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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen
Einsetzen von Dichtungsringen in die Nuten von thermoplastischen
Rohrmuffen, vom Typ enthaltend:
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- Ein geradliniges rohrförmiges Element, unmittelbar angrenzend
an eine zu diesem ausgerichtete Rohrmuffe, die eine interne
Vertiefung aufweist, zugänglich durch eine umlaufende Öffnung,
wobei die genannte Vertiefung Kanten hat, zwischen denen eine
Dichtung in Querrichtung zu der Achse der Muffe gehalten und
gegen eine Innenwand der Vertiefung gedrückt wird;
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- einen Schubkolben, in der Lage, im Inneren des rohrförmigen
Elementes und der Muffe zu gleiten, dessen vorderes Ende mit
einer angewinkelten frontalen Fläche ausgestattet ist und einen
Querschnitt aufweist, der geometrisch mit der Dichtung
zusammenwirkt, die von dem rohrförmigen Element getragen
wird;
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- Antriebsmittel, durch welche der Schubkolben parallel zu der
Achse des rohrförmigen Elementes und der Muffe bewegt wird,
wobei er einen Hub beschreibt, der eine erste Stufe umfasst, in
welcher die Dichtung mit der frontalen Fläche in Kontakt kommt
und allmählich in die Vertiefung des rohrförmigen Elementes
eingesetzt wird, wobei sie eine geneigte Lage einnimmt, sowie
eine zweite Stufe, in welcher die Dichtung bis zu einem Punkt
vorgeschoben wird, an dem ihr am weitesten vorn liegender Teil
in der Sitznute angeordnet wird, und eine dritte und letzte Stufe, in
welcher das vordere Ende der Dichtung in dem Sitz gehalten wird
und das vordere Ende des Schubkolbens allmählich die Dichtung
kreuzt und dabei einen nach und nach zunehmenden Teil in den
Sitz einschiebt, wobei die genannte dritte Stufe in der
Grenzposition vervollständigt wird, in welcher die frontale Fläche
des vorderen Endes des Schubkolbens vollkommen durch den Sitz
hindurch gelaufen ist.
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Zur Herstellung von Rohrleitungen für Flüssigkeiten werden
häufig Kunststoffrohre verwendet, die an ihren Enden miteinander
verbunden werden, wobei die Enden als Muffen ausgebildet und
innen mit Sitznuten versehen sind, in welche Dichtungen
eingesetzt werden, um sie gegen die transportierte Flüssigkeit
abzudichten.
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Die Dichtungen, die typischerweise ringförmig ausgebildet sind,
werden während der Herstellung der Muffe in die Rohre
eingesetzt, und zwar unter Verwendung von Vorrichtungen bekannter
Art, ziemlich unterschiedlich in ihrer Konstruktion, von denen die
meisten unter Nutzung der Elastizität des Materials arbeiten,
welches die Dichtung bildet.
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Die obengenannten Vorrichtungen führen im wesentlichen die
folgenden Phasen aus:
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- Eine Phase des elastischen Druckes auf die Dichtung, wobei
dieser eine kleinere als die normale ringförmige Darstellung
aufgezwungen wird;
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- eine Phase des Einführens der Dichtung mit der Dichtung noch
in ihrer kleineren Darstellung als der normalen;
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- eine Phase des Einsetzens in den Sitz nach einer korrekten
Positionierung der Dichtung im Verhältnis zu dem Sitz, und zwar mit
einem danach sich ergebenden erneuten Ausdehnen und
dauerhaften Einsetzen der Dichtung in die Muffe.
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Die Vorrichtungen bekannter Art des obengenannten Typs,
unabhängig von deren spezifischen Konstruktions- und
Verwendungseigenschaften, die mehr oder weniger vorteilhaft je nach
ihren unterschiedlichen Ausführungen sind, weisen alle den
grundlegenden Nachteil auf, dass sie nicht das Einsetzen in die Rohre
von Dichtungen erlauben, die aus nicht elastischem Material
hergestellt sind. Somit ist es mit diesen Vorrichtungen nicht möglich,
Dichtungen aus Polypropylen oder Dichtungen aus elastischem
Material mit einem verstärkenden Kunststoffring zu verwenden.
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Dieser grundlegende Nachteil wird vermieden durch eine
Vorrichtung, ebenfalls bekannter Art, die der Einleitung von
Patentanspruch 1 entspricht (Dokument EP-A-137907), welche das
Einführen von thermoplastischen Dichtungsrohren in die Sitznuten
erlaubt, wobei diese Rohre aus jedem Material hergestellt sein
können, einschliesslich Kunststoffmaterialien oder Dichtungen aus
elastischen Materialien, jedoch versehen mit verstärkenden
Kunststoffringen.
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Diese letztere Vorrichtung, die sich von den vorangegangenen
unterscheidet, hat den Vorteil, die vollkommene Befreiung von
der Notwendigkeit der Verwendung elastischen Materials zu
ermöglichen, wobei sie das Anbringen von Dichtungen aus
geeigneteren Materialien erlaubt, auch im Hinblick auf die
physikalischchemischen Eigenschaften der zu transportierenden Flüssigkeiten.
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Trotzdem weist sie noch einen grundlegenden Nachteil auf, dass
sie mit ihrem monolithischen Schubkolben nicht ein korrektes und
vollkommenes Einführen der Dichtungen in Muffen von kürzeren
Längen und/oder Muffen erlaubt, die unmittelbar von gebogenen
Rohrleitungsabschnitten mit einem engeren Querschnitt gefolgt
sind.
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Dieser Nachteil, der auch im Falle von elastischen Dichtungen
ziemlich schwerwiegend ist, die ja immerhin eine gewisse
Fähigkeit der Selbstanpassung im Inneren der Sitznute beibehalten, die
auf deren Elastizität zurückführen ist, erweist sich als kritisch
bei Kunststoffdichtungen oder Dichtungen, die aus versteiften
Kunststoffmaterialien hergestellt sind.
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Ein zweiter Nachteil der Vorrichtung bekannter Art, er sich auf
die Struktur der Mittel zum Greifen der Dichtung, zum
Weiterführen und Einsetzen eines Teiles derselben in den Sitz, bevor der
Sitz von dem Schubkolben gekreuzt wird, bezieht, wird weiter
durch die Tatsache gebildet, dass die Vorrichtung ein Mittel
aufweist, das eine in einem zylindrischen Sitz, der in den Körper
des
Schubkolbens eingearbeitet ist, drehend-gleitbare Stange
enthält, versehen mit einem profilierten Ende, dessen Profil streng
von der Geometrie der Dichtung, von der Form des Sitzes, in den
die Dichtung eingesetzt werden soll, sowie von der Grösse
derselben abhängt.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, die obengenannten
Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung, die durch die Ansprüche
gekennzeichnet wird, erreicht den genannten Zweck durch eine
Vorrichtung, die in der Lage ist, das automatische Einsetzen von
Dichtungsringen aus jeder Art von Material in die Sitznuten von
thermoplastischen Rohren mit Muffen von kurzen Längen
und/oder in Nuten auszuführen, die sich dicht an verengten
Absclinitten des Rohres befinden.
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Die Erfindung erreicht ihren Zweck mit Hilfe eines Schubkolbens,
enthaltend wenigstens zwei Teile, die gegenseitig auf die
Betätigung von Antriebsmitteln gleitbar sind, und zwar entlang
einer mittleren Ebene parallel zu der Bahn des Schubkolbens,
wobei die genannten Teile unabhängig voneinander auf solche
Weise bewegt werden, dass die axiale Masse des vorderen Endes
des Schubkolbens im Inneren der Muffe auf ein Minimum
begrenzt wird.
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Die Erfindung ist weiter mit Mitteln zum Greifen, Weiterführen
und anschliessendem Einsetzen eines Teiles des Dichtungsringes
in den von der Muffe gebotenen Sitz versehen, enthaltend einen
Hebel, der an dem am weitesten vorstehenden Teil der frontalen
Fläche des Schubkolbens angeordnet und dem Schubkolben auf
solche Weise zugeordnet ist, dass er gleitbar schwingend ist, und
zwar in einer parallelen Ebene zu der Muffenaehse und längs im
Inneren des Schubkolbensitzes verschiebbar, zusammenwirkend
mit dem Diehtungsring mit dem einen Ende des Hebels auf eine
Weise, dass es sich automatisch der Form, der Abmessung und
dem Material der Dichtung anpasst.
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Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Vorrichtungen
haben somit den Vorteil, dass sie wie folgt erlauben:
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- Eine wirklich kostensparende Herstellung, wenn der von diesen
gebotene Arbeitsbereieh berücksichtigt wird;
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- eine grosse Vielseitigkeit in der Anwendung, da nur eine
Vorrichtung, auch wenn sie mit mittelgrossen Durchmessern arbeitet,
für jede Geometrie des Diehtungsquerschnittes verwendet werden
kann;
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- die Herstellung von Vorrichtungen, die vollkommen unabhängig
von der Länge und der Form der Muffe sind, und zwar einfäch
durch die Verwirklichung eine typischen Arbeitselementes in
auseinandernehmbaren und unabhängig voneinander beweglichen
Teilen.
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Die Erfindung wird nun im Detail beschrieben, und zwar durch ein
Beispiel und unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung,
Abbildung 1, in welcher die Vorrichtung in einer allgemeinen
seitlichen Erhebung dargestellt wird, mit einigen Teilen entfernt, um
andere besser hervorzuheben.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichung wird mit 16 eine
Vorrichtung bezeichnet, mit welcher Dichtungsringe 6 automatisch in die
Sitznuten 14 eingesetzt werden, die von den Muffen 3 von
thermoplastischen Rohren 4 aufgewiesen sind.
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Solch eine Vorrichtung 16 enthält im wesentlichen:
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- Ein gerades rohrförmiges Element 1, angeordnet unmittelbar
angrenzend an die Muffe 3 eines Rohres 4 und zu dieser
ausgerichtet und dazu dienend, einen Dichtungsring 6 von einem
grösseren Aussendurchmesser zu tragen als der Innendurchmesser der
Muffe 3;
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- einen Schubkolben 7, der in der Lage ist, in dem rohrförmigen
Element 1 wie auch in der Muffe 3 eine gleitende Bewegung
auszufuhren, durch welche ein in dem rohrförmigen Element 1
getragener Dichtungsring 6 in die Sitznute 14 eingesetzt wird;
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- Mittel 10, durch welclie der Schubkolben 7 automatisch
angetrieben wird.
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Das rohrförmige Element 1 weist eine interne Vertiefung 2 mit
einer zylindrisehen Wand 20 auf, deren Durchmesser der gleiche
ist wie der der Muffe 3, und das zusätzlich zu seinen beiden
offenen Enden 5 auch durch einen umlaufenden Schlitz 11
zugänglich ist, dessen beide Kanten 12 dazu bestimmt sind, einen
einzelnen Dichtungsring 6 zu tragen, der aufrecht steht in einer
Ebene quer zu der Achse 3a der Muffe und an der internen Wand
20 der Vertiefung 2 am Boden anliegt.
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Das vorderste Ende 8 des Schubkolbens 7, das auf das
rohrförmige
Element 1 gerichtet ist, weist eine geneigte frontale
Fläche 9 auf Ausserdem ist der Querselmitt des vordersten Endes
8 auf solche Weise ausgebildet, dass er geometrisch mit einem
Dichtungsring 6 zusammenwirkt, der den Schlitz 11 des
rohrförmigen Elementes belegt.
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Bei der vorgezogenen Ausführungsform der in der beiliegenden
Zeichnung gezeigten Vorrichtung 16 ist das vorderste Ende 8 des
Schubkolbens 7 zylindrisch und weist einen äusseren
Durchmesser auf, der gleich dem Durchmesser der Vertiefung 2 ist, so
dass beim Einsehieben des Schubkolbens 7 in die Vertiefung das
zylindrische Ende 8 selbst physisch auf einen Dichtungsring 6
trifft, der überlicherweise den Schlitz 11 belegt.
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Der Schubkolben 7, der durch automatische Mittel 10 wie
vorstehend erwähnt angetrieben wird, bewegt sich entlang einer
geradlinigen Bahn, die im wesentlichen mit der Ausrichtachse 3a
zwischen dem rohrförmigen Element 1 und der Muffe 3
übereinstimmt.
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Bei einer vorgezogenen Ausführung können ein solch
automatische Antriebe 10 einfach als Druckluftzylinder ausgelegt sein, die
zusammen mit parallelen Führungsstangen 10a arbeiten, durch
welche eine ungerechtfertigte Schrägbewegung des Schubkolbens
7 verhindert wird.
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Der Betrieb der hiermit beschriebenen Vorrichtung 16 wird am
besten anerkannt durch das Beobachten der Arbeitsphasen
während des Durchlaufs des Schubkolbens 7 entlang seiner Bahn,
wobei von einer Ausgangsposition begonnen wird, dargestellt
durch die durchgehende Linie in der Zeichnung, in welcher der
Schubkolben 7 in Ausrichtung zu dem rohrförmigen Element 1,
jedoch ausserhalb desselben positioniert ist.
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In einer ersten Stufe seines Vorlaufs wird der Schubkolben 7 von
der Ausgangsposition fort und in Richtung des rohrförmigen
Elementes 1 bewegt und tritt in die Vertiefung 2 ein.
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Beim Zurücklegen eines kurzen Abstandes im Inneren der
Vertiefung 2 trifft die geneigte Fläche 9 auf den Dichtungsring 6 und
zwingt ihn allmählich nach vorn, bis er sich vollständig im Inneren
der Vertiefung 2 befindet. Unnötig zu sagen, dass der
Dichtungsring 6 aufgrund seiner grösseren diametralen Abmessungen
zwangsläufig eine geneigte Position einnehmen muss, so dass
dessen Einsetzen in die Vertiefung 2 ermöglicht wird. Danach,
während der Schubkolben 7 sich weiterhin nach vorn bewegt,
wird der Dichtungsring 6 weiter bis zu dem Punkt gedrückt, an
dem dessen vorn liegender Teil auf das Profil der Sitznute 14
trifft, die von der Muffe 3 aufgewiesen wird. Der gleiche vorn
liegende Teil des Dichtungsringes 6 fügt sich nun in die Nute 14
ein, wobei er ein Hindernis fur eine weitere Verschiebebewegung
bildet, und zwar mit dem Ergebnis, dass das vorderste Ende 8 des
noch vorlaufenden Schubkolbens 7 damit beginnt, durch den
Dichtungsring 6 hindurchzugehen und somit den vorderen
eingesetzten Teil zwangsläufig in der Nute 14 blockiert. Da der
Schubkolben 7 weiter nach vorn geführt wird und das zylindrische
Ende 8 sich auch weiterhin durch den Dichtungsring 6 presst, wird
der Dichtungsnng selbst mit einem nach und nach zunehmenden
Grad in die Nute 14 eingesetzt und der Neigungswinkel wird
zunehmend weniger stark. Tatsächlich, während das vorderste
Ende 8 des Schubkolbens 7 einen frontalen Druck ausübt, trifft die
mit 20b bezeichnete Seitenfläche tangential auf den Dichtungsring
6 und bringt ihn gradweise in die Nute 14.
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Das komplette Einsetzen des Dichtungsringes ist vervollständigt,
wenn die geneigte Fläche 9 vollkommen bis hinter die Nute 14
gelaufen und der Dichtungsring 6 vollständig in das entsprechende
Profil eingesetzt worden ist.
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Bei einer noch vorteilhafteren und verständlicheren Ausführung
der Vorrichtung enthält der Schubkolben 7 einen Hebel 13,
angeordnet im Inneren eines Längssitzes 15, der in die Oberfläche
des Schubkolbens eingearbeitet ist und sich von dem
entferntesten Teil des vordersten Endes 8 aus zurück erstreckt, welcher
an dem Schubkolben 7 selbst auf solche Weise befestigt ist, dass
eine Umdrehung um einen Zapfen 21 wie auch ein Gleiten in
Längsrichtung im Verhältnis zu dem Schubkolben 7 erlaubt ist.
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Der Heben 13 ist mit seinem einen Ende 13a so ausgefuhrt, dass
er ein Greifelement bildet, und ist mit dem verbleibenden Ende
13b an Mittel 17 angeschlossen, durch welche der Hebel selbst
betätigt wird, bevor noch der Schubkolben 7 als ein Ganzes
angetrieben wird. Diese weiteren Antriebsmittel 17 bringen den Hebel
13 in die Lage, sich im Verhältnis zu dem Schubkolben 7 zu
drehen und zu verschieben, und zwar auf solche Weise, dass er
den Dichtungsring 6 während der Verschiebebewegung greift und
ihn mit dem fuhrenden Teil nach vorn durch das rohrförmige
Element 1 trägt und danach durch Drehen den führenden Teil in die
Nute 14 presst, bereit zum vollständigen Einsetzen, das durch den
Schubkolben 7 ausgeführt wird.
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Es ist offensichtlich genug, dass die Verwendung des Hebels 13
fur eine geeignete Positionierstabilität sorgt, wenn der führende
Teil des Dichtungsringes 6 während der Anfangsphase des
Einsetzvorgangs in die Nute 14 eingeschoben wird.
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Um das Einsetzen von Dichtungsringen 6 in Muffen mit
geringeren axialen Abmessungen zu erleichtern, wie sie zum Beispiel
Rohre 4 mit Kurven aufweisen, kann der Schubkolben 7
vorteilhafterweise in einer Anzahl von trennbaren Abschnitten
ausgeführt sein, und in dem besonderen Beispiel in der Abbildung 1 in
zwei Abschmtten 7S und 7I, die zusammengesetz die gleiche
äussere Geometrie aufweisen wie ein Schubkolben 7 in einem
Stück, die jedoch im Verhältnis zueinander gleitbar sind, und zwar
entlang einer Ebene, die parallel zu der Bahn des Schubkolbens 7
angeordnet ist.
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Die zusammensetzbaren Abschnitte 7S und 7I können daher
unabhängig voneinander auf solche Weise angetrieben werden, dass
sie alle Funktionen des oben beschriebenen Schubkolbens 7
ausführen können, während sie aber nur ein Minimum an axialem
Platzbedarf im Inneren der Muffe 3 benötigen. In diesem Falle
werden die beiden zusammensetzbaren Teile 7s und 7I
unabhängig von den automatischen Antriebsmitteln 10 auf solche
Weise betätigt, dass der am weitesten von dem Hebel 13 entfernte
Abschnitt 7S weiter nach vorn laufen kann, nachdem die
Verschiebung des anderen Abschnittes 7I bereits aufgehört hat.