gemäß Fig. 4 vor dem Schweißen und nach Beaufschlagung der Rohr leitung mit Wasser,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Ringkörpers mit einem als Berstscheibe ausgebildeten Sperr element,

Fig. 8 die Anordnung mit dem Ringkörper gemäß Fig. 7 nach der Beaufschlagung der Rohrleitung mit Wasser,

Fig. 9, 10 eine weitere Ausführungsform der Anordnung mit einem am Ringkörper befestigten Sperrelement vor bzw. nach Beaufschlagung der Rohrleitung mit Wasser.

Fig. 1 zeigt ein Rohrende 2 einer beschädigten Rohrleitung und ein zweites Rohrende eines kurzen Rohrteils 4, auf welches eine Elektro-Schweißmuffe 6 geschoben ist. Es sei einmal davon ausgegangen, daß die Trennebene 8 des Rohrteils 4 eine Symmetrieebene darstellt, bezüglich welcher rechts die in Fig. 1 dargestellte Anordnung noch einmal vorhanden ist. Das dann rechts der Trennebene 8 liegende andere, hier nicht dargestellte Rohrende war ursprünglich einteilig mit dem Rohrende 2 und nach einer Beschädigung wurde ein entsprechen des Stück aus dem Rohr herausgeschnitten und durch das Rohrteil 4 ersetzt. Es sei ferner davon ausgegangen, daß das genannte Rohr, dessen Rohrende 2 hier zu sehen ist, ebenso wie das Rohrteil 4 hinreichend flexibel ist, und daß ein Ringkörper 10 in der dargestellten Weise zwischen das Rohrende 2 und das Rohrteil 4 sowie spiegelbildlich zur Trennebene 8 ein gleicher Ringkörper auf der anderen Seite zwischen das Rohrteil 4 und das dort vorhandene andere Rohrende eingesetzt werden kann. Dies gilt beispielsweise für genormte Kunststoffrohre aus Polyäthylen bis zu einem Außen durchmesser von 63 mm. Wenn das Kunststoffrohr keinen größeren Außendurchmesser aufweist und/oder keine hinrei chende Flexibilität besitzt, gelangt ein modifizierter Ringkörper gemäß den anderen Ausführungsformen zum Einsatz. Zur Vereinfachung wird nachfolgend vom Rohrteil 4 gesprochen, auch wenn der Ringkörper 10 natürlich nur in dessen Rohrende eingesetzt wird.

Der Ringkörper 10 enthält in der Mitte seiner Längser streckung ein Halteteil 12, welches in einen Spalt zwischen den axialen Stirnkanten des Rohrendes 2 und des Rohrteiles 4 hineinragt. Das Halteteil 12 weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Rohraußendurchmesser, so daß die Elektro-Schweißmuffe 6, welche als Überschiebmuffe ausgebil det ist, darübergeschoben werden kann, wie es aus Fig. 2 unmittelbar ersichtlich ist. Der Ringkörper 10 erstreckt sich bezüglich des genannten Spaltes bzw. des Halteteiles 12 symmetrisch sowohl in das Rohrende 2 als auch in das Rohrteil 4. Das Halteteil 12 ist zwar zweckmäßig als ein über den Umfang geschlossener Ring ausgebildet, doch kann es gleich wohl auch durch einzelne radial gerichtete Stege gebildet sein. Mit dem Halteteil 12 wird das ordnungsgemäße Einsetzen des Ringkörpers 10 in das Rohrende 2 und das Rohrteil 4 erleichtert und darüber hinaus die dargestellte definierte Ausrichtung gewährleistet.

Der derart symmetrisch ausgebildete und sowohl in das Rohrende 2 als auch in das Rohrteil 4 eingesetzte Ringkörper 10 weist außen eine Anzahl ringförmiger Dichtlippen 14, 16 auf, mittels welchen eine dichte Anlage an den Innenflächen 18, 20 des Rohrendes 2 bzw. des Rohrteiles 4 erreicht wird. Der Ringkörper 10, in welchen die Dichtlippen 14, 16 ebenso wie das Halteteil 12 integriert sind, besteht aus einem flexiblen Werkstoff, und zwar insbesondere dem gleichen Kunststoff wie das Rohr 2 bzw. das Rohrteil 4. Die Dicht lippen 14, 16 ermöglichen unter Berücksichtigung ihrer Dimensionierung nicht nur eine zuverlässige Abdichtung zur Innenfläche, sondern auch einen guten Toleranzausgleich. Der Außendurchmesser der Dichtlippen 14, 16 ist vor dem Einsetzen in das Rohrende 2 bzw. das Rohrteil 4 größer als der Innen durchmesser 22 der genannten Innenflächen. Wie ferner der Zeichnung zu entnehmen ist, weist hingegen der Ringkörper 10 einen Innendurchmesser 24 auf, welcher um einen vorgegebenen Betrag kleiner ist als der Innendurchmesser 22 der Innen flächen 18, 20 bzw. des Rohrendes 2 sowie des Rohrteiles 4.

Gelangen nun Restmengen der in dem Rohrende 2 vorhandenen oder in dieses durch eine Leckage eintretenden Flüssigkeit in den Bereich des Ringkörpers 10, so verhindert dieser das Herausfließen und das Eindringen in die Schweißzone, wenn die Schweißmuffe 6, ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Position, in die Position gemäß Fig. 2 geschoben ist. Das Verschweißen kann folglich ungehindert und mit der erforder lichen Sicherheit durchgeführt werden. Der Ringkörper 10 ist ein Montagehilfsmittel, um das Eindringen von Flüssigkeit in die Schweißzone zu verhindern. Nach der Herstellung der Schweißverbindung zwischen der Elektro-Schweißmuffe 6 und dem Rohrende 2 sowie dem Rohrteil 4 bleibt der Ringkörper 10 als "verlorenes" Bauelement in der derart reparierten Rohrleitung sitzen. Aufgrund des Halteteils 12 hält der Ringkörper 10 seine dargestellte Position ein und es wird verhindert, daß er von dem strömenden Medium mitgenommen wird und eventuelle Funktionsstörungen in nachgeschalteten Ventilen, Armaturen oder dergleichen verursachen könnte.

Fig. 3 zeigt vergrößert den Ringkörper 10, welcher bezüglich seiner Mittelebene 26 symmetrisch ausgebildet ist und an seiner Außenfläche 28 zu beiden Seiten der genannten Mittelebene 26 drei Dichtlippen 14 aufweist. Diese Dicht lippen 14 besitzen einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt, wobei die der Mittelebene 26 nächstliegende Seite im wesentlichen parallel zur Mittelebene 26 angeordnet ist. Durch die Schrägstellung der Dichtlippen 14 wird das Einsetzen des Ringkörpers 10 in das Rohrende bzw. das Rohr teil erleichtert. Mit einer strichpunktierten Linie 30 ist die Innenfläche des Rohrendes bzw. Rohrteils angedeutet und es ist ersichtlich, daß beim Einsetzen die Dichtlippen 14 sich an die Innenfläche anpassen und somit eine gute Abdich tung ergeben. Besonders zweckmäßig ist die Ausbildung der jeweils an den Enden 32, 33 vorgesehenen Dichtlippen 16 mit konischen Innenwänden 34. Die theoretische Konusspitze der genannten Wände 34 liegt zweckmäßig im Inneren des Ring körpers 10, wobei durch die Vorgabe dieses Konus bzw. Öffnungswinkels 36 die Strömungsbedingungen für das Medium optimiert werden. Wichtig ist ferner, daß die freien Enden der Dichtlippen 16 vor dem Einsetzen in das Rohrende oder Rohrteil dessen Innenfläche überragen, wie es gemäß der strichpunktierten Linie 30 zu sehen ist. Der Außendurchmesser 38 der Dichtlippen 16 an deren freien Ende ist größer als der Durchmesser der Innenfläche gemäß der Linie 30, jedoch in zweckmäßiger Weise kleiner als der maximale Durchmesser der anderen Dichtlippen 14. Aufgrund dieser Dimensionierung wird sichergestellt, daß einerseits das Einsetzen des Ringkörpers 10 aufgrund der Dichtlippen 16 nicht erschwert wird und andererseits aber die Dichtlippen 16 zur Abdichtung bereits einen wesentlichen Beitrag liefern. Die sich in Richtung zur Mittelebene 26 anschließenden Dichtlippen 14 erhöhen er heblich die Sicherheit, wobei wenigstens eine derartige Dichtlippe vorhanden sein soll.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Ringkörpers 10, welche am Halteteil 12 endet. Auf der freien Stirnfläche des Halteteils 12 ist ein Sperrelement 40, insbesondere durch Schweißen oder Kleben, dicht angeordnet. Das Sperrelement 40 wird insbesondere von einer dünnen Kunststoffolie gebildet.

Fig. 5 zeigt den in das Rohrende eingesetzten, asymetrischen Ringkörper 10 gemäß Fig. 4 zusammen mit dem Rohrteil 4 und der Schweißmuffe 6. Diese Ausführungsform des Ringkörpers 10 gelangt besonders dann zum Einsatz, wenn das Rohrende 2 und entsprechend das Rohrteil 4 weniger flexibel sind und das oben erwähnte Aufbiegen zum Einsetzen des Ringkörpers und des Rohrteiles nicht ohne weiteres möglich ist. Zur Montage wird lediglich das defekte Rohrstück herausgeschnitten und in das Rohrende 2 sowie das hier nicht dargestellte andere Rohrende jeweils der Ringkörper 10 mit dem Sperrelement eingesetzt. Nachfolgend kann das Rohrteil 4, auf welches zuvor die beiden Schweißmuffen geschoben wurden, quer zur Längsachse der Rohrleitung eingesetzt werden, ohne daß eine Deformation notwendig wird.

Fig. 6 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 5 nach erfolgter Positionierung der Schweißmuffe 6 und deren Verschweißung mit dem Rohrende 2 und dem Rohrteil 4. Das nachfolgend in der Rohrleitung wiederströmende Medium hat die Kunststoffolie des Sperrelements 40 aufgerissen, und zwar zweckmäßigerweise entlang von sternartig angeordneten Soll-Bruchstellen, so daß in der dargestellten Weise einzelne Lappen 42 noch vorhanden sind, welche aber das strömende Medium praktisch nicht beeinträchtigen. Es darf festgehalten werden, daß die erwähnten Soll-Bruchstellen das Sperrelement in Strömungs richtung nicht vollständig durchdringen, sondern lediglich eine Schwächung der Wanddicke des Sperrelements 40 darstellen und den Durchtritt des Mediums verhindern, solange dies ohne Druckbeaufschlagung an das Sperrelement heranfließt. Erst wenn die Rohrleitung freigegeben wird und dadurch ein hin reichender Fließdruck des Mediums wirksam ist, wird das Sperrelement zerstört.

Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausgestaltung des Ring körpers 10, wobei nunmehr das Sperrelement 40 als eine Berstscheibe ausgebildet ist. Das Sperrelement 40 ist integraler Bestandteil des Ringkörpers 10 mit Halteteil 12 und mit diesem aus einem einzigen Stück gefertigt. Mittels gestrichelten Linien 44 sind kreisförmige und sternförmige Soll-Bruchstellen angedeutet. Die hier in der Zeichenebene angedeuteten Soll-Bruchstellen liegen selbstverständlich um 90° zur Zeichenebene gedreht an der Innenfläche 46 und/oder Außenfläche 48 des Sperrelements 40. Auch hierbei gilt natürlich, daß diese Soll-Bruchstellen das Sperrelement 40 nicht vollständig durchdringen, sondern lediglich eine Querschnittsreduzierung darstellen, wobei infolge einer Druckbeaufschlagung das Sperrelement 40 entlang den Soll- Bruchstellen zerstört und entsprechend in kleine Stücke geteilt wird. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind nach der Druckbeaufschlagung die erwähnten kleinen Stückchen nicht mehr vorhanden, da sie von dem strömenden Medium weggespült wurden.

In Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform darge stellt, bei welcher das Sperrelement 40 als separates Bauteil mittels eines Klemmringes 50 am Halteteil 12 befestigt und dicht angeordnet ist. Hierbei kann das Sperrelement 40 aus einem anderen Werkstoff als der Ringkörper 10 mit dem Halteteil 12 bestehen. Diese Ausführungsform gelangt insbesondere dann zum Einsatz, wenn das Sperrelement aus einem Werkstoff besteht, welcher mit dem Ringkörper 10 bzw. dem Halteteil 12 weder durch Kleben noch durch Schweißen verbunden werden kann. So kann dieses Sperrelement 40 insbesondere aus einem wasserlöslichen Werkstoff bestehen. Derartige Werkstoffe können aus Stärke und/oder Eiweiß bestehen oder enthalten, wobei erst nach einer hinreichend langen Zeit die Auflösung durch das Wasser zu erfolgen hat. Die Lösbarkeit in Wasser muß sich über einen langen Zeitraum von zumindest einigen Stunden erstrecken, damit bei der Montage das eventuell auftreffende Wasser das Sperrelement nicht vor dem Verschweißen bereits zerstört und in die Schweißzone gelangt. Derartige wasserlösliche Stoffe bieten natürlich den nicht unerheblichen Vorteil, daß nachgeschal tete Armaturen, Sperrschieber oder dergleichen nicht durch Teile des Sperrelements in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können.

Bezugszeichen

2 Rohrende
4 Rohrteil
6 Schweißmuffe
8 Trennebene
10 Ringkörper
12 Halteteil
14, 16 Dichtlippe
18, 20 Innenfläche
22 Durchmesser von 18, 20
24 Innendurchmesser von 10
26 Mittelebene
28 Außenfläche
30 strichpunktierte Linie
32, 33 Endteile
34 konische Wand
36 Öffnungswinkel
38 Durchmesser von 16
40 Sperrelement
42 Lappen
44 gestrichelte Linie
46 Innenfläche von 40
48 Außenfläche von 40
50 Klemmkörper

Claims

1. Anordnung mit einer Elektro-Schweißmuffe zur Verbindung von Rohrenden aus schweißbarem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ringkörper (10) vorgesehen ist, welcher an wenigstens dem einen Rohrende (2) mittels eines Halteteils (12) festleg bar ist,
und daß der Ringkörper (10) einen kleineren Innendurchmesser (24) als das Rohrende (2) aufweist und/oder ein Sperrelement (40) enthält, welches nach der Herstellung der Schweißverbin dung vom Medium der Rohrleitung zerstörbar oder entfernbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (10) mit dem Halteteil (12) einteilig ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurch messer der Rohrenden (2, 4).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (12) ringförmig ausgebildet ist und/oder zwischen den Stirnflächen der mittels der Elektro-Schweiß muffe (6) verbundenen Rohrenden (2, 4) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (10) auf seiner Außen fläche (28) wenigstens eine Dichtlippe (14, 16) aufweist, wobei der Durchmesser der Außenfläche (28) kleiner ist als der Innendurchmesser (22) der Rohrinnenfläche (18, 20) und wobei der maximale Außendurchmesser der Dichtlippe (14, 16) größer ist als der genannte Innendurchmesser (22).

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (10) an wenigstens einem Endteil (32, 33) eine Dichtlippe (16) aufweist, deren der Längsachse zugekehrte Wand im wesentlichen konisch angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (10), das Halteteil (12) und die Dichtlippe (14, 16) aus einem einzigen Stück bestehen und insbesondere aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind wie die mit der Schweißmuffe (6) verbundenen Rohrenden (2, 4).

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (10) bezüglich einer Mittelebene (26) symmetrisch ausgebildet ist, welche durch das Halteteil (12) verläuft.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ringkörper (10) und/oder dem Halteteil (12) das, insbesondere aus einer Kunststoffolie bestehende, Sperrelement (40) dicht befestigt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (40) an dem Ringkörper (10) und/oder dem Halteteil (12) durch Kleben oder Schweißen oder mittels eines Klemmringes (50) befestigt ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (40) als eine in axialer Richtung dünne Scheibe ausgebildet ist, welche mit dem Ringkörper (10) und/oder dem Halteteil (12) einteilig aus gebildet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (40) Soll-Bruchstellen aufweist.