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Die
Erfindung bezieht sich auf Rohre, die aus biaxial orientiertem thermoplastischem
Material hergestellt sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
die Art und Weise, in der eine integrierte Muffe an derartigen Rohren
angebracht wird, so daß Rohre miteinander über Muffenverbindungen
gekuppelt werden können,
um auf diese Weise eine Rohrleitung, z.B. zum Transport von Wasser,
Gas usw., zu bilden.
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WO
95/25626 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines biaxial
orientierten Kunststoffrohrs, bekannt auch als biaxial gerecktes
Rohr. Bei diesem Verfahren hat das gereckte Rohr einen gleichförmigen Querschnitt über seine
gesamte Länge,
d.h. eine gleichförmige
Wanddicke und einen gleichförmigen Durchmesser,
und besitzt ferner ein gleichförmiges Ziehverhältnis auf
seiner gesamten Länge,
gesehen in axialer und tangentialer (Umfangs-) Richtung des Rohres.
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WO
97/33739, worauf der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 12 beruht, beschreibt
ein Verfahren für
die Herstellung eines Rohres aus biaxial orientiertem thermoplastischem
Material, welches Rohr einen Rohrkörper und eine integrierte Einsteckmuffe
an einem oder beiden seiner Enden aufweist. Dieses bekannte Verfahren
arbeitet auf der Grundlage eines vorgefertigten Rohres aus biaxial
orientiertem thermoplastischem Material, das z.B. unter Verwendung des
in WO 95/25626 beschriebenen Verfahrens gebildet werden kann. Dieses
Rohr wird sodann einem Muffenformvorgang mit Hilfe einer Muffenformvorrichtung
unterzogen, welche Muffenformvorrichtung einen Muffenformdorn umfaßt. Der
Muffenformdorn wird in das Innere eines Endteils des Rohres eingeführt, das
zuvor hergestellt worden ist, welcher Endteil, bei einer zweckmäßig erhöhten Temperatur,
zu einer Muffe geformt wird, wonach der Endteil gekühlt und
der Muffenformdorn aus dem Endteil entfernt wird.
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Das
Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist auch aus WO 97/10942 bekannt. Auch in diesem
Fall ist der Ausgangspunkt ein vorgefertigtes Rohr aus biaxial orientiertem
Kunststoffmaterial, welches Rohr mit einer integrierten Einsteckmuffe
versehen wird.
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Ungeachtet
aller Entwicklungen auf dem Gebiet der Herstellung von Rohren aus
biaxial orientiertem thermoplastischem Material und insbesondere auf
dem Gebiet der Bildung einer Muffe an einem derartigen Rohr zeigt
sich, daß die
Muffe eines Rohres dieser Art bei Belastungstests noch immer den
kritischen Teil des Rohres darstellt. Insbesondere zeigt sich, daß das Rohr
eher an der Muffe als im Rohrkörper
nachgibt, so daß von
daher die Muffe in unerwünschter
Weise die Belastungsaufnahmekapazität des Rohres einschränkt.
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Die
verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung haben das Ziel,
Maßnahmen
vorzuschlagen, die es ermöglichen,
ein Rohr der oben beschriebenen Art mit einer integrierten Muffe
an einem oder beiden Enden herzustellen.
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Nach
einem ersten Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verfahren
die Schritte umfaßt,
daß
- – beide
axiale Enden des unerwärmten
Endteils des Rohres fixiert werden,
- – der
fixierte Endteil auf eine zweckmäßige Muffenformtemperatur
in einem oder mehreren Schritten erwärmt wird, und
- – der
axial fixierte Endteil mit Hilfe eines Fluiddrucks im Inneren des
Endteils und/oder eines Vakuums auf der Außenseite des Endteils aufgeweitet
wird, welche Aufweitung ggf. schon während der Erwärmung des
Endteils beginnen kann.
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Dieses
Verfahren sieht demgemäß vor, daß der Endteil,
der aufzuweiten ist, an beiden axialen Enden des betreffenden Endteils
fixiert wird. Dieses Fixieren bewirkt, daß es beim Erwärmen des
Endteils unmöglich
ist, daß irgendein
unkontrolliertes Schrumpfen des Endteils in axialer Richtung eintritt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird eine Muffenformvorrichtung mit einem Muffenformdorn des aufweitbaren
Typs verwendet, der in den unerwärmten
Endteil hineinpaßt,
wobei das Verfahren ferner die Schritte umfaßt, daß
- – der Muffendorn
nach oder schon während
der Aufweitung des erwärmten
Endteils aufgeweitet wird, vorzugsweise ohne daß der Muffenformdorn einen
nennenswerten Druck auf den Endteil ausübt,
- – der
innere Fluiddruck und/oder das äußere Vakuum
auf dem Endteil abgelassen wird, so daß der Endteil auf den aufgeweiteten
Muffenformdorn aufschrumpft und der Endteil die gewünschte Form
der Muffe annimmt,
- – der
Endteil gekühlt
wird, bis der Endteil maßstabil
ist, und
- – der
Muffendorn zurückgezogen
wird, wonach der Muffenformdorn aus dem Endteil entfernt wird.
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Bei
diesem Verfahren wird die Formgebung, insbesondere die Innenformgebung,
der Muffe somit unter Verwendung eines aufweitbaren Dorns erreicht,
jedoch wird die Kraft, die für
die Aufweitung des Endteils erforderlich ist, nicht oder nur kaum
von dem Dorn geliefert. Dies vermeidet jede Art von Problemen, wie
etwa eine unerwünschte örtliche
Veränderung
im Reckverhältnis
des Endteils, eine unerwünschte örtliche Überlastung
des Endteils und eine Beschädigung
des Endteils (hauptsächlich
an der Stelle von Nähten
zwischen den Elementen des Dorns).
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Nach
seinem zweiten Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 12 vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß – nachdem
der Muffenformdorn in den Endteil des Rohres eingeführt worden
ist und vor der Kühlung des
Rohrteils, das zu einer Muffe verformt worden ist, – der Endteil
des Rohres oder ein ringförmiger
Bereich des Endteils in einer im wesentlichen stationären Position
an einem seiner axialen Enden gehalten wird und daß das andere
axiale Ende des Rohres in axialer Richtung in Bezug auf das stationäre axiale Ende
durch eine der Muffenformvorrichtung zugeordnete Verschiebeeinrichtung
verschoben wird, derart, daß der
Endteil, oder dessen betreffender ringförmiger Bereich, in axialer
Richtung gelängt
wird.
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Der
zweite Aspekt der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei den
bekannten Verfahren, z.B. den in WO 97/33739 und WO 97/10942 beschriebenen,
die axiale Orientierung, bekannt auch als axiale Reckung, des Kunststoffmaterials
in der Muffe und/oder im Übergangsbereich
von der Muffe zum Rohrkörper
unzulänglich
kontrolliert wird. Bei den bekannten Verfahren tritt ein Verlust
an axialer Reckung ein, unter anderem weil durch die Erwärmung des
Endteils das Kunststoffmaterial in seinen nicht orientierten Zustand,
zumindest in axialer Richtung, zurückkehren kann. Des weiteren
erfolgt bei den bekannten Verfahren der Verlust durch die Kompressionskraft,
die auf das erwärmte
Rohr ausgeübt wird,
wenn es auf den Muffenformdorn aufgeschoben wird.
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Die
bekannten Verfahren zeigen keinen praktischen Weg zur Kontrolle
dieses Verlustes im Reckverhältnis
auf, und infolge dessen ist das letztendliche axiale Reckverhältnis des
Kunststoffmaterials in der Muffe veränderlich. Dieses führt zu einem Verlust
in der Qualität
des Rohres mit Einsteckmuffe, das letztendlich hergestellt wird.
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Der
zweite Aspekt der Erfindung macht es möglich, eine unerwünschte Abnahme
des axialen Reckungsverhältnisses
in der Anfangsphase des Muffenformvorgangs in einem späteren Stadium
auszugleichen. Dies bedeutet, daß das axiale Reckungsverhältnis in
der Muffe des Rohres, das letztendlich hergestellt wird, zumindest
durchgehend den gewünschten
Wert aufweist und darüber
hinaus innerhalb verhältnismäßig enger
Grenzen liegt, die im voraus festgelegt werden. Es ist dabei möglich sicherzustellen,
daß das
Kunststoffmaterial der Muffe ein axiales Reckungsverhältnis aufweist,
das mit dem axialen Reckungsverhältnis
des Rohrkörpers
identisch ist, oder es kann, wie es häufig bevorzugt wird, größer sein
als das axiale Reckungsverhältnis
des Rohrkörpers.
Dieses ermöglicht
es, das Ausmaß der axialen
Reckung genau zu kontrollieren.
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Es
ist zu vermerken, daß das
Rohr, das vorher hergestellt worden ist, von der in WO 97/33739 und
WO 97/10942 beschriebenen Art mit einem Querschnitt sein kann, der
gleichförmig über seine gesamte
Länge ist,
und mit einer gleichförmigen
Reckung in axialer Richtung und tangentialer Richtung auf seiner
gesamten Länge.
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Jedoch
ist es im Kontext der vorliegenden Anmeldung auch vorstellbar, und
möglicherweise
sogar vorteilhaft, auf der Basis eines vorgefertigten Rohres aus
biaxial orientiertem Kunststoffmaterial zu arbeiten, bei dem der
Endteil, der zu einer Muffe verformt werden soll, eine größere Wanddicke
als der übrige
Teil des Rohres aufweist. Die Wanddicke des Endteils kann dabei
gleichförmig
sein. Es ist aber auch denkbar, daß sich der Endteil aus einer
Mehrzahl ringförmiger
Bereiche mit unterschiedlichen Wanddicken zusammensetzt.
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Im
Kontext der vorliegenden Erfindung ist es auch denkbar, daß der Endteil
des vorgefertigten Rohres aus biaxial orientiertem Kunststoffmaterial, der
zu einer Muffe verformt werden soll, ein unterschiedliches axiales
Reckungsverhältnis,
z.B. ein größeres axiales
Reckungsverhältnis
als der übrige Teil
des Rohres aufweist.
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Verfahren
zur Herstellung eines Rohres aus biaxial orientiertem Kunststoffmaterial,
wie in den obigen Abschnitten angegeben, sind in der Anmeldung PCT/NL00/00138
der Anmelderin beschrieben, die keine Vorveröffentlichung darstellt.
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Die
Muffe, die man erreicht, kann eine komplizierte Form aufweisen.
Beispielsweise können Umfangswellungen
von verschiedenem Durchmesser vorhanden sein, die auf der Innenseite
des Rohres Umfangszonen von verschiedenem Durchmesser bilden. Es
ist ferner möglich,
daß die
Wanddicke der Muffe, in Längsrichtung
des Rohres gesehen, variiert und an zweckmäßigen Stellen, z.B. denjenigen, die
schweren Belastungen ausgesetzt sind, dicker ist als an anderen
Stellen.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
ist vorgesehen, daß der
Endteil des Rohres, das zuvor herstellt worden ist – von seiner
Endfläche
aus gesehen – eine
Mehrzahl ringförmiger
Bereiche, die aneinandergrenzen, und eine Wanddicke aufweist, die
sich von einem ringförmigen
Bereich zu dem angrenzenden ringförmigen Bereich verändert, in
welchem Fall bei einer Mehrzahl ringförmiger Bereiche die Wanddicke
größer ist
als die Wanddicke des Rohrkörpers. Die
Wanddicke des Endteils kann somit mehrere Werte aufweisen, die sich
von der Wanddicke des Rohrkörpers
unterscheiden, in Abhängigkeit
von dem Muffenformvorgang, der noch durchzuführen ist, und von den Anforderungen,
die an die Muffe gestellt werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein ringförmiger
Bereich, der eine größere Wanddicke
als der Rohrkörper
aufweist, vorgesehen, der während
des Muffenformvorgangs zu einer Nutwand verformt wird, die sich
nach außen
wölbt und
eine innere Nut in der Muffe begrenzt, die dazu bestimmt ist, einen
Dichtungsring aufzunehmen, wobei die Nutwand ein axiales Reckungsverhältnis aufweist,
das zumindest gleich dem des übrigen
Teils der Muffe ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in
schematischer Darstellung zeigen:
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1a–c im Schnitt eine Muffenformvorrichtung
und ein Rohr in verschiedenen Stufen der Formung einer Muffe an
einem vorgefertigten Rohr aus biaxial orientiertem thermoplastischem
Kunststoffmaterial in der durch den ersten Aspekt der Erfindung spezifizierten
Vorgehensweise,
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2a–d einen
Schnitt durch eine Muffenformvorrichtung und ein Rohr in verschiedenen Stufen
der Formung einer Muffe an einem vorgefertigten Rohr aus biaxial
orientiertem thermoplastischem Kunststoffmaterial in einer unterschiedlichen Vorgehensweise
nach dem ersten Aspekt der Erfindung,
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3a–c einen
Querschnitt durch eine Muffenformvorrichtung und ein Rohr in verschiedenen
Stufen der Formung einer Muffe an einem vorgefertigten Rohr aus
biaxial orientiertem thermoplastischem Kunststoffmaterial in einer
alternativen Vorgehensweise gemäß dem ersten
und zweiten Aspekt der Erfindung,
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4 einen
Querschnitt durch ein Rohr, das mit einer integrierten Muffe mit Übermaß versehen und
aus biaxial orientiertem thermoplastischem Kunststoffmaterial hergestellt
ist, und einen Stützkörper,
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5–8 einen
Querschnitt durch eine Muffenformvorrichtung und einem Rohr in verschiedenen
Stufen der Formung einer Muffe an einem vorgefertigten Rohr aus
biaxial orientiertem thermoplastischem Kunststoffmaterial in der
Vorgehensweise gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung.
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Ein
Verfahren des Anbringens einer integrierten Muffe an einem Rohr
aus biaxial orientiertem thermoplastischem Material, das vorher
hergestellt worden ist, wird nun unter Bezugnahme auf die 1a, 1b und 1c erläutert.
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Bei
diesem Verfahren ist der Ausgangspunkt ein abmessungsstabiles Rohr 50 aus
biaxial orientiertem thermoplastischem Material, das vorher hergestellt
worden ist, welches Rohr 50 bei dem vorliegenden Beispiel
einen Querschnitt und eine Wanddicke aufweist, die über seine
gesamte Länge
gleichmäßig sind.
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Bei
diesem Verfahren wird ein Stützköper 51 in
Hülsenform
in einen Endteil mit einem offenen Ende des Rohres 50 eingebracht,
wobei dieser Körper
einen Außendurchmesser
hat, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohrs 50 entspricht,
und eine wirksame Länge
aufweist, die größer ist
als die Länge
der Muffe, die zu formen ist. Es ist zu vermerken, daß die Stützhülse 51 nicht
hohl sein muß.
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Zusätzlich zu
der Stützhülse 51 umfaßt die in diesem
Fall verwendete Muffenformvorrichtung eine Form 52, die
um den Endteil des Rohres 50 zu liegen kommt, der innen
von der Stützhülse 51 abgestützt ist.
Die Form 52 hat eine Forminnenwand mit einer Form, die
genau der gewünschten
Form der Muffe entspricht, die herzustellen ist.
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Bei
diesem Beispiel besteht die Form 52 aus einer unteren Formhälfte 53 und
einer oberen Formhälfte 54.
Die Formhälften 53,54 können zueinander mit
Hilfe einer Verschiebeeinrichtung (nicht gezeigt) zwischen einer
zurückgezogenen
Stellung, in der die Formhälften 53,54 in
einem Abstand vom Endteil des Rohres 50 liegen, und einer
Klemmstellung, in der die Formhälften 53,54 die
axialen Enden des Endteils des Rohres 50 fest auf die Stützhülse 51 aufklemmen,
verschoben werden. In dieser Klemmstellung begrenzen die beidseitig
aneinandergrenzenden Formhälften 53,54 eine
Innenwand der Form der Muffe, die zu bilden ist.
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Die
Formhälften 53,54 klemmen
den Endteil des Rohres 50 an beiden axialen Enden des Endteils fest
auf die Stützhülse auf,
so daß diese
axialen Enden fixiert sind.
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Wie
vorgezogen wird, ist die Stützhülse 51 an
der Stelle, an der der Endteil des Rohres 50 fixiert ist,
mit einem Relief oder anderen reibungsverstärkenden Eigenschaften ausgestattet,
um die Festlegung zu unterstützen.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein Gummi-O-Rnig 60,61 an
jeder dieser Stellen in einer Umfangsnut in der Stützhülse 51 angeordnet.
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Erst
wenn diese Fixierung durchgeführt
worden ist, wird der Endteil auf eine zweckmäßige Muffenformtemperatur erwärmt, ggf.
in einer Anzahl von Schritten.
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Bei
diesem Beispiel sind Kanäle 55,56 mit zugehörigen Verbindungen 57a,b und 58a,b in
den Formhälften 53,54 zwecks
Herstellung eines Flüssigkeitsumlaufs
durch die Kanäle 55,56 vorgesehen.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel ist ferner ein Umlaufkanal 59 für einen
kontrollierbaren Flüssigkeitsumlauf
vorgesehen, der in der Stützhülse 51 vorhanden
sein soll.
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Durch
den Umlauf einer heißen
Flüssigkeit, z.B.
Wasser bei 95°,
durch die Kanäle 55,56 und 59 ist
es möglich,
daß der
Endteil des Rohres 50, der auf der Stützhülse 51 fixiert worden
ist, auf die zweckmäßige Muffenformtemperatur
erwärmt
wird.
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Es
ist zu vermerken, daß,
wie in den 1a und 1b gezeigt
ist, die Erwärmung
des Endteils im wesentlichen auf den Abschnitt bezogen ist, der zu
der Muffe zu verformen ist. Bewußt findet keine Erwärmung dort
statt, wo dasjenige axiale Ende des Endteils, das von dem freien
Ende des Rohres abgewandt ist, in den Figuren am O-Ring 60,
fixiert ist. Das Nicht-Erwärmen
dieser Zone verhindert eine Schädigung
des Rohres 50 an dieser Stelle.
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Die
Stützhülse 51 ist
ferner mit einem Zuführungskanal 62 für ein Druckfluid,
der an der äußeren Oberfläche der
Stützhülse 51 ausmündet, und
vorzugsweise auch mit einem Auslaßkanal 63 für das Druckfluid
versehen, der in dieser äußeren Oberfläche liegt.
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Wenn
der Endteil ausreichend erwärmt
worden ist, wird ein Druckfluid, z.B. eine Druckflüssigkeit, zwischen
die Stützhülse 51 und
den Endteil über
den Kanal 62 gedrückt,
derart, daß sich
der Endteil aufweitet. Sodann wird ein Umlauf der Flüssigkeit
in dem Raum, der dann zwischen der Stützhülse 51 und dem Endteil
hergestellt worden ist, unter Benutzung des Kanals 63 gebildet.
Die Flüssigkeit
ist vorzugsweise erwärmt.
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Die
Aufweitung des Endteils wird fortgesetzt, bis der Endteil an der
Innenwand der Form 52 zu liegen kommt und somit die gewünschte Form
der Muffe angenommen hat.
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Sodann
wird der Endteil gekühlt,
wobei der Innendruck im Endteil aufrechterhalten wird, bis der Endteil
maßstabil
geworden ist. Die Kühlung
wird vorzugsweise durch den Umlauf von Kühlflüssigkeit, z.B. kaltem Wasser, über die
Kanäle 62,63 durchgeführt. Gegebenenfalls
wird die Temperatur dieser Flüssigkeit
allmählich
verringert. Durch die Kanäle 55,56 und 59 zirkuliert
ebenfalls Kühlflüssigkeit.
Bei diesem Vorgang wird vorgezogen, einen Innendruck, der so bemessen
ist, daß der
Endteil an der Innenwand der Form 52 angedrückt bleibt,
während
des Kühlens
aufrechtzuerhalten. Gegebenenfalls wird der Druck bei der weiteren
Abkühlung
des Endteils erhöht,
um auf diese Weise einen Ausgleich für die zunehmende Festigkeit
des Kunststoffmaterials zu schaffen.
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Nachdem
der Endteil, der zu einer Muffe verformt worden ist, maßstabil
geworden ist, wird der Innendruck abgelassen, und die Form 52 kann
geöffnet werden.
Sodann wird das Rohr 50 aus der Form 52 herausgenommen,
und die Stützhülse 51 wird
aus dem Rohr 50 entfernt.
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Schließlich wird
die fixierte Zone 65 des Rohres 50, die an das
freie Ende angrenzt, (entlang der gestrichelten Linie 66 in 1c)
entfernt, so daß das Rohr 50 mit
integrierte Muffe fertiggestellt ist.
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Bei
einer Abwandlung des unter Bezugnahme auf die 1a–c beschriebenen
Verfahrens wird der Umlauf von Heizflüssigkeit in dem Raum zwischen
dem Endteil und der Form 52 zur Erwärmung des Endteils benutzt.
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Nach
einer weiteren Abwandlung ist es möglich, daß die Stützhülse in dem Bereich zwischen
den Fixierstellen des Endteils einen geringfügig kleineren Durchmesser als
der Innendurchmesser des Endteils aufweist, so daß ein Ringraum
zwischen der Stützhülse und
dem Endteil vorhanden ist. In diesem Fall ist es zum Erwärmen des
Endteils möglich,
eine heiße
Flüssigkeit
in diesem Raum umlaufen zu lassen, wobei die unter Druck stehende
Flüssigkeit
den Endteil an einer Schrumpfung hindert.
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Bei
einer weiteren Abwandlung werden die oben beschriebenen Varianten
kombiniert, so daß der
Endteil durch den Umlauf einer heißen Flüssigkeit sowohl auf der Innenseite
als auch auf der Außenseite
erwärmt
wird.
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Die
Flüssigkeitsschicht
auf der Innenseite und der Außenseite
des Endteils ermöglicht
auch eine genaue Kontrolle der Aufweitung des Endteils durch Regulierung
der Flüssigkeitszufuhr
zu dem Raum entlang der Innenseite des Endteils und des Flüssigkeitsaustritts
aus dem Raum zwischen dem Endteil und der Form während des Aufweitens. Insbesondere
kann diese Regulierung auf der Grundlage des Druckes der Flüssigkeit
durchgeführt
werden.
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Ein
bevorzugtes Verfahren zum Anbringen einer Muffe an einem Rohr, das
zuvor von biaxial orientiertem Kunststoffmaterial hergestellt worden
ist, wird nun unter Bezugnahme auf die 2a–d beschrieben.
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Bei
diesem Verfahren wird von einem Muffenformdorn 110 in Kombination
mit einer Form 120 Gebrauch gemacht, die um den Endteil
des Rohres 100 herum angebracht ist.
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Der
Muffenformdorn 110 hat die aufweitbare Ausführung mit
Formelementen 111, die zwischen einer zurückgezogenen
Stellung und einer aufgeweiteten Stellung verschoben werden können. Bei
diesem Beispiel sind die Formelemente 111 mit einer Wulst 112 versehen,
die dazu dient, eine Innennut zur Aufnahme eines Dichtungsrings
in der Muffe zu bilden, die letztendlich zu formen ist. An der Vorderseite
ist der Muffenformdorn 110 mit einem stabilen Stützteil 114 versehen,
in dem sich ein O-Ring 115 befindet, wie
zuvor beschrieben. Auch an der Rückseite
ist ein Stützteil 116 vorhanden.
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Die
Form 120 setzt sich aus zwei Formhälften 121 und 122 zusammen,
die sich zueinander bewegen können,
wie es in Verbindung mit den Formhälften 53,54 beschrieben
worden ist.
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Bei
diesem Verfahren wird so vorgegangen, daß der Muffenformdorn 110 in
den unerwärmten Endteil
mit im zurückgezogenen
Zustand befindlichen Formelementen 111 eingeführt wird.
Sodann werden die Formteile 121 und 122 auf dem
Endteil in Position gebracht, so daß der Endteil an seinen beiden
axialen Enden zwischen den Formteilen 121 und 122 einerseits
und den Stützteilen 114 und 116 des Dorns 110 andererseits
eingeklemmt ist. Die Klemmung ist derart, daß die Enden des Endteils des
Rohres 100 fixiert sind.
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Der
Muffenformdorn 110 ist mit einem Zuführungskanal 117 und
einem Auslaßkanal 118 versehen,
die für
den Umlauf eines Fluids in dem Raum zwischen den Formelementen 111 und
dem Endteil verwendet werden können.
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Die
Formteile 121,122 sind mit inneren Kanälen 123,124 für einen
Umlauf von Flüssigkeit
durch die Formteile 121 und 122 versehen, so daß die Temperatur
der Formteile 121,122 gesteuert werden kann. Des
weiteren ist die Form 120 mit einem Zuführkanal 125 und einem
Auslaßkanal 126 versehen, die
für den
Umlauf eines Fluids in dem Raum zwischen dem Endteil und einer Innenwand 127 der Form 120 verwendet
werden können.
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Bei
diesem Beispiel entspricht die Form der Innenwand 127 annähernd der
gewünschten
Form der Muffe, die zu formen ist, so daß auch eine Nut 128 in
der Innenwand 127 ersichtlich ist.
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Bei
einer Abwandlung, die nicht gezeigt ist, wird eine Form, deren Formwand
die gleiche Form wie die herzustellende Muffe aufweist, nicht verwendet,
sondern statt dessen wird ein Kammerglied mit einer Kammerwand verwendet,
die in signifikanter Weise in Bezug auf die Muffe, die letztendlich
herzustellen ist, überdimensioniert
ist.
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In
dem in 2a gezeigten Zustand wird die Erwärmung des
Endteils begonnen. Dies findet vorzugsweise dadurch statt, daß eine heiße Flüssigkeit sowohl
in dem Raum zwischen dem Muffenformdorn 110 und dem Endteil
als auch in dem Raum zwischen dem Endteil und der Form 120 zirkuliert
wird. Diese Flüssigkeit
wird vorzugsweise allmählich
auf nahe der gewünschten
Muffenformtemperatur erwärmt.
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Während der
Erwärmung
oder ggf. danach wird die Aufweitung des Endteils durch entsprechende
Regulierung der Zufuhr von Flüssigkeit
zu den oben erwähnten Räumen durchgeführt, bis
der in 2b gezeigte Zustand erreicht
ist. In diesem Zustand liegt der Endteil an der Innenwand der Form 120 an.
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Sodann
werden die Formelemente 111 des Dorns 110 in ihre
aufgeweitete Stellung bewegt, so daß der in 2c gezeigte
Zustand erreicht wird.
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Der
Kontakt zwischen dem Endteil und dem Muffenformdorn 110 kann
nun durch Erzeugung eines Druckes zwischen der Form 120 und
dem Endteil verstärkt
werden. Es ist zu vermerken, daß es
auch vorteilhaft ist, einen Druck im Innenraum des Endteils aufrechtzuerhalten,
welcher Druck dann derart gewählt
werden muß,
daß der
Endteil am Dorn 110 zur Anlage kommt, jedoch nicht in die
Spalte zwischen den Muffenformelementen 111 eindringt.
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Bei
einer Abwandlung wird die Aufweitung des Dorns 110 bereits
während
der Aufweitung des Endteils begonnen, in welchem Fall es vorzuziehen ist,
daß der
Dorn 110 nicht kräftig
auf den Endteil an irgendeiner Stelle Druck ausübt.
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Durch
die Kühlung
des Endteils wird der Endteil maßstabil; diese Kühlung kann
unter Verwendung des Flüssigkeitsumlaufs
erreicht werden, auf den oben Bezug genommen wurde. Sodann werden die
Formelemente 111 des Dorns 110 zurückgezogen.
Nachdem die Festklemmung des Rohres aufgehoben worden ist, kann
auch der Muffenformdorn 110 herausgenommen werden, wie
es in 2d gezeigt ist. Schließlich wird
das äußerste axiale
Klemmende des Endteils entlang der Linie 130 entfernt.
Gegebenenfalls kann ein Dichtungsring sodann in die Muffe eingesetzt
werden.
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Alternative
Verfahren zum Anbringen einer integrierten Muffe an einem Rohr,
das zuvor von biaxial orientiertem thermoplastischem Material hergestellt
worden ist, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 3a,3b und 3c erläutert.
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Diese
Verfahren arbeiten auf der Basis eines zuvor hergestellten Rohres 70 aus
biaxial orientiertem thermoplastischem Material mit einer bei diesem Beispiel
gleichförmigen
Wanddicke und Reckung in axialer und Umfangsrichtung über die
gesamte Länge,
obgleich dieses nicht zwingend für
die Verfahren ist, die nun erläutert
werden.
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Bei
einem Verfahrensbeispiel wird eine Stützhülse 71 mit einem Durchmesser,
der in etwa dem Innendurchmesser des Rohres 70 entspricht, und
mit einer wirksamen Länge,
die größer ist
als die Länge
der Muffe, die zu formen ist, in einen Endteil eingesetzt, der ein
offenes Ende des Rohres 70 aufweist. Es ist zu vermerken,
daß die
Stützhülse 71 nicht
hohl sein muß.
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Zusätzlich zu
der Stützhülse 71 umfaßt die hier
verwendete Muffenformvorrichtung ebenfalls eine Form 72,
die um den Endteil des Rohres 70 zu liegen kommt, der innen
von der Stützhülse 71 abgestützt ist.
Die Form 72 hat eine Innenwand 75 mit einer Form,
die der gewünschten
Form der zu formenden Muffe entspricht.
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Bei
diesem Beispiels ist die Form 72 aus einer unteren Formhälfte 73 und
einer oberen Formhälfte 74 zusammengesetzt.
Die Formhälften 73,74 können zueinander
mit Hilfe einer schematisch angegebenen Antriebseinrichtung 80a,b zwischen
einer zu rückgezogenen
Stellung, in der sich die Formhälften 73,74 in
einem Abstand vom Endteil des Rohres 70 befinden, und einer
Klemmstellung, in der die Formhälften 73,74 den
Endteil des Rohres 70 fest an die Stützhülse 71 anklemmen,
verschoben werden. In dieser Klemmstellung begrenzen die beidseitig
aneinanderstoßenden
Formhälften 73,74 eine
durchgehende Innenwand 75, die die gleiche Form hat wie die
zu formende Muffe.
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Ein
wichtiges Detail der Stützhülse 71 und der
Form 72 besteht darin, daß die beiden Vorrichtungsteile
in axialer Richtung geteilt sind. Demgemäß hat die Stützhülse 71 einen
ersten Teil 71a und einen zweiten Teil 71b, die,
in axialer Richtung gesehen, hintereinander liegen und in axialer
Richtung zueinander verschoben werden können. Zu diesem Zweck ist eine
Verschiebeeinrichtung 81 vorgesehen, die in der Lage ist,
den Teil 71b in axialer Richtung zu verschieben. Des weiteren
haben auch der untere Formteil 73 und der oberen Formteil 74 einen
ersten Teil und einen zweiten Teil, die, in axialer Richtung gesehen,
hintereinander liegen und in axialer Richtung zueinander verschoben
werden können.
Diese Teile sind mit den Bezugszahlen 73a,73b und 74a,74b versehen.
Des weiteren sind Verschiebemittel 79 vorgesehen, die in
der Lage sind, die Formteile 73b,74b in axialer
Richtung in Bezug auf die Formteile 73a,74a zu
verschieben.
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Die
axiale Teilung liegt an der Stelle der Nut 76 in der Formwand 75,
welche Nut 76 die Nutwand 76a bildet, die in der
Muffe des Rohres 70 für
eine Nut 76b zu formen ist, in der ein Dichtungsring (nicht
gezeigt) aufgenommen wird.
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Als
Beispiel sei erwähnt,
daß die
Verschiebemittel, die in 3b aus
Gründen
der Klarheit weggelassen sind, hydraulische oder pneumatische Zylinder
sind, jedoch ist es offensichtlich auch möglich, andere Formen von Verschiebemitteln
vorzusehen.
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Die
ersten Teile 73a,74a der Formhälften 73,74 klemmen
den Endteil des Rohres 50 fest an den ersten Stützrohrteil 71a an
der Stelle desjenigen axialen Endes des Endteils an, das von dem
freien Ende des Rohres 70 abgewandt ist. Die zweiten Teile 73b,74b klemmen
in der Klemmstellung das andere axiale Ende des Endteils fest an
den zweiten Teil 71b der Stützhülse 71 an.
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Der
Endteil des Rohres 70 ist in der oben beschriebenen Weise
fixiert, wenn die Teile der Stützhülse 71a aneinander
anliegen, wobei die Teile der Formhälften 73,74 bei
dem vorliegenden Beispiel ebenfalls aneinander anliegen (vgl. 3a).
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Erst
wenn diese Fixierung hergestellt worden ist, wird der Endteil, ggf.
in einer Anzahl von Schritten, auf eine geeignete Muffenformtemperatur
erwärmt.
Die Erwärmung
kann z.B. in der gleichen Weise ausgeführt werden wie diejenige, die
unter Bezugnahme auf die 1a–b erläutert worden
ist. Als Beispiel wird heißes
Wasser durch die Form 72 über die Umlaufleitungen 78 zirkuliert.
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Wenn
der Endteil die gewünschte
Temperatur erreicht hat, werden diejenigen Teile der Stützhülse 71 und
der Formhälften 73,74,
die axial hintereinander liegen, auseinander bewegt, wie es in der
oberen Hälfte
der 3b ersichtlich ist. Bei diesem Vorgang, und dies
ist wichtig bei diesem Verfahren, wird die Fixierung der axialen Enden
des Endteils aufrechterhalten, mit dem Ergebnis, daß der Endteil
einer axialen Längung
unterzogen wird.
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Aus 3b ist
ferner ersichtlich, daß die Stützhülse 71 mit
einem Zuführkanal 82 für das Druckfluid,
der an der äußeren Oberfläche der
Stützhülse 71 ausmündet, und
vorzugsweise auch mit einem Auslaßkanal 83 für das Druckfluid
versehen ist, der an der besagten äußeren Oberfläche ausmündet.
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Bei
dem vorliegenden Verfahrensbeispiel wird fernerhin ein Druckfluid,
z.B. eine Druckflüssigkeit,
zwischen die Stützhülse 71 und
den Endteil über den
Kanal 82 gedrückt,
derart, daß der
Endteil expandiert. Sodann wird ein Umlauf der Flüssigkeit
in dem Raum, der sodann zwischen der Stützhülse 71 und dem Endteil
gebildet ist, unter Verwendung des Kanals 83 herbeigeführt. Die
Flüssigkeit
ist vorzugsweise erwärmt.
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Gleichzeitig
mit dieser Aufweitung des Endteils wird bei dem vorliegenden Beispiel
der axiale Abstand zwischen den Teilen der Stützhülse 71 und den Teilen
der Formhälften 73,74 allmählich reduziert.
Dies führt
dazu, daß der
Endteil an der Innenwand der Teile der Form 72 zu liegen
kommt, die nun wieder miteinander in Berührung stehen, und dadurch die
gewünschte
Form der Muffe erhält.
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Sodann
wird die Kühlung
des Endteils durchgeführt,
wobei der Innendruck im Endteil aufrechterhalten wird, bis der Endteil
maßstabil
ist. Sodann wird die Form geöffnet
und die Stützhülse 71 wird
aus dem Rohr 70 entfernt. Auch in diesem Fall wird ein ringförmiger Bereich 86,
der, vor der axialen Fixierung, zwischen den Formteilen 73b,74b und
dem Stützrohrteil 71b eingeklemmt
wurde, abgeschnitten oder in ähnlicher
Weise entfernt, so daß die
gewünschte
Muffe fertiggestellt ist.
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Falls
Gas für
die Aufweitung verwendet wird, wird vorgezogen, daß die Form
vorgeheizt wird. Des weiteren ist dann vorzuziehen, daß die Kühlung des verformten
Endteils zum Teil durch Kühlung
der Form durchgeführt
wird.
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Die
in den 3a,3b gezeigte
Vorrichtung kann auch bei einem Verfahren verwendet werden, das
zu einer Muffe führt,
deren axiales Reckungsverhältnis
im wesentlichen gleich dem axialen Reckungsverhältnis des Rohrkörpers ist.
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In
diesem Fall wird der Endteil des Rohres 70 in der Weise
fixiert, wie es oben beschrieben wurde, wenn die Teile der Stützhülse 71a,71b in
einem axialen Abstand voneinander liegen, wobei die Teile der Formhälften 73,74 ebenfalls
einen axialen Abstand voneinander einnehmen (vgl. oberen Teil der 3b).
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Erst
wenn diese Fixierung hergestellt worden ist, wird der Endteil, ggf.
in einer Anzahl von Schritten, auf eine geeignete Muffenformtemperatur
erwärmt.
Die Erwärmung
kann z.B. in der gleichen Weise wie diejenige erfolgen, die unter
Bezugnahme auf die 1a–b erläutert wurde.
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Wenn
der Endteil die gewünschte
Temperatur erreicht hat, können
diejenigen Teile der Stützhülse 71 und
der Formhälften 73,74,
die axial hintereinander liegen, zueinander in axialer Richtung
bewegt werden, wie es aus der unteren Hälfte der 3b ersichtlich
ist. Die Formwand 75 ist dann wiederum eine durchgehende
Wand.
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Aus 3b ist
ferner ersichtlich, daß die Stützhülse 71 mit
einem Zuführkanal 82 für das Druckfluid,
der an der äußeren Oberfläche der
Stützhülse 71 ausmündet, und
vorzugsweise auch mit einem Auslaßkanal 83 für das Druckfluid,
der an der besagten äußeren Oberfläche ausmündet, versehen ist.
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Des
weiteren wird bei diesem Verfahren ein Druckfluid, z.B. eine Druckflüssigkeit,
zwischen die Stützhülse 71 und
den Endteil über
den Kanal 82 gedrückt,
derart, daß der
Endteil 70 expandiert. Sodann wird die Flüssigkeit
in dem Raum, der dann zwischen der Stützhülse 71 und dem Endteil
gebildet ist, unter Verwendung des Kanals 83 zirkuliert.
Die Flüssigkeit ist
vorzugsweise erwärmt.
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Gleichzeitig
mit dieser Aufweitung des Endteils wird bei diesem Beispiel der
axiale Abstand zwischen den Teilen der Stützhülse 71 und den Teilen der
Formhälften 73,74 allmählich reduziert.
Eine zweckentsprechende Dimensionierung ermöglicht es, daß die Verringerung
in diesem axialen Abstand derart erfolgt, daß die Wand der Muffe keine
Veränderung
in der axialen Länge
unter Berücksichtigung der
Form der Nutwand 76a für
die Nut 76b für
den Dichtungsring in der Muffe erfährt.
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Das
Endresultat ist, daß der
Endteil an der Formwand 75 der Teile der Form 72 zu
liegen kommt, die nun miteinander in Berührung sind.
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Sodann
wird der Endteil gekühlt,
z.B. dadurch, daß der
Innendruck unter Verwendung von kaltem Wasser anstelle von heißem Wasser
erzeugt wird, wobei der Innendruck im Endteil aufrechterhalten wird,
bis der Endteil maßstabil
geworden ist.
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Dann
wird die Form 72 geöffnet
und die Stützhülse 71 aus
dem Rohr 70 entfernt. Auch in diesem Fall wird ein ringförmiger Bereich 86,
der vor der axialen Fixierung zwischen den Formteilen 73b,74b und
dem Stützrohrteil 71b festgeklemmt
wurde, abgeschnitten oder in ähnlicher
Weise entfernt, so daß die
gewünschte
Muffe fertiggestellt ist.
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Es
versteht sich, daß die
oben beschriebenen Verfahren, insbesondere die mit Bezug auf die 1–c und 3-c beschriebenen, auch angewandt werden können, um
eine Vorform der Muffe herzustellen, die letztendlich herzustellen
ist, welche Vorform sodann zu der Form der Muffe, die letztendlich
erwünscht
ist, in einem nachfolgenden Schritt oder Schritten verformt wird.
Z.B. ist es für
den Fachmann leicht zu erkennen, daß die oben beschriebenen Verfahren
angewandt werden können,
um ein Rohr 90 mit einer integrierten Vormuffe an einem
Ende, wie in 4 gezeigt, herzustellen. Wenn
diese Vormuffe maßstabil
ist, kann das Ende 92 entlang der Linie 93 entfernt
werden, so daß man
eine Muffe erhält,
die in Bezug auf die Muffe, die letztendlich gewünscht wird, überdimensioniert
ist. Sodann kann ein Muffenformdorn in diese überdimensionierte Muffe eingesetzt
werden, wobei dieser Dorn z.B. die aufweitbare Ausführung mit
Nutformelementen und/oder mit einem darauf befindlichen Dichtungsring
aufweisen kann, der in der endgültigen
Muffe aufgenommen werden soll. Wenn sich der Muffenformdorn in dieser überdimensionierten
Muffe befindet, kann die Vormuffe wieder erwärmt werden. Im Ergebnis schrumpft
die Vormuffe auf den Muffenformdorn. Bei diesem Vorgang wird vorzugsweise
ein äußerer Fluiddruck
auf die schrumpfende Muffe ausgeübt,
um zu gewährleisten,
daß die
Muffe mit dem Muffenformdorn an allen Punkten Kontakt hat. Nachdem
die Muffe gekühlt
worden ist, kann der Muffenformdorn aus der Muffe entfernt werden, ggf.
nachdem die Muffenformelemente des Dorns zurückgezogen worden sind.
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Bei
diesem Verfahren wäre
es auch möglich, daß die Stützhülse tiefer
in das Rohr durch den Muffenformdorn hineingedrückt und erst aus dem Rohr entfernt
wird, nachdem die endgültige
Muffe geformt worden ist. Ggf. können
die Stützhülse und
der Muffenformdorn eine einzige Einheit bilden, wie es bereits oben
beschrieben worden ist.
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Der
Muffenformdorn, der bei den hier beschriebenen Verfahren verwendet
wird, kann auch in der Weise ausgebildet sein, daß einerseits
eine Nut für
einen Dichtungsring in der Muffe geformt wird, in welche Nut ein
Dichtungsring ggf. unmittelbar eingesetzt werden kann, und daß andererseits
die Muffe in dem Bereich jenseits des Dichtungsrings, vom freien Ende
des Rohres aus gesehen, eine mehr oder wenige konische Form mit
dem kleinsten Durchmesser nahe dem Dichtungsring aufweist.
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Im
Ergebnis kann dasjenige Ende des anderen Rohres, das in die Muffe
einzusetzen ist, in die Muffe über
einen größeren Winkelbereich
eingesetzt werden.
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Ein
Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung eines Rohres aus biaxial
orientiertem thermoplastischem Material wird nun unter Bezugnahme auf
die 5 bis 8 erläutert, wobei dieses Rohr einen
Rohrkörper
und eine einstückig
geformte Einsteckmuffe an einem oder beiden seiner Enden aufweist.
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Der
Ausgangspunkt für
dieses Verfahren ist ein Rohr 1, das bereits aus biaxial
orientiertem thermoplastischem Material hergestellt worden ist,
welches Rohr 1 bei dem vorliegenden Beispiel einen gleichförmigen Querschnitt über seine
Länge und durchgehend
einen gleichförmigen
Grad der Reckung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung aufweist.
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Das
Rohr 1 wird einem Muffenformvorgang unter Verwendung einer
Muffenformvorrichtung unterzogen, von der diejenigen Teile, die
für die
Erfindung relevant sind, im einzelnen erläutert werden.
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Die 5 bis 8 zeigen
eine Stützhülse 2,
die einen Außendurchmesser
aufweist, der in etwa dem Innendurchmesser des Rohres 1 entspricht,
das zuvor hergestellt wurde. Die Länge der Stützhülse 2 ist zumindest
gleich der Länge
des offenen Endteils des Rohres 1, das während des
Muffenformvorgangs zu erwärmen
ist. Eine Heizeinrichtung, die nicht im einzelnen gezeigt und in
der Lage ist, einen Endteil des Rohres 1 – der an
einem Ende des Rohres 1 verläuft – in der Zone 3 auf
einen Temperatur zu erwärmen,
die für
die Bildung der Muffe geeignet ist, ist an der Stützhülse 2 angeordnet.
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In
einer Reihe mit der Stützhülse 2 liegend befindet
sich der Muffenformdorn 4 mit einem dazwischen liegenden
konischen Übergangsring 5.
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Der
Muffenformdorn 4 hat einen ersten Dornteil 6,
der sich an den Übergangsring 5 anschließt, und
einen zweiten Dornteil 7. Der zweite Dornteil 7 liegt
axial hinter dem ersten Dornteil 6.
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Bei
diesem Beispiel haben der erste und der zweite Dornteil 6,7 einen
glatten zylindrischen Außenumfang
mit dem gleichen Durchmesser, wobei dieser Durchmesser dem Innendurchmesser
der Muffe entspricht, die zu formen ist.
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Die
Stützhülse 2 bildet
eine einzige Einheit mit dem Übergangsring 5 und
dem ersten Dornteil 6, der an einer Stützplatte 9 über eine
Mittelstange 8 befestigt ist.
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Der
zweite Dornteil 7 kann auf der Stange 8 hin- und
herverschoben werden, derart, daß der zweite Dornteil 7 vom
ersten Dornteil 6 in axialer Richtung ein Stück wegbewegt
werden kann.
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Um
diese axiale Verschiebung durchzuführen, ist ein hydraulisches
Betätigungselement 10 vorgesehen,
das hierbei zwischen dem zweiten Dornteil 7 und der Stützplatte 9 angeordnet
ist. Offensichtlich kann die axiale Verschiebung auch unter Verwendung
einer Verschiebeeinrichtung in einer vollständig anderen Konstruktion durchgeführt werden.
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Des
weiteren ist eine anstellbare Fixiereinrichtung 11, die
bei diesem Beispiel zwei halbkreisförmige Rohrklemmglieder 12,
die um den Dornteil 7 angeordnet sind, und ein zugehöriges hydraulisches Betätigungselement 13 für jedes
Klemmglied 12 umfaßt,
am zweiten Dornteil 7 angebracht. Durch Anstellen der Betätigungsglieder 13 kann
der äußerste Ringbereich
eines Rohres 1, das auf den Dorn aufgeschoben worden ist,
an seinem Platz festgeklemmt und damit örtlich fixiert werden.
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Gegebenenfalls
ist es möglich,
eine weitere Fixiereinrichtung vorzusehen, die im Bereich des ersten
Dornteils 6 angeordnet ist. Diese Fixiereinrichtung könnte auch
am Übergangsring 5 oder
an der Stützhülse 2 nahe
dem Übergangsring 5 angeordnet sein.
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Der
Muffenformdorn 4 hat die aufweitbare Ausführung mit
einer Mehrzahl von Nutformelementen 15, die im wesentlichen
in radialer Richtung zum Einformen einer Nut an der Innenseite der
Muffe verschoben werden können.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein Konus 16 vorgesehen,
um den die Nutformelemente 15 angeordnet sind. Der Konus 16 kann auf
der Stange 8 mittels eines zugehörigen hydraulischen Betätigungselements 17 hin-
und herverschoben werden, so daß die
Nutformelemente 15 zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer aufgeweiteten
Stellung verschoben werden können. Es
ist zu vermerken, daß eine
Lösung
dieser Art bei Muffenformdornen in der aufweitbaren Ausführung allgemein
bekannt ist.
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Das
Verfahren, nach dem eine Muffe an dem Rohr 1 unter Verwendung
der Muffenformanlage angeformt wird, wird nun im einzelnen unter
Bezugnahme auf die 5–8 erläutert.
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Als
erstes wird der Endteil des Rohres 1, das Umgebungstemperatur
hat, auf die Stützhülse 2 aufgeschoben,
so daß der
Endteil innenseitig abgestützt ist.
Sodann wird die Heizeinrichtung (nicht gezeigt) aktiviert, so daß der Endteil
in der Zone 3 auf eine Temperatur erwärmt wird, die für das Formen
einer integrierten Muffe geeignet ist (vgl. 5). Als
Ergebnis der Erwärmung
kann eine axiale Schrumpfung des Endteils des Rohres stattfinden,
und dies führt
seinerseits zu einer Erhöhung
der Wanddicke des Endteils in diesem Stadium.
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Wenn
der Endteil die erforderliche Temperatur hat, wird der Endteil über den
Muffenformdorn 4 geschoben. Dies kann z.B. dadurch erreicht
werden, daß das
Rohr 1 zu der Stützplatte 9 hin
gedrückt
wird. Statt dessen ist es möglich,
daß die
Stützplatte 9 mit sämtlichen
an ihr angebrachten Komponenten zum Rohr 1 hin gedrückt wird.
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Der
Durchmesser des Endteils wird bei diesem Vorgang infolge dessen,
daß er über den Übergangsring 5 geführt wird,
gereckt.
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Der
Endteil wird soweit auf den Muffenformdorn 4 geschoben
(vgl. 6), daß ein äußerster Ringbereich
des Endteils, der in 6 mit 20 bezeichnet
ist, zwischen den Rohrklemmgliedern 12 und dem zweiten
Dornteil 7 zu liegen kommt. Als Ergebnis der sodann betätigten hydraulischen
Betätigungselemente 13 wird
der ringförmige
Bereich 20 des Rohres 1, der auf den Dorn aufgeschoben
worden ist, an seinem Platz festgeklemmt und auf diese Weise örtlich fixiert.
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Nachdem
der ringförmige
Bereich 20 an seinem Platz festgeklemmt worden ist, wird
der zweite Dornteil 7 in axialer Richtung in Bezug auf
den ersten Dornteil 6 mit Hilfe des Betätigungselements 10 (vgl. 7)
verschoben. Da das Rohr 1 faktisch in einer ortsfesten
Position an der Stelle des Übergangsrings 5 gehalten
ist, führt
diese Verschiebung des Dornteils 7 dazu, daß der Endteil
des Rohres 1 einer axialen Längung unterzogen wird. Wie
bereits erwähnt
worden ist, kann eine zusätzliche
Fixier einrichtung vorgesehen sein, um das Rohr 1 in Bezug
auf den ortsfesten Dornteil 6 oder den Übergangsring 5 oder
die Stützhülse 2 zu
fixieren. Z.B. wird das Rohr 1 an der Stützhülse 2 oder
dem Übergangsring 5 unter
Verwendung eines Vakuums fixiert.
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Aufgrund
der axialen Verschiebung des zweiten Dornteils 7 wird ein
Spalt 21 zwischen dem zweiten Dornteil 7 und dem
ersten Dornteil 6 gebildet.
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Wie
allgemein bekannt ist, hat bei einer Temperatur, die für das Formen
einer Muffe geeignet ist, biaxial orientiertes thermoplastisches
Material eine starke Tendenz zum Kontrahieren, so daß das Problem
entstehen kann, daß Kunststoffmaterial
nach innen in den Spalt 21 eindringt. Dieses könnte zu
einer unerwünschten
Schädigung
der Innenseite der Muffe führen,
die zu formen ist. Um diesem Eindringen in den Spalt 21 entgegenzuwirken,
ist es möglich,
einen effektiven Gasdruck (oder ggf. einen Flüssigkeitsdruck) auf den Innenraum
des Endteils an der Stelle des Spaltes 21 einwirken zu
lassen, so daß einem Eindringen
des Endteils in den Spalt 21 entgegengewirkt wird. Statt
dessen oder in Kombination mit dieser Maßnahme ist es möglich, daß man eine
(dünnwandige)
Abdeckhülse
in axialer Richtung über
den Muffenformdorn 4 hin- und hergleiten läßt, welche Abdeckhülse dazu
verwendet wird, den Spalt 21 zwischen dem ersten und dem
zweiten Dornteil, der gebildet wird, wenn der Endteil des Rohres 1 der
axialen Längung
unterzogen wird, abzudecken.
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Aus 8 ist
ersichtlich, daß die
Nutformelemente 15 nach außen durch den Spalt 21 mit
Hilfe des Konus 16 und des Betätigungselements 17 gedrückt sind.
Als Ergebnis hiervon wird eine innere Umfangsnut im Kunststoffmaterial
geformt, die zur Aufnahme eines Dichtungsrings in der Muffe, die letztendlich
zu formen ist, verwendet werden kann. Es versteht sich, daß die Nut
in der Muffe, die hier gezeigt ist, nur ein Beispiel ist, und daß zahlreiche
verschiedene Formen, einschl. komplexer Formen, möglich sind.
In einer Abwandlung ist es auch möglich, daß der Dichtungsring direkt
während
der Formgebung der Muffe eingesetzt wird, in welchem Fall dieser
Ring vom Muffenformdorn nach außen
herausgedrückt
wird.
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Es
ist auch möglich,
daß dieser
Dichtungsring bereits auf der äußeren Oberfläche des
Muffenformdorns sitzt, wenn der Endteil des Rohres 1 aufgeschoben
wird, wie es an sich bekannt ist.
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Sobald
der Endteil zu der Muffe verformt worden ist, kann der Endteil gekühlt werden,
und zwar noch mit innerer Abstützung
von dem Muffenformdorn und den Nutformelementen 15. Sodann werden
die Nutformelemente 15 in ihrer zurückgezogene Stellung bewegt,
und das Rohr 1 kann aus der Muffenformanlage entfernt werden,
nachdem bei den Rohrklemmgliedern 12 die Klemmung des Rohres aufgehoben
worden ist.
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Der
Eingriff der Rohrklemmglieder 12 auf dem Rohr 1 kann
dazu führen,
daß der äußerste ringförmige Bereich
des Rohres ungeeignet ist, einen Teil der Muffe zu bilden, z.B.
weil unerwünschte
Einkerbungen vorhanden sind. In solchen Fällen ist es möglich, daß der entsprechende
ringförmige
Bereich des Rohres entfernt wird, z.B. durch einen Fräs- oder Schneidvorgang.
In diesem Fall kann dieser Vorgang auch dazu genutzt werden, einen
abgeschrägten Rand
an der Endfläche
der Muffe zu bilden.
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Es
versteht sich, daß das
Verfahren, den erwärmten
Endteil einer definierten axialen Längung zu unterziehen, die Möglichkeit
schafft, die axiale Reckung des Kunststoffmaterials in der Muffe,
die man letztendlich erhält,
genau zu kontrollieren. Dieses ist von erheblicher Bedeutung für die Qualität der Muffe, insbesondere
die Lastaufnahmekapazität
der Muffe, und ist somit von entscheidender Bedeutung für die Qualität des gesamten
Rohres 1. Der Umstand, daß der Endteil des Rohres 1 einer
axialen Längung
unterzogen wird, bedeutet nicht, daß das axiale Reckungsverhältnis des
Endteils stets größer sein
muß als
das axiale Reckungsverhältnis
vor der Bildung der Muffe. Das Beispiel zeigt, daß der Endteil
zuerst erwärmt
und dann über
den Übergangsring
gedrückt wird.
Beide Aspekte führen
zu einer Abnahme in der axialen Reckung, die vollständig oder
teilweise durch die nachfolgende axiale Längung ausgeglichen werden kann.
Offensichtlich kann jedoch die Längung derart
sein, daß das
letztendliche axiale Reckungsverhältnis tatsächlich größer ist als das ursprüngliche axiale
Reckungsverhältnis.
Belastungstests, die bei der Anmelderin durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß der letztere
Zustand vorteilhaft ist.
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Durch
eine geeignete Auswahl der Stellen, an denen die Fixierung stattfindet,
ist es auch möglich,
den Bereich zu definieren, in dem die oben beschriebene axiale Längung durchgeführt wird.
Somit kann die Längung
z.B. auf einen Teil des Endteils, der zur Ausbildung der Muffe verformt
wird, beschränkt werden.
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Das
Ausmaß der
axialen Längung
kann ggf. mit Hilfe einer Kontrolleinheit kontrolliert werden, von der
eine Wanddickenmeßeinrichtung
einen Teil bildet, welche Meßeinrichtung
zwecks Messung der Wanddicke des Endteils, oder dessen betreffenden ringförmigen Bereichs,
während
der axialen Längung vorgesehen
ist. Insbesondere ist es möglich,
daß die axiale
Längung
durchgeführt
wird, bis eine vorbestimmte Wanddicke erreicht ist. Es ist ferner
möglich, eine
Kraftsensoreinrichtung zum Messen der Kraft einzusetzen, die für die axiale
Längung
erforderlich ist.
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Bei
dem Beispiel hat der Endteil des Rohres 1, bevor die Muffe
geformt wird, den gleichen Querschnitt und das gleiche Maß an axialer
und tangentialer Reckung wie der übrige Teil des Rohres. Jedoch kann
das beschriebene Verfahren auch vorteilhaft ausgeführt werden,
indem man von einem Rohr aus arbeitet, das bereits hergestellt worden
ist und einen Endteil mit einer Wanddicke aufweist, die größer ist als
diejenige des übrigen
Teils des Rohres. In diesem Fall ist die axiale Reckung des Endteils
vor dem Muffenformvorgang vorzugsweise größer als die oder gleich der
axialen Reckung des übrigen
Teils des Rohres.
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Bei
einer Abwandlung ist es möglich,
daß der Endteil
des Rohres, das zuvor hergestellt worden ist, eine Mehrzahl ringförmiger Bereich
aufweist, die, von seiner Endfläche
aus gesehen, aneinandergrenzen und eine Wanddicke besitzen, die
von einem ringförmigen
Bereich zum nächsten
variiert, wobei die Wanddicke der Mehrzahl ringförmiger Bereiche größer ist
als die Wanddicke des Rohrkörpers.
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In
vorteilhafter Weise wird ein ringförmiger Bereich des Endteils,
der eine größere Wanddicke aufweist,
während
des Muffenformvorgangs zur Bildung einer Nutwand verformt, die sich
nach außen wölbt und
eine innere Nut des Rohres begrenzt, die zur Aufnahme eines Dichtungsringes
dient.