DE69019998T2

DE69019998T2 - Elektroschweissverbindung und deren Verwendung in einem Heisswasserverteiler.

Info

Publication number: DE69019998T2
Application number: DE69019998T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Mito; Fumio Nagatani; Mikio Nakaoka; Akio Nakashiba; Hiroyuki Nishimura; Toshio Shibabuchi
Original assignee: Shinwa Sangyo Co Ltd; Mitsui Petrochemical Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-01-11
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2010-01-12
Also published as: DE69032332T2; US5150922A; EP0378406A3; CA2007520C; EP0585974B1; ATE123860T1; US5366253A; EP0378406B1; DE69032332D1; EP0585974A2; US5375889A; ATE166442T1; EP0378406A2; DK0378406T3; DE69019998D1; ES2075877T3; CA2007520A1; EP0585974A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektroschmelz-Verbindung, mit der Bauteile, beispielsweise Polyolefinrohre, insbesondere Leitungen zur Heißwasserversorgung, zusammengefügt oder mit sich selbst oder der Seitenfläche einer anderen Leitung verbunden werden. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine mit einem Verbindungselement zur Herstellung einer Verbindung zu Anschlüssen wie etwa Düsen an einem Leitungskopfstück versehene Elektroschmelz-Verbindung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kopfstück zum Verteilen von Heißwasser von einer Vorrichtung, die eine Wärmequelle bereitstellt, wie etwa eine Heißwasseraufbereiter, die zu mehr als einer Verwendungsstelle führt.
Rohre aus quervernetzten Polyolefinen wie etwa silan-quervernetztes Polyethylen werden als Rohrleitungen zur Heißwasserversorgung verwendet. Quervernetzte Polyolefine verhalten sich zufriedenstellend bei erhöhten Temperaturen infolge hoher Wärmebeständigkeit und guter Hochtemperaturkriechcharakteristik und sind formbeständig. Quervernetzte Polyolefine können jedoch im Gegensatz zu nicht-quervernetzten Polyolefinen nicht mit Bauteilen verschmolzen werden, mit denen sie verbunden werden sollen. Elektroschmelz-Verbindungen, die zum Verbinden von nicht-quervernetzten Polyolefinrohren verwendet werden, sind daher bei quervernetzten Polyolefinrohren nicht verwendbar. Es ist demnach unmöglich, eine Elektroschmelz-Verbindung bei Verwendung quervernetzter Polyolefine zu bilden.
Aus diesem Grund werden derzeit quervernetzte Polyolefinrohre mittels mechanischer Kupplungsstücke verbunden oder Verbindungen, die auf mechanische Kupplungsstücke zurückgreifen, werden aus quervernetzten Polyolefinen produziert. Mechanische Verbindungen, die zum Verbinden von Heißwasserrohren verwendet werden, welche eine hohe Festigkeit erfordern, um den hohen Betriebsdrücken standzuhalten, weisen jedoch einen komplizierten Aufbau auf und können in Rohrnetzen nicht effektiv gehandhabt werden. Desweiteren führt die durch diese mechanischen Verbindungen bewirkte Druckdichtung zu dem Nachteil, daß ihre Leistungsfähigkeit mit der Zeit abnimmt, beispielsweise durch abnehmende Zuverlässigkeit der Abdichtung infolge von Kriechvorgängen in den Rohren oder Spannungsrelaxationen der Rohre und Dichtmittel.
Zudem werden, wenn dünnwandige Harzrohre durch konventionelle Elektroschmelzverbindungen verbunden werden, die zusammengefügten Abschnitte thermisch verformt und wölben sich nach innen, so daß der Flüssigkeitsdurchtritt verengt wird.
Es ist eine aus thermoplastischem Harz gebildete Elektroschmelz-Verbindung bekannt, die mit einer feinen Öffnung in dem Verbindungskörper versehen ist, durch die Harz, das geschmolzen wurde, wenn ein entsprechendes Bauteil durch Schmelzen angefügt wurde, nach außen tritt, um ein Maß bereitzustellen, das es erlaubt, zu überprüfen, ob das Bauteil vollständig an der Verbindung angeschmolzen ist (siehe beispielsweise die ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 61-62696). Da diese bekannte Elektroschmelz- Verbindung jedoch aus einer Art thermoplastischem Harz gebildet ist, weist sie den Nachteil auf, daß das aus der Öffnung heraustretende geschmolzene Harz die gleiche Farbe wie das diese umgebende Harz aufweist, aus dem die Verbindung geformt ist, und daß der Austritt dieses Harzes schwer zu erkennen ist. Der Zeitpunkt, zu dem der Schmelzvorgang abgeschlossen ist, kann daher nicht präzise erfaßt werden.
Zudem sind Verbindungsanschlüsse wie Düsen an einem Leitungskopfende normalerweise aus Metall und es ist schwierig, diese mit quervernetzten thermoplastischen Harzrohren zu verbinden.
Fig. 23 ist ein Schaubild, das ein Rohrsystem für eine Heißwasserversorgung zeigt. In diesem Schaubild ist bei 81 ein Kopfstück gezeigt, durch das heißes Wasser von einem Gerät 82, das eine Wärmequelle bereitstellt, beispielsweise ein Heißwasseraufbereiter, zu einem Hahn 83 in der Küche, einem Hahn 84 in der Toilette, einem Hahn 85 im Badezimmer und zu anderen Ausgängen verteilt. Das Heißwasserversorgungsgerät 2 nimmt Wasser von einem Zuführrohr 86 auf, erhitzt es, indem es durch eine Gasleitung 87 zugeführtes Gas verbrennt, und gibt das erhitzte Wasser durch eine Heißwasserhauptleitung 88 an das Kopfstück 81 ab.
Das Kopfstück 81 ist als metallischer Hohlkörper ausgeformt und verfügt auf seiner Einlaßseite über eine einzelne Aufnahme 91 und auf seiner Auslaßseite über eine Vielzahl von Aufnahmen des gleichen Durchmessers 92a, 92b, 92c, 92d, ... . Die Aufnahme 91 auf der Einlaßseite ist mit der Heißwasserhauptleitung 88 durch Befestigungsmittel wie Schrauben verbunden, während die Aufnahmen 92a, 92b, 92c, 92d, ... auf der Auslaßseite mittels Befestigungsmitteln wie Schrauben mit Zweigrohren 93a, 93b, 93c, 93d, ... verbunden sind. Die Zweigrohre 93a, ... weisen solche Bohrungsdurchmesser auf, daß die Hähne 83, 84, 85, ... mit den notwendigen Durchsätzen heißen Wassers versorgt werden, die den Kapazitäten der jeweiligen Hähne entsprechen.
Aufgrund der Tatsache, daß das bekannte Kopfstück 81 aus Metall geformt ist, weist es verschiedene Probleme auf. Erstens, es korrodiert leicht und ist schwer. Zweitens, es ist schwierig an den Kunststoffrohren zu befestigen und nicht für eine Massenfertigung geeignet.
Zudem muß das Kopfstück 81, das auf der Auslaßseite mit einer Vielzahl von Aufnahmen des gleichen Durchmessers 92a, ... versehen ist, mit Zweigrohren 93a, ... eines kleineren Durchmessers durch Reduzierstücke verbunden werden und dies stellt einen weiteren Faktor dar, der dieses Kopfstück für eine Massenfertigung ungeeignet macht.
Die FR-A-2 606 487 offenbart eine Elektroschmelz-Verbindung, in der eine schmelzbare Schicht um die gesamte innere Oberfläche der Verbindung herum vorgesehen ist.
Die EP-A-0 333 379 offenbart eine Elektroschmelz-Verbindung, die vollständig aus nicht- quervernetztem Polyolefin gefertigt ist oder in der die Schicht nicht-quervernetzten Polyolefins die gesamte innere Oberfläche der Verbindung bedeckt.
Es ist daher das erste Ziel der Erfindung, eine Elektroschmelz-Verbindung bereitzustellen, die ein quervernetztes thermoplastisches Harz wie zum Beispiel ein quervernetztes Polyolefin verwendet, um eine erhöhte Wärmebeständigkeit zu gewährleisten, die jedoch zur Sicherstellung verbesserter Dichtungseigenschaften ein Schmelzen ermöglicht und effizient gehandhabt werden kann.
Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, eine Elektroschmelz-Verbindung bereitzustellen, die nicht nur die oben genannten Merkmale aufweist, sondern darüberhinaus zum Verschmelzen geeignet ist, ohne eine thermische Verformung des zu verbindenden Bauteils zu verursachen.
Ein drittes Ziel der Erfindung ist es, eine Elektroschmelz-Verbindung bereitzustellen, die ein quervernetztes thermoplastisches Harz verwendet, um eine erhöhte Wärmebeständigkeit bereitzustellen, die es ermöglicht, daß der Arbeiter leicht die Fertigstellung der Schmelzverbindung überprüfen kann, wodurch sichergestellt wird, daß das zu verbindende Bauteil vollständig mit der Verbindung verschmolzen ist, um eine erhöhte Dichtleistung bereitzustellen, und die effizient gehandhabt werden kann.
Ein viertes Ziel der Erfindung ist es, eine mit einem Verbindungsglied versehene Elektroschmelz- Verbindung bereitzustellen verfügt, die ein quervernetztes thermoplastisches Harz verwendet, um eine erhöhte Hitzebeständigkeit bereitzustellen, die jedoch ein Verschmelzen ermöglicht, um eine erhöhte Dichtleistung sicherzustellen, was es ermöglicht, daß quervernetzte thermoplastische Harzrohre leicht mit Verbindungsendstücken wie beispielsweise Düsen an einem Leitungskopfstück verbunden werden können, und die effizient gehandhabt werden kann.
Ein fünftes Ziel der Erfindung ist es, eine mit einem Verbindungsglied versehene Elektroschmelz- Verbindung bereitzustellen, die nicht nur die zuvor beschriebenen Merkmale aufweist, sondern die auch ein Verschmelzen ermöglicht, ohne daß eine thermische Verformung des damit zu verbindenden Bauteils hervorgerufen wird.
Ein sechstes Ziel der Erfindung ist es, eine Elektroschmelz-Verbindung bereitzustellen, die ein quervernetztes thermoplastisches Harz verwendet, um eine erhöhte Hitzebeständigkeit bereitzustellen, die jedoch ein Verschmelzen ermöglicht, um verbesserte Dichtungseigenschaften sicherzustellen, die bei Bedarf mit der Seitenfläche einer Leitung verbunden werden kann und die effizient gehandhabt werden kann.
Ein siebtes Ziel der Erfindung ist es, ein Kopfstück zur Heißwasserversorgung bereitzustellen, das leichtgewichtig und korrosionsfest ist, das leicht mit Kunststoffrohren verbunden werden kann und das für eine Massenproduktion geeignet ist.
Ein achtes Ziel der Erfindung ist es, ein Kopfstück zur Heißwasserversorgung bereitzustellen, das leichtgewichtig und korrosionsfest ist, das leicht mit Kunststoffrohren unterschiedlicher Bohrungsdurchmesser verbunden werden kann und das für eine Massenfertigung geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird eine Elektroschmelz-Verbindung bereitgestellt mit einem Hauptkörperabschnitt, der aus einer quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und wenigstens einem einstückig damit vergossenen Verbindungsabschnitt gebildet ist, der dazu eingerichtet ist, mit einem rohrförmigen Teil heiß-verschweißt zu werden, wobei
der Verbindungsabschnitt ein nicht-quervernetzbares thermoplastisches Harz aufweist und einen elektrischen Heizdraht hat, der daran angeordnet oder darin eingebettet ist und in wenigstens einer Hauptoberfläche des Hauptkörpers eingebettet ist; gekennzeichnet durch: einen Aufnahmeabschnitt, eine Nut, in die ein rohrförmiges Teil einzuschieben ist, die zwischen dem Aufnahmeabschnitt und der Oberfläche des Hauptkörpers gebildet ist, in der der Verbindungsabschnitt eingebettet ist; und dadurch, daß der Verbindungsabschnitt sich nicht zu dem äußeren Ende der Elektroschmelz- Verbindung erstreckt.
Gemäß der Erfindung weisen die quervernetzte thermoplastische Harzschicht und die nicht- quervernetzte thermoplastische Harzschicht optionell an der inneren Oberfläche hiervon unterschiedliche Farben auf, wobei die quervernetzte thermoplastische Harzschicht eine feine Öffnung aufweist, die sich von ihrer Außenfläche zu einem Punkt in der Nähe der Grenze zwischen der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und der nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht erstreckt.
Erfindungsgemäß kann die Elektroschmelz-Verbindung desweiteren einen Verbindungsabschnitt mit einer rohrförmigen quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und ein Verbindungsglied aufweisen, das an der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht befestigt ist, indem es von innen oder von außen auf diese aufgesteckt ist.
Die Erfindung stellt auch ein Kopfstück zum Verteilen von heißem Wasser von einer Wärmequelle bereit mit einem Kopfstückkörper, der ein quervernetztes thermoplastisches Harz aufweist, wobei der Kopfstückkörper mit wenigstens einem Einlaß und wenigstens einem Auslaß versehen ist; wobei
wenigstens ein Einlaß und wenigstens ein Auslaß des Kopfstückkörpers einen Verbindungsabschnitt aufweist, der mit einem rohrförmigen Teil heiß-zuverschweißen ist;
wobei der Verbindungsabschnitt ein nicht-quervernetzbares thermoplastisches Harz umfaßt, einen elektrisch leitenden Heizdraht aufweist, der daran angeordnet oder darin eingebettet ist und sich nicht zu einem äußeren Ende des Einlasses oder des Auslasses erstreckt; der Verbindungsabschnitt einstückig mit dem Kopfstückkörper gegossen ist;
der Verbindungsabschnitt in der inneren Oberfläche des wenigstens einen Einlasses oder Auslasses eingebettet ist; und
der Kopfstückkörper einen Aufnahmeabschnitt hat, der mit der inneren Oberfläche des Hauptkörpers, in dem der Verbindungsabschnitt eingebettet ist, eine Nut bildet, in die das rohrförmige Teil einzuführen ist.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren bereit zur Herstellung einer Elektroschmelz-Verbindung mit einem Hauptkörperabschnitt, das einen Aufnahmeabschnitt hat und ein quervernetztes thermoplastisches Harz und wenigstens einen Verbindungsabschnitt aufweist, der ein nicht-quervernetzbares thermoplastisches Harz aufweist, das mit einem Rohr heiß-zuverschweißen ist, wobei der Verbindungsabschnitt in einer inneren Oberfläche des Hauptkörpers eingebettet ist, einer Nut, in die ein rohrförmiges Teil einzufügen ist, die zwischen dem Aufnahmeabschnitt und der Oberfläche des Hauptkörper gebildet ist, in der der Verbindungsabschnitt eingebettet ist; wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Anordnen wenigstens eines Verbindungsabschnitts mit einem elektrischen Heizdraht, der daran angeordnet oder darin eingebettet ist und sich nicht zu einem äußeren Ende der Elektroschmelz-Verbindung erstreckt, in einer Spritzgußform; und
Einspritzen eines nicht-quervernetzten quervernetzbaren thermoplastischen Harzes in die Gießform und Quervernetzen des nicht-quervernetzten quervernetzbaren thermoplastischen Harzes, um den Hauptkörperabschnitt zu bilden, der das quervernetzte thermoplastische Harz aufweist.
Die Erfindung wird im folgenden weiter erläutert unter Bezug auf die folgende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen und der beigef ügten schematischen Zeichnungen, in denen:
die Fig. 1, 2 und 3 teilweise aufgebrochene Ansichten von drei Beispielen einer Elektroschmelz- Verbindung sind, die zu Vergleichszwecken beschrieben sind;
die Fig. 4 und 5 zwei Beispiele einer Elektroschmelz-Verbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind;
die Fig. 6, 7 und 8 Querschnitt von drei Beispielen einer Elektroschmelz-Verbindung sind, die mit einem Verbindungsglied gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgestattet sind;
die Fig. 9 und 1 0 teilweise aufgebrochene Frontansichten von zwei Beispielen eines Kopfstückes zur Heißwasserversorgung sind;
die Fig. 11 und 12 teilweise aufgebrochene Frontansichten von zwei Beispielen eines Kopfstückes zur Heißwasserversorgung sind;
Fig. 13 ein Schaubild ist, das zur Veranschaulichung ein Rohrsystem zur Heißwasserversorgung zeigt.
Die Erfindung wird im folgenden detailliert beschrieben.
In der Elektroschmelz-Verbindung und dem Kopfstück zur Heißwasserversorgung der Erfindung liegt die quervernetzte thermoplastische Harzschicht an der nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und ist integral mit dieser. Quervernetzte thermoplastische Harze wie beispielsweise quervernetzte Polyolefine verschmelzen nicht, so daß, selbst wenn ein quervernetztes thermoplastisches Harz und ein nicht-quervernetztes thermoplastisches Harz wie beispielsweise ein nicht-quervernetztes Polyolefin durch Strangpressen, Spritzgießen oder andere Verfahren geformt werden, die Schichten der jeweiligen Harze nicht zusammen verschmelzen, sondern separat voneinander verbleiben. Wenn stattdessen ein quervernetzbares thermoplastisches Harz, das querzuvernetzen ist, und ein nicht-quervernetztes thermoplastisches Harz in eine integrale Einheit warmgeformt und mit dem quervernetzbaren thermoplastischen Harz anschließend quervernetzt werden, wird ein Laminat erhalten, das eine integrale Einheit des quervernetzten thermoplastischen Harzes und des nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzes ist. Die Elektroschmelz-Verbindung der Erfindung verwendet dieses Laminat, in der die quervernetzte thermoplastische Harzschicht eine Einheit ist.
Das quervernetzte thermoplastische Harz hat eine sterische Struktur, die durch Quervernetzen zwischen den Molekülen eines thermoplastischen Harzes erzeugt wird. Das Quervernetzen kann mit Hilfe eines Quervernetzungsmittels erreicht werden, wie bei einem silan-quervernetzten thermoplastischen Harz und butadinbenzol-quervernetztem thermoplastischen Harz. Alternativ kann direktes Quervernetzen durch solche Mittel wie organische Peroxide und Strahlung bewirkt werden.
Die quervernetzbaren thermoplastischen Harze, die erfindungsgemäß querzuvernetzen sind, weisen Polyolefine auf, die eine Quervernetzungsfähigkeit haben, die dadurch erzeugt werden, daß Polyolefine mit dem Quervernetzungsmittel reagieren, wie beispielsweise einer Silanverbindung, jedoch noch nicht quervernetzt sind. Die Elektroschmelz-Verbindung und das Kopfstück zum Verteilen von heißem Wasser von einem Gerät, das eine Wärmequelle darstellt, werden durch Warmformen einer solchen quervernetzbaren thermoplastischen Harzschicht, die querzuvernetzen ist, und der nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht in eine integrale Einheit gefertigt. Anschließend wird die jetzt querzuvernetzende quervernetzbare thermoplastische Harzschicht quervernetzt durch eine Quervernetzungsreaktion mittels einer Heißwasserbehandlung oder dergleichen.
Das nicht-quervernetzte thermoplastische Harz wird aus nicht-quervernetzbaren thermoplastischen Harzen wie Polyolefinen ausgewählt, die allgemein als thermoplastische Harze verwendet werden.
Polyolefine werden vorzugsweise als thermoplastische Harze des querzuvernetzenden quervernetzbaren thermoplastischen Harzes verwendet und das nicht-quervernetzte thermoplastische Harz in der Erfindung und beispielhafte Polyolefine schließen Homopolymerisate und Copolymerisate von α-Olefinen mit 2-20, vorzugsweise 2-12 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte α-Olefine schließen Ethylen, Propylen, Buten-1 und 4-Methylpenten-1 ein.
Die Elektroschmelz-Verbindung gemäß der Erfindung ist so ausgeführt, daß zumindest einer ihrer Verbindungsabschnitte durch das folgende Verfahren gefertigt ist: Die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht, die einen elektrischen Heizdraht entweder in sich oder auf ihrer äußeren oder inneren Oberfläche aufweist oder bei der der Draht auf ihrer Oberfläche gewickelt ist, wird in eine Spritzgußausnehmung eingefügt ein quervernetzbarer thermoplastischer Harz wird eingespritzt und auf die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht laminiert; danach wird die quervernetzbare thermoplastische Harzschicht quervernetzt, um die quervernetzte thermoplastische Harzschicht zu bilden.
Die so gefertigte Elektroschmelz-Verbindung wird an Verbindungsabschnittenn von Teilen, die zu verbinden sind, wie beispielsweise Rohre aus thermoplastischem Harz (z. B. Polyolefin) derart angebracht, daß die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht die Teile berührt. Wenn ein elektrischer Strom an den elektrischen Draht angelegt wird, schmilzt die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und verschmilzt mit dem Teil, um ein integraler Teil von letzterem zu werden.
Teile, die mittels der Elektroschmelz-Verbindung gemäß der Erfindung verbunden werden, sind vorzugsweise solche, bei denen die Oberflächenschicht oder der gesamte Abschnitt aus thermoplastischem Harz gefertigt ist, insbesondere einem mischbaren thermoplastischen Harz. Teile, die aus nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzen wie Polyolefinen gefertigt sind, zeigen besonders gute Verschmelzungseigenschaften.
Die Fig. 1, 2 und 3 sind Vorderansichten von Elektroschmelz-Verbindungen, die zu Vergleichszwecken beschrieben werden, wobei deren rechte Hälfte im Querschnitt gezeigt ist.
In jeder dieser Zeichnungen verfügt die Elektroschmelz-Verbindung 10 über eine rohrförmige quervernetzte Polyolefinschicht 12, die den Hauptkörper der Erfindung bildet, und zwei Verbindungsabschnitte, die eine nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 aufweisen, die als integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 12 auf deren Innenseite an jeder der Stellen ausgebildet ist, wo sie die zwei zu verbindenden Teile 15 und 16 berührt, sowie einen elektrischen Heizdraht 14, der entweder in oder auf der äußeren oder inneren Oberfläche der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 vorgesehen ist.
Die Teile 15 und 1 6 sind Rohre mit einer Schicht aus einem thermoplastischen Harz wie zum Beispiel Polyethylen. Während sie vollständig aus verschmelzbarem thermoplastischem Harz gefertigt sein können, sollten Rohre,die aus einem hitzebeständigen Material, wie beispielsweise einem quervernetzten Polyolefin, gefertigt sind, mit einem schmelzbaren thermoplastischen Harz auf der äußeren Oberfläche beschichtet sein. Die quervernetzte Polyolefinschicht 12 hat eine rohrartige Struktur, die den gesamten Umfang der Teile 15 und 16 in deren Paßabschnitt 17 umgibt sowie die benachbarten Bereiche. Die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 ist auf der inneren Oberfläche der quervernetzten Polyolefinschicht 12 in Bereichen von deren entgegengesetzten Enden in ihrer Längsrichtung, die den Teilen 15 und 16 entsprechen, überlagert. Der elektrische Heizdraht 14 ist entweder in der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 vorgesehen, wie in Fig. 1 gezeigt, oder auf deren äußeren Oberfläche, wie in Fig. 2 gezeigt, oder in ihrer inneren Oberfläche, wie in Fig. 3 gezeigt.
Der elektrische Draht 14 ist mit Zuführungen (nicht gezeigt) versehen, so daß er mit einer externen Stromquelle, die ebenfalls nicht gezeigt ist, verbunden werden kann.
Die Elektroschmelz-Verbindung 10 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau wird durch das folgende Verfahren hergestellt: eine quervernetzbare Polyolefinschicht, die ein Quervernetzungsmittel, eine Quervernetzungshilfe, einen Katalysator etc. in einem Polyolefin enthält, wird über die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 laminiert, um eine integrale Einheit zu bilden, wobei der elektrische Heizdraht 14 in der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 eingelagert oder um diese herumgewickelt ist, und anschließend wird die quervernetzbare Polyolefinschicht quervernetzt, um die quervernetzte Polyolefinschicht 12 zu bilden.
Die derart hergestellte Elektroschmelz-Verbindung 1 O wird auf den Paßabschnitt 17 der Teile 15 und 16 sowie nahegelegene Bereiche derart aufgesetzt, daß die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 die Teile 15 und 16 berührt. Wenn ein elektrischer Strom von einer durch die Zuführungen (nicht gezeigt) verbundenen externen Stromquelle angelegt wird, schmilzt die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 und verschmilzt mit den Teilen 15 und 16, um ein integraler Teil der letzteren zu werden.
Bei der Elektroschmelz-Verbindung 10 ist die den Hauptkörper der Verbindung bildende rohrförmige quervernetzte Polyolefinschicht 12 dafür verantwortlich, der Verbindung Wärmebeständigkeit zu verleihen. Die Verbindung kann daher ihre Form auf sehr effektive Art und Weise beibehalten, selbst wenn sie als Verbindung für Heißwasserversorgungsrohre verwendet wird. Desweiteren verschmilzt die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13, die ein integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 12 ist, mit den Teilen 15 und 16, um ein integraler Teil hiervon zu werden. Die Verbindung 10 weist somit gute Dichtungseigenschaften auf, die über eine lange Zeit beibehalten werden, selbst wenn sie zum Verbinden von Heißwasserrohren verwendet wird.
Die Formen und Strukturen der quervernetzten Polyolefinschicht 12 und der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 sind nicht auf die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten begrenzt und zahlreiche Modifikationen sind möglich. Bei den in diesen Zeichnungen gezeigten Beispielen treffen die Teile 15 und 16 im Paßabschnitt 17 innerhalb der Elektroschmelz-Verbindung 10 direkt aufeinander. Wenn dies erwünscht ist, kann dafür Sorge getragen werden, daß die Teile 15 und 16 an einem Vorsprung an der quervernetzten Polyolefinschicht 12 anliegen. In den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Beispielen ist die den elektrischen Heizdraht 14 aufweisende nicht- quervernetzte Polyolefinschicht 13 unabhängig auf jeder Seite des Paßabschnitts 17 in den Kontaktbereichen mit den Teilen 15 und 16 vorgesehen. Alternativ kann eine kontinuierliche einzelne Schicht nicht-quervernetzten Polyolefins vorgesehen sein, um die Berührungsflächen mit den Teilen 15 und 16 abzudecken. Wenn der elektrische Draht 14 auf entweder der äußeren oder der inneren Oberfläche der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 vorgesehen sein soll, kann er um die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 oder die Teile 15 und 16 gewickelt sein.
In den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Beispielen verbindet die Elektroschmelz-Verbindung 10 die zwei Teile 15 und 16 in einer geraden Linie, wobei sich ihre Enden treffen.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben.
Die Elektroschmelz-Verbindung gemäß der Erfindung weist nicht nur die zuvor beschriebenen Bestandteile auf, sondern ebenfalls eine in dem Aufnahmeabschnitt vorgesehene Aufnahme der zu verbindenden Teile zur Bildung einer Nut, in die das Ende des zu verbindenden Teils einzuführen ist. Die Aufnahme ist vorzugsweise auf der Seite vorgesehen, die der nicht-quervernetzten thermoplastischen Schicht zugewandt ist. Die Nut, in die das zu verbindende Teil einzuschieben ist, ist so ausgeformt, daß sie an den Verbindungsenden der Elektroschmelz-Verbindung offen ist. Die Aufnahme des zu verbindenden Teils ist vorzugsweise als ein integraler Teil der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht ausgebildet, die aus einem quervernetzten oder nicht- quervernetzten thermoplastischen Harz gefertigt ist. Wenn dies erwünscht ist, kann die Aufnahme aus anderen Materialien gefertigt sein.
Wie zuvor beschrieben, ist die Elektroschmelz-Verbindung gemäß der zweiten Ausführungsform durch Quervernetzen eines quervernetzbaren thermoplastischen Harzes hergestellt, das als ein laminierter integraler Teil eines nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzes mit einem darin eingelegten oder darum herumgewundenen elektrischen Heizdraht ausgeformt ist. In dieser Ausführungsform kann die Aufnahme des zu verbindenen Teils als ein integraler Teil entweder des quervernetzbaren thermoplastischen Harzes ausgebildet sein, der die quervernetzte thermoplastische Harzschicht bilden soll, oder des nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzes.
Die derart hergestellte Elektroschmelz-Verbindung wird in der folgenden Art und Weise verwendet: ein zu verbindendes Teil wie beispielsweise ein Rohr aus thermoplastischem Harz wird an einem Ende in die Nut eingeschoben, die an dem Verbindungsende der Verbindung offen ist; das Teil wird so montiert, daß es die nicht- quervernetzte thermoplastische Harzschicht berührt und es wird durch die Aufnahme gehalten bzw. abgestützt; wenn ein elektrischer Strom an den elektrischen Draht angelegt wird, schmilzt die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und verschmilzt mit dem fraglichen Teil, um ein integraler Teil des letzteren zu werden. Wenn die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht schmilzt, wird das zu verbindende Teil, beispielsweise ein Rohr aus thermoplastischem Harz, weich, es verformt sich jedoch nicht, da seine innere Oberfläche durch die Aufnahme gehalten bzw. abgestützt wird.
Beispiele der Ausführungsform der Erfindung werden im folgenden spezifisch unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Fig. 4 und 5 sind Querschnitte der zwei unterschiedlichen Beispiele einer Elektroschmelz-Verbindung gemäß der Erfindung. Mit Ausnahme der Nut, in die das zu verbindende Teil einzuschieben ist, und der Aufnahme dieses Teils hat die Elektroschmelz-Verbindung, wie sie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, den gleichen Aufbau wie die in Fig. 1 gezeigte Elektroschmelz-Verbindung 10 und daher sind die gleichen Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht detailliert beschrieben.
Jede der in den Fig. 4 bzw. 5 gezeigten Elektroschmelz-Verbindungen 20 und 21 weist eine quervernetzte Polyolefinschicht 1 2 auf, die den Hauptkörper der Verbindung bildet, eine nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 und einen elektrischen Heizdraht 14. Weiterhin weisen diese Verbindungen Aufnahmen 23 der zu verbindenden Teile 15 und 16 auf, die derart vorgesehen sind, daß Nuten 22 innerhalb der nicht- quervernetzten Polyolefinschichten 13 gebildet sind, in die die Teile 15 und 16 an ihren Enden eingeschoben werden können. In den gezeigten Beispielen ist der Aufnahmeabschnitt, der aus der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 1 3, dem elektrischen Heizdraht 14, der Nut 22 und der Aufnahme 23 besteht, auf jeder Seite der Elektroschmelz-Verbindung 20 oder 21 vorgesehen.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Elektroschmelz-Verbindung 20 sind die Aufnahmen 23 aus einem quervernetzten Polyolefin gefertigt und erstrecken sich von der Mitte der quervernetzten Polyolefinschicht 12 als deren integraler Teil in einer solchen Art und Weise, daß sie Nuten 22 zwischen diesen Aufnahmen und den nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13 bilden.
Die Elektroschmelz-Verbindung 20 kann durch das Verfahren gefertigt werden, wie es in Verbindung mit der Elektroschmelz-Verbindung 10 beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß die Spritzgußausnehmung so ausgeführt sein muß, daß sie die Formung der Nuten 22 und der Aufnahmen 23 erlaubt.
Nachdem die Elektroschmelz-Verbindung 20 wie zuvor beschrieben gefertigt ist, werden die zu verbindenden Teile 15 und 16, beispielsweise Polyolefinrohre, auf gegenüberliegenden Seiten der Verbindung 20 an einem Ende der Nuten 22 eingeschoben und derart montiert, daß sie die nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13 berühren und von den Aufnahmen 23 gehalten werden. Anschließend wird ein elektrischer Strom an die elektrischen Drähte 14 angelegt woraufhin die nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13 geschmolzen werden und verschmelzen, um ein integraler Teil der Teile 15 und 16 zu werden.
Wenn die nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13 schmelzen, werden die Teile 1 5 und 16, die aus einem thermoplastischen Harz gefertigt sind, weich, sie verformen sich jedoch nicht, da ihre inneren Oberflächen von den Aufnahmen 23 gehalten werden. Der Flüssigkeitsdurchtritt jedes der Teile 15 und 16 wird somit nicht enger, sondern behält eine Querschnittsfläche bei, die im wesentlichen die gleiche ist wie vor dem Verbinden dieser Teile.
Wie im Fall der in Fig. 5 gezeigten Elektroschmelz-Verbindung 21 kann die Ausführungsform der Erfindung derart sein, daß die Aufnahme 23 als integraler Teil der nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13 ausgeformt ist, die aus einem nicht-quervernetzten Polyolefin gefertigt ist.
Die Formen und Strukturen der quervernetzten Polyolefinschicht 12, der nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13, der elektrischen Heizdrähte 14, der Aufnahmen 23 etc. sind nicht auf die in den Fig. 4 und 5 gezeigten begrenzt und zahlreiche Modifikationen sind möglich.
Insbesondere ist zu beachten, daß bei einer Ausführungsform der Erfindung die durch die nicht- quervernetzten Polyolefinschichten 13 mit den elektrischen Heizdrähten 14 zu verbindenden Abschnitte nicht auf die Umfänge der Teile 15 und 16 begrenzt sind und die inneren und äußeren Umfänge dieser Teile einschließlich deren Enden oder die inneren Umfänge dieser Teile sein können.
Es ist ebenfalls zu beachten, daß die erfindungsgemäße Elektroschmelz-Verbindung nur mindestens einen die Aufnahmen 23 enthaltenden Verbindungsabschnitt aufweisen muß, die in einer Art und Weise vorgesehen sind, daß Nuten 22 gebildet werden, in die Teile 15 und 16 einzuschieben sind. Die Anzahl dieser Verbindungsabschnitte und deren Form und Aufbau sowie die Form des Hauptkörpers der Verbindung und selbst die Struktur der anderen Verbindungsabschnitte sind in keiner Weise limitiert. Zudem kann die Verbindung ein Verbindungsglied aufweisen oder auch nicht.
Wie zuvor detailliert beschrieben, weist die Elektroschmelz-Verbindung der Erfindung einen Verbindungsabschnitt auf, der elektrische Heizdrähte umfaßt, die entweder innerhalb oder auf der äußeren oder der inneren Oberfläche der nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschichten vorgesehen sind, die integrale Teile der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht sind, sowie eine Aufnahme eines zu verbindenden Teils, die derart vorgesehen ist, daß sie eine Nut bildet, in die das Teil einzuschieben ist. Aufgrund dieses Aufbaus bietet die Verbindung zufriedenstellende Ergebnisse bei erhöhten Temperaturen, was durch die hohe Wärmefestigkeit deutlich wird, und zeigt gute Dichtungseigenschaften. Zusätzlich kann diese Verbindung Teile verbinden, ohne das diese verformt werden, und sie kann bei der Montage und zahlreichen anderen Vorgängen effizient gehandhabt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Elektroschmelz-Verbindung weisen die äußere quervernetzte thermoplastische Harzschicht und die innere nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht unterschiedliche Farben auf, wobei die quervernetzte thermoplastische Harzschicht eine feine Öffnung aufweist, die von ihrer äußeren Oberfläche bis zu einem Punkt nahe der Grenze zwischen der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und der inneren nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht verläuft.
Wenn die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht mit einem zu verbindenden Teil verschmilzt, wird das Innere der Harzschicht geschmolzen, wobei es sich durch die von dem stromdurchflossenen elektrischen Draht gelieferte Hitze ausdehnt und der Druck in der geschmolzenen Harzschicht ansteigt. Wenn zufriedenstellende Schmelzzustände erreicht sind, tritt geschmolzenes nicht-quervernetztes thermoplastisches Harz aus der feinen Öffnung aus, um den Zeitpunkt anzuzeigen, an dem die Verschmelzung abgeschlossen ist. Das austretende nicht-quervernetzte thermoplastische Harz hat eine andere Farbe als die umliegende quervernetzte thermoplastische Harzschicht und kann daher leicht identifiziert werden. Das quervernetzte thermoplastische Harz wird nicht flüssig, sondern verbleibt als ein Gel, selbst wenn es geschmolzen ist, und nur das nicht-quervernetzte thermoplastische Harz wird flüssig und tritt aus der Öffnung aus.
Die Öffnung wird gleichzeitig dann ausgebildet, wenn die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 als ein integraler Teil einer nunmehr querzuvernetzenden Polyolefinschicht laminiert wird. Die zweite Polyolefinschicht wird dann quervernetzt, um die quervernetzte Polyolefinschicht 12 zu bilden.
Wenn die Verschmelzung stattfindet, werden die nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 13 geschmolzen, um durch die von den elektrischen Drähten 14 zugeführte Wärme zu expandieren, und der Druck in der Schmelze der nicht-quervernetzten Polyolefinschichten 1 3 steigt an. Wenn zufriedenstellende Schmelzbedingungen erreicht sind, tritt die Schmelze des nicht-quervernetzten Polyolefins aus der feinen Öffnung heraus, um den Zeitpunkt anzuzeigen, an dem die Verschmelzung abgeschlossen ist. Das austretende nicht-quervernetzte Olefin hat eine andere Farbe als die quervernetzte Polyolefinschicht 12 und kann daher leicht identifiziert werden. Die quervernetzte Polyolefinschicht 12 wird nicht flüssig, sondern verbleibt als Gel, selbst wenn sie geschmolzen ist, und lediglich das nicht-quervernetzte thermoplastische Harz wird flüssig. Daher kann der Zeitpunkt, an dem das Verschmelzen abgeschlossen ist, korrekt angezeigt werden, wodurch es dem Benutzer möglich ist, das Anlegen von Strom an die elektrischen Drähte 14 zum richtigen Zeitpunkt zu beenden.
Eine erfindungsgemäße Verbindung kann einen Verbindungsabschnitt mit einer rohrförmigen quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und ein Verbindungsglied aufweisen, das innerhalb oder außerhalb der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht eingeschoben wird und hieran entweder mechanisch durch eine Schraube oder andere geeignete Mittel oder chemisch durch ein Klebematerial wie beispielsweise ein modifiziertes thermoplastisches Harz befestigt wird.
Beispiele von Verbindungsgliedern, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, beinhalten Metallrohre und nicht metallische Rohre wie etwa Keramikrohre und Harzrohre mit einer Schraube bzw. einem Gewinde oder anderen mechanischen Mitteln an einem Ende, die eine Verbindung an den Verbindungsanschlüssen erlauben. Derartige Verbindungsglieder werden an der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht vorzugsweise mittels eines Klebematerials wie etwa eines modifizierten thermoplastischen Harzes befestigt. Das Klebematerial ist vorzugsweise zwischen dem Verbindungsglied und der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht vorgesehen. Falls dies gewünscht wird, kann das Klebematerial in der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht dispergiert sein.
Beispielhafte modifizierte thermoplastische Harze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Polyolefine, die durch Graftcopolymerisation modifiziert wurden mit modifizierenden Monomeren einschließlich ungesättigten Karbonsäuren wie etwa Acrylsäure und Maleinsäure, ungesättigten Karbonsäureanhydriden wie etwa Maleinanhydrid, Amide von ungesättigten Karbonsäuren, und ungesättigte Epoxide wie etwa Glycidylmethacrylat. Der Gehalt eines modifizierenden Monomers in dem modifizierten thermoplastischen Harz ist vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,001 bis 5 Gewichtsprozenten des modifizierten thermoplastischen Harzes.
Die mit einem Verbindungsglied versehene Elektroschmelz-Verbindung gemäß der Erfindung kann durch das folgende Verfahren gefertigt werden: mindestens zwei Komponenten, d. h., die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht mit entweder einem darin oder an ihrer äußeren oder inneren Oberfläche vorgesehenen elektrischen Heizdraht und ein Verbindungsglied mit einer Beschichtung eines Klebematerials wie etwa einem modifizierten thermoplastischen Harz werden in eine Spritzgußausnehmung eingefügt; ein quervernetzbares thermoplastisches Harz wird injiziert und auf die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und das Verbindungsglied laminiert, um eine integrale Anordnung zu bilden; anschließend wird die quervernetzbare thermoplastische Harzschicht quervernetzt, um die quervernetzte thermoplastische Harzschicht zu bilden. Falls dies gewünscht wird, muß das Klebematerial nicht auf das Verbindungsglied aufgetragen sein, sondern kann in dem quervernetzbaren thermoplastischen Harz dispergiert sein, das in die Gießausnehmung zu injizieren ist.
Die derart hergestellte Elektroschmelz-Verbindung wird in der folgenden Art und Weise verwendet: das Verbindungsglied in dem Verbindungsabschnitt wird mit einem Verbindungsanschluß wie etwa einer Düse an einem Leitungskopfstück verbunden; zu diesem Zeitpunkt wird ein zu verbindendes Teil wie etwa ein Rohr aus einem thermoplastischen Harz so montiert, daß es die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht in dem Verbindungsabschnitt berührt; wenn ein elektrischer Strom an den elektrischen Draht von einer durch einen Anschluß verbunden externen Stromquelle angelegt wird, schmilzt die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und verschmilzt mit dem fraglichen Teil, um ein integraler Teil des letzteren zu werden. Mittels dieses Verfahrens kann der metallische Verbindungsanschluß an dem Harzrohr dicht und zuverlässig angeschlossen werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben. Die Elektroschmelz-Verbindung gemäß der Erfindung verfügt zumindest über einen Elektroschmelz- Verbindungsabschnitt, der mit einer Aufnahme des zu verbindenden Teils wie in der vorhergehenden Ausführungsform versehen ist sowie über zumindest einen Verbindungsabschnitt mit einem Verbindungsabschnitt. Wie bei der Elektroschmelz-Verbindung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Aufnahme des zu verbindenden Teils als ein integraler Teil der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht oder der nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht ausgebildet sein. Alternativ kann die Aufnahme als ein integraler Teil des Verbindungsglieds ausgebildet sein oder sie kann aus anderen Materialien geformt sein. Die Nut, in die das zu verbindende Teil einzufügen ist, kann so ausgeformt sein, daß sie an einem Ende der Elektroschmelz-Verbindung offen ist.
Die mit einem Verbindungsglied ausgestattete Elektroschmelz-Verbindung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann durch das gleiche Verfahren gefertigt werden wie bei der vierten Ausführungsform. Das Klebematerial zum Verkleben des Verbindungsglieds mit der Verbindung muß nicht auf dem Verbindungsglied aufgetragen sein, sondern kann in dem quervernetzbaren thermoplastischen Harz dispergiert sein, der in die Gußausnehmung eingespritzt wird. Die Aufnahme des zu verbindenden Teils kann zuvor als ein integraler Teil des Verbindungsglieds ausgeformt sein. Alternativ kann sie als ein integraler Teil der quervernetzbaren thermoplastischen Harzschicht ausgebildet sein, die in der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht auszubilden ist.
Diese Ausführungsform wird im folgenden unter Bezug auf die in den Fig. 6 bis 8 gezeigten bevorzugten Beispiele beschrieben, die Querschnitte sind, welche drei verschiedene Beispiele der Elektroschmelz- Verbindung zeigen, die mit einem Verbindungsglied gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet sind.
Die Elektroschmelz-Verbindungen mit einem Verbindungsglied, die mit 40 und 41 in den Fig. 6 und 7 bezeichnet sind, sind dieselben wie diejenigen Elektroschmelz-Verbindungen, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind, mit der Ausnahme, daß eines ihrer Enden (das linke offene Ende in diesen Zeichnungen) als ein Verbindungsabschnitt ausgebildet ist, der mit einem Verbindungsglied versehen ist.
Die in Fig. 6 gezeigte Elektroschmelz-Verbindung 40 weist die folgenden wesentlichen Komponenten auf: eine rohrförmige quervernetzte Polyolefinschicht 12, die den Hauptkörper der Verbindung bildet; einen Elektroschmelz-Verbindungsabschnitt, der eine nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13, die als ein integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 12 auf der Innenseite an einem Ende (an dem rechten Ende in Fig. 6) in dem Bereich ausgebildet ist, wo sie das zu verbindende Teil 15 berührt, einen elektrischen Heizdraht 14, der entweder in oder auf der äußeren oder inneren Oberfläche der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 vorgesehen ist, und eine Aufnahme 23 des Teils 15 aufweist, die derart vorgesehen ist, daß sie eine Nut 22 innerhalb der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 bildet, in die das Teil 15 einzuschieben ist; sowie einen Verbindungsabschnitt, der ein Verbindungsglied 33, das an dem anderen Ende (auf der linken Seite in Fig. 6) der quervernetzten Polyolefinschicht 12 befestigt ist, indem es innen in diese hineingeschoben ist, und eine modifizierte Polyolefinschicht 34 aufweist, die als ein Klebematerial dient, das zwischen dem eingeschobenen Abschnitt 33a des Verbindungsglieds 33 und der quervernetzten Polyolefinschicht 12 bereitgestellt ist.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die Aufnahme 23 als ein integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 12 in dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel ausgeformt, indem sie aus quervernetztem Polyolefin hergestellt ist, und sie ist als ein integraler Teil der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 in dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel ausgeführt, indem sie aus einem nicht-quervernetzten Polyolefin gefertigt ist.
In der mit einem Verbindungsglied versehenen Elektroschmelz-Verbindung 42, die in Fig. 7 gezeigt ist, verläuft die Aufnahme 23 als ein integraler Teil des eingeschobenen Abschnitts 33a des Verbindungsglieds 33 derart, daß die Nut 22 zwischen dieser Aufnahme und der nicht-quervernetzten Polyolefinschicht 13 ausgebildet ist, wobei in diese Nut das zu verbindende Teil einzuschieben ist.
Die zuvor beschriebene Elektroschmelz-Verbindung 42 mit diesem Aufbau kann nach dem folgenden Verfahren gefertigt werden: die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 mit dem elektrischen Heizdraht 14, der entweder darin oder in ihrer äußeren oder inneren Oberfläche eingelegt oder um ihre Oberfläche herumgewunden ist, sowie der eingeschobenen Abschnitt 33 des Verbindungsglieds 33, der auf der äußeren Oberfläche mit der modifizierten Polyolefinschicht 34 beschichtet ist, und die Aufnahme 23 werden in eine Spritzgußausnehmung eingelegt anschließend wird ein quervernetzbares Polyolefin, das ein Quervernetzungsmittel, eine Quervernetzungshilfe, etc. in einem Polyolefin enthält, injiziert und auf die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13, das Verbindungsglied 33 und die Aufnahme 23 laminiert, um eine integrale Anordnung zu bilden; und anschließend wird die quervernetzbare Polyolefinschicht quervernetzt, um die quervernetzte Polyolefinschicht 12 zu bilden.
Jede der Elektroschmelz-Verbindungen 40, 41 und 42 gemäß der fünften Ausführungsform kann mit einem Verbindungsanschluß wie einer Düse an einem Leitungskopfstück verbunden werden durch Drehen der Schraube bzw. des Gewindes 36 in dem Vorsprung 33b des Verbindungsglieds 33 in den Anschluß. Anschließend wird das zu verbindende Teil, wie etwa ein Polyolefinrohr, in die Nut 22 eingeschoben und die mit der quervernetzten Polyolefinschicht 12 integrale nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 thermisch geschmolzen, um zu verschmelzen und ein integraler Teil des Teils 15 zu werden. Somit weisen die Verbindungen 40, 41 und 42 gemäß der fünften Ausführungsform nicht nur in hohem Maß die Fähigkeit auf, ihre eigene Form beizubehalten, sondern sie zeigen zudem eine gute Dichtleistung, die selbst dann über einen langen Zeitraum erhalten bleibt, wenn sie zur Verbindung von Heißwasserversorgungsrohren verwendet werden.
Wenn die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 schmilzt, wird das aus einem thermoplastischen Harz gefertigte Teil 1 5 weich, es verformt sich jedoch nicht, da seine innere Oberfläche durch die Aufnahme 23 gestützt wird. Somit wird der Flüssigkeitskanal des Teils 15 nicht verengt, sondern behält eine Querschnittsfläche bei, die im wesentlichen die gleiche ist wie diejenige, bevor das Teil 15 verbunden wurde.
Wie zuvor beschrieben, ist die Elektroschmelz-Verbindung mit einem Verbindungsglied gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung sowohl mit dem Verbindungsabschnitt versehen, der in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, als auch mit einem mit einem Verbindungsglied versehenen Verbindungsabschnitt, wie in der vierten Ausführungsform. Die Verbindung kann somit entsprechend den zahlreichen Beispielen dieser vorherigen Ausführungsformen ausgeführt werden, um diejenigen Vorteile zu zeigen, die diese bieten.
Wie auf den vorstehenden Seiten detailliert beschrieben, weist die mit einem Verbindungsabschnitt versehene Elektroschmelz-Verbindung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sowohl eine Verbindungsabschnitt auf, an dem ein Verbindungsglied befestigt ist, als auch einen Verbindungsabschnitt mit einer nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht, die mit einem elektrischen Heizdraht und einer Aufnahme für ein zu verbindendes Teil versehen ist. Diese Verbindung kann leicht an einem Verbindungsanschluß wie etwa einer Düse an einem Leitungskopf zur Heißwasserzufuhr angeschlossen werden. Desweiteren verhält sich diese Verbindung zufriedenstellend bei erhöhten Temperaturen, was sich durch die hohe Wärmefestigkeit ergibt, und zeigt gute Dichteigenschaften. Zusätzlich kann diese Verbindung zahlreiche Teil verbinden, ohne deren Deformation zu verursachen, und sie kann bei der Montage und zahlreichen anderen Vorgängen effizient gehandhabt werden.
Die Erfindung ist nicht lediglich allein auf diese Beispiele begrenzt und kann Verbindungen mit mehr als einem Abschnitt für anzuschließende Anschlußteile umfassen, beispielsweise ein Kniestück, eine T-Verbindung und eine Kreuzverbindung. Eine an einem Ende geschlossene Blindverbindung wird ebenfalls von der Erfindung umfaßt. Wenn Verbindungen verwendet werden, die zwei oder mehr Verbindungsabschnitt aufweisen, muß zumindest einer der Verbindungsabschnitte ein Elektroschmelz-Verbindungsabschnitt sein, der die quervernetzte Polyolefinschicht 12 und die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 13 aufweist, die integral mit der quervernetzte Polyolefinschicht 12 ist und die den elektrischen Heizdraht 14 aufweist. An den anderen Verbindungsabschnitten kann daher ein Verbindungsglied wie beispielsweise ein Schraubstück befestigt sein. Der Hauptkörper der Verbindung muß nicht vollständig aus der quervernetzten Polyolefinschicht 12 gebildet sein, aus gießtechnischen Gründen ist es jedoch vorteilhaft, daß der Hauptkörper der Verbindung vollständig aus der quervernetzten Polyolefinschicht 12 gebildet ist.
Bei den zuvor beschriebenen Beispielen ist die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht mit dem elektrischen Heizdraht in dem Verbindungsabschnitt auf der inneren Oberfläche der quervernetzten Polyolefinschicht ausgebildet, so daß sie den Umfang des zu verbindenden Teils berührt. Die Erfindung ist jedoch nicht allein auf diesen Fall beschränkt und die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht kann auf der äußeren Oberfläche der quervernetzten Polyolefinschicht derart ausgeformt sein, daß sie mit der inneren Oberfläche oder Enden des zu verbindenden Teils zusammentrifft.
Im folgenden wird ein Kopfstück zum Verteilen von heißem Wasser von einem als Wärmequelle dienendem Gerät unter Bezug auf die Fig. 9 und 10 beschrieben. Das Kopfstück umfaßt einen Kopfstückkörper, der in einer hohlen Form aus einem quervernetzten thermoplastischen Harz geformt ist, eine auf der Einlaßseite des Kopfstückkörpers vorgesehene Aufnahme und zumindest eine Aufnahme auf der Auslaßseite, wobei zumindest ein Teil der Aufnahmen einen Elektroschmelz-Verbindungsabschnitt der gleichen Art aufweist, wie er in der ersten Ausführungsform verwendet ist, die ein quervernetztes thermoplastisches Harz und ein nicht- quervernetztes Harz mit einem elektrischen Heizdraht aufweist, der entweder innerhalb oder an seiner äußeren oder inneren Oberläche vorgesehen ist.
Wenn die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und der elektrische Heizdraht an einer oder mehreren Aufnahmen auszubilden sind, können die anderen Aufnahmen mit Verbindungsgliedern versehen sein, die üblicherweise verwendet werden, um Verbindungen zu Rohren herzustellen. Ein beispielhaftes Verbindungsglied ist ein Metallrohr, das an einem Ende ein Gewinde oder eine Schraube oder andere Mittel zum Herstellen einer Kupplung an Anschlußenden aufweist. Das Verbindungsglied ist vorzugsweise an der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht durch Kleben mit einem Klebematerial wie etwa einem modifizierten thermoplastischen Harz befestigt. Das Klebematerial ist vorzugsweise zwischen dem Verbindungsglied und der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht zwischengefügt, falls dies gewünscht wird, kann es jedoch in der quervernetzten thermoplastischen Harzschicht dispergiert sein.
Das Kopfstück wird gemäß dem nachfolgenden Verfahren gefertigt:
Eine rohrförmige nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht mit einem elektrischen Heizdraht, der entweder darin oder auf ihrer äußeren oder inneren Oberfläche vorgesehen ist, wird in die Ausnehmung einer Spritzgußform eingelegt; ein quervernetzbares thermoplastisches Harz wird eingespritzt und auf die nicht- quervernetzte thermoplastische Harzschicht laminiert, um eine integrale Einheit zu bilden; anschließend wird die quervernetzbare thermoplastische Harzschicht quervernetzt, um die quervernetzte thermoplastische Harzschicht zu bilden. Wenn ein Verbindungsglied notwendig ist, kann es an dem fertiggestellten Kopfstück befestigt werden. Alternativ kann es zusammen mit den anderen Komponenten spritzgegossen werden, wobei es in die Gußausnehmung eingelegt wird, nachdem es mit einem Klebematerial wie etwa einem modifizierten thermoplastischen Harz beschichtet wurde. Im letzteren Fall muß das Klebematerial nicht auf die nicht- quervernetzte thermoplastische Harzschicht aufgetragen werden, sondern kann in dem einzuspritzenden quervernetzbaren thermoplastischen Harz dispergiert sein.
Das derart gefertigte Kopfstück wird so verwendet, daß die Wasserzuführhauptleitung von dem die Wärmequelle bereitstellenden Gerät mit der Aufnahme an der Einlaßseite verbunden wird und die Zweigrohre zu den notwendigen Hähnen mit den Aufnahmen auf der Auslaßseite verbunden werden. In Fällen, in denen ein Verbindungsglied verwendet wird, wird das Kopfstück so installiert, daß das Verbindungsstück mit dem Verbindungsendstück eines zu verbindenden Teils (zum Beispiel einem Rohr) verbunden wird, wogegen ein Kunststoffrohr wie etwa ein Thermoplastikrohr in Berührung mit der nicht-quervernetzten Thermoplastikschicht gebracht wird. Wenn ein elektrischer Strom an den elektrischen Heizdraht angelegt wird, schmilzt das nicht- quervernetzte thermoplastische Harz und verschmilzt, um eine integrale Einheit mit dem Kunststoff rohr zu werden. Dies ermöglicht es, daß das Kopfstück dicht und zuverlässig mit allen Rohren verbunden werden kann.
Wie im Fall der zu verbindenden Teile durch Elektroschmelz-Verbindungen, wie sie auf den vorstehenden Seiten beschrieben wurden, sind Rohre, die mit dem Kopfstück zu verbinden sind, vorzugsweise solche, bei denen die Oberflächenschicht oder der gesamte Abschnitt aus einem thermoplastischen Harz, insbesondere einem mischbaren thermoplastischen Harz besteht. Rohre aus nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzen wie Olefinen zeigen eine besonders gute Verschmelzungsfähigkeit.
Das Kopfstück für Heißwasserverteilung wird im folgenden spezifisch unter Bezugnahme auf die in den Fig. 9 und 10 gezeigten Beispiele beschrieben, die teilweise aufgebrochene Frontansichten von zwei unterschiedlichen Beispielen des Kopfstückes zeigen.
Das allgemein mit 60 bezeichnete Kopfstück besteht aus einem hohlen Kopfstückkörper 61 und einer quervernetzten Polyolefinschicht 62, die auf der Einlaßseite eine rohrförmige Aufnahme 91 bildet sowie mehreren rohrförmigen Aufnahmen 92a, 92b, 92c und 92d auf der Auslaßseite. Der Kopfstückkörper und die Aufnahmen sind aus einem quervernetzten Polyolefin in einer integralen Einheit geformt. Die Aufnahme 91 an der Einlaßseite ist an einem Ende des Kopfstücks 60 offen, während die Aufnahmen 92a, ... auf der Auslaßseite, die in einer Reihe angeordnet sind, in einer zu der Aufnahme 91 senkrechten Richtung offen sind.
Alle Aufnahmen 91, 92a, 92b, 92c und 92d (in dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel) oder die Aufnahmen auf der Auslaßseite 92a bis 92d (in dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel) haben den folgenden Aufbau: auf der inneren Oberfläche der rohrförmigen quervernetzten Polyolefinschicht 62, die als ein integraler Teil des Kopfstückkörpers 61 geformt ist, ist eine rohrförmige nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 laminiert, um ein integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 62 zu werden, und eine Spule eines elektrischen Heizdrahtes 64 ist in die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 eingelagert und mit Anschlüssen 65 und 66 verbunden, um einen Elektroschmelz-Verbindungsabschnitt des gleichen Types zu bilden, wie er in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Ein Verbindungsglied 33 ist bei dem in Fig. 10 gezeigten Kopfstück auf der Einlaßseite an der Aufnahme 91 angefügt.
Das Verbindungsglied 33 ist ein Metallrohr, daß auf dem Vorsprung 33b auf der dem eingeschobenen Abschnitt 33a entgegenliegenden Seite ein Schraubgewinde 36 aufweist, das als Verbindungsmittel dient. In der Mitte zwischen 33a und 33b ist ein Sechskantflansch 37 aufgebildet, an den ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann. Eine modifizierte Polyolefinschicht 34 ist längs der gesamten Umfangsfläche des Zwischenraums zwischen dem eingeschobenen Abschnitt 33a des Verbindungsglieds 33 und der quervernetzten Polyolefinschicht 62 angeordnet, um diese zusammenzukleben.
Das den zuvor beschriebenen Aufbau aufweisende Kopfstück 60 wird durch das folgende Verfahren hergestellt: die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 mit dem elektrischen Heizdraht 64, der entweder darin oder auf ihrer äußeren oder inneren Oberfläche eingelegt oder um ihre Oberfläche herumgewunden ist, wird in die Ausnehmung einer Spritzgußform eingelegt; ein quervernetzbares Polyolefin, das ein Quervernetzungsmittel, eine Quervernetzungshilfe, etc. in einem Polyolefin enthält, wird eingespritzt und über die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 laminiert, um eine integrale Einheit zu bilden; anschließend wird die quervernetzbare Polyolefinschicht quervernetzt, um die quervernetzte Polyolefinschicht 62 zu bilden. Das Verbindungsglied 33 kann entweder an dem fertigen Kopfstück befestigt werden oder zusammen mit den anderen Komponenten spritzgegossen werden, wobei der eingeschobenen Abschnitt 33a des Verbindungsglieds 33 in die Gußausnehmung eingeschoben wird, nachdem er mit der modifizierten Polyolefinschicht 34 auf der äußeren Oberfläche beschichtet wurde.
Das so hergestellte Kopfstück 60 wird derart veriniendet, daß die Wasserhauptleitung 88 von dem die Wärmequelle bereitstellenden Gerät 82 (siehe Fig. 13) mit der Aufnahme 91 an der Einlaßseite verbunden wird, während Zweigrohre 93a, 93b, 93c und 93d zu den Hähnen 83, 84, 85, etc. mit den Aufnahmen 92a, 92b, 92c bzw. 92d auf der Auslaßseite verbunden werden. Wenn das Kopfstück mit dem in Fig. 10 gezeigten Verbindungsglied 33 versehen ist, wird dieses Glied mit dem Anschlußendstück der Wasserhauptleitung 88 verbunden, während die aus Kunststoff wie etwa einem Polyolefin gefertigten Zweigrohre 93a, 93b, 93c und 93d derart montiert werden, daß sie die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 in den Aufnahmen 92a, 92b, 92c und 92d berühren, wie in Fig. 13 gezeigt. In dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel sind sowohl die Wasserhauptleitung 88 als auch die Zweigrohre 93a, 93b, 93c und 93d mit den Aufnahmen 91, 92a, 92b, 92c und 92d so verbunden, daß sie die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 in diesen Aufnahmen berühren, wie in Fig. 13 gezeigt. Anschließend wird ein elektrischer Strom an den elektrischen Draht 64 über Anschlüsse 65 und 66 angelegt, woraufhin die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 schmilzt und verschmilzt, um ein integraler Teil jedes der anzuschließenden Rohre zu werden. Dies stellt sicher, daß das Kopfstück 60 tatsächlich dicht mit den notwendigen Rohren verbunden ist.
Das Verbindungsglied 33 ist dazu geeignet, eine Verbindung mit Metallrohren herzustellen, während die Elektroschmelz-Verbindung geeignet ist, wenn ein Kunststoffrohr zu verbinden ist. Die Auslegung dieser Vorrichtungen kann daher in Übereinstimmung mit dem speziellen anzuschließenden Rohr festgelegt werden.
Das Kopfstück 60 weist die quervernetzte Polyolefinschicht 62 als dasjenige Element auf, das für die Wärmefestigkeit verantwortlich ist, so daß es seine Eigenform wirksam beibehält, selbst wenn es dazu verwendet wird, Heißwasserrohre zu verbinden. Zudem wurde die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 verschmolzen, um ein integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 62 zusammen mit dem Verbindungsglied 33 zu werden, so daß das Kopfstück gute Dichtungseigenschaften zeigt, die über einen langen Zeitraum selbst dann beibehalten werden, wenn es dazu verwendet wird, Heißwasserrohre zu verbinden.
In dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel ist die Aufnahme 91 auf der Einlaßseite mit einem Verbindungsglied versehen, dies kann jedoch auch an einer oder mehreren der Aufnahmen auf der Auslaßseite angebracht sein. Das Verbindungsglied 33 kann andere Verbindungsmittel aufweisen als Gewinde bzw. Schrauben.
Wie auf den vorangegangenen Seiten beschrieben, weist das Kopfstück einen Elektroschmelz- Verbindungsabschnitt auf, der eine nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und einen elektrischen Heizdraht umfaßt, und der an zumindest einer der Aufnahmen an dem aus einem quervernetzten thermoplastischen Harz gefertigten Kopfstück vorgesehen ist. Aufgrund dieser Anordnung verfügt das Kopfstück über eine hohe Wärmefestigkeit, zeigt gute Dichtungseigenschaften, ist leichtgewichtig und korrosionsresistent, kann leicht mit Kunststoffrohren verbunden werden und ist für eine Massenproduktion geeignet.
Ein Kopfstück zur Heißwasserverteilung wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 11 und 12 beschrieben und umf ßt einen Kopfstückkörper, der aus einem quervernetzten thermoplastischen Harz in einer hohlen Form geformt ist, sowie eine Vielzahl von Aufnahmen auf der Auslaßseite des Kopfstückkörpers, die aus einem quervernetzten thermoplastischen Harz als ein integraler Teil des Kopfstückkörpers so ausgebildet sind, daß die rohrförmige Harzschicht einen Bohrungsdurchmesser aufweist, der ausreichend ist, um die Heißwasserdurchflußrate zuzulassen, der zu jeder Aufnahme verteilt wird.
Vorzugsweise werden die Aufnahme auf der Einlaßseite und die mehreren Aufnahmen auf der Auslaßseite jeweils aus einem Laminat der rohrförmigen quervernetzten thermoplastischen Harzschicht gebildet sowie einer rohrförmigen nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht, die durch Schmelzen verbunden werden kann. Besonders bevorzugt ist es, daß jede dieser Aufnahmen ein Elektroschmelz-Verbindungsabschnitt ist, der einen elektrischen Heizdraht aufweist, der entweder innerhalb oder auf seiner äußeren oder inneren Oberfläche vorgesehen ist, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Beim Herstellen dieses Kopfstückes muß eine Spritzgußform verwendet werden, deren Ausnehmungskonfiguration so beschaffen ist, daß eine Vielzahl von Aufnahmen mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern auf der Auslaßseite geformt werden kann. Das Laminieren einer nicht-quervernetzten thermoplastischen Harzschicht an einer Aufnahme, das Plazieren eines elektrischen Heizdrahtes und das Befestigen eines Verbindungsglieds kann in genau der gleichen Art und Weise durchgeführt werden wie zuvor und wird nicht detailliert beschrieben.
Das so hergestellte Kopfstück wird derart verwendet, daß die Wasserversorgungshauptleitung von dem als Wärmequelle dienenden Gerät mit der Aufnahme auf der Einlaßseite verbunden wird und die Zweigrohre zu den notwendigen Hähnen mit den Aufnahmen auf der Auslaßseite verbunden werden. Die Aufnahmen auf der Auslaßseite mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern werden mit Zweig leitungen verbunden, die entsprechende Bohrungsdurchmesser haben. Falls ein Verbindungsglied an einer Aufnahme befestigt ist, wird es mit dem Anschlußendstück des Rohrs verbunden, mit dem diese Aufnahme zu verbinden ist. Wenn eine nicht- quervernetzte thermoplastische Harzschicht an einer Aufnahme laminiert ist, wird ein Kunststoffrohr wie etwa ein Rohr aus thermoplastischem Harz derart montiert, daß es die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht berührt, und anschließend durch einige andere Maßnahmen wie beispielsweise Elektroschmelz- Verbindung verbunden. Wenn sowohl eine nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht als auch ein elektrischer Heizdraht an einer Aufnahme vorzusehen sind, wird das anzuschließende Rohr in gleicher Weise montiert und ein Strom an den elektrischen Draht angelegt, woraufhin die nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht schmilzt und als ein integraler Teil des Rohres verschmilzt. Somit stellt jedes Verfahren sicher, daß das Kopfstück tatsächlich dicht mit dem notwendigen Rohr verbunden ist.
Zwei unterschiedliche Beispiele des Kopfstückes sind in den Fig. 11 und 1 2 gezeigt. Die in diesen Zeichnungen gezeigten Kopfstücke sind identisch mit denjenigen in den Fig. 9 bzw. 10 mit der Ausnahme, daß die Aufnahmen auf der Auslaßseite des Kopfstückkörpers unterschiedliche Bohrungsdurchmesser haben, so daß die gleichen Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht im Detail beschrieben werden.
Bei dem in den Fig. 11 und 12 allgemein mit 70 bezeichnetem Kopfstück ist die Aufnahme 91 auf der Einlaßseite zu einem Ende des Kopfstücks hin offen, während die Aufnahmen 92a, 92b, 92c und 92d auf der Auslaßseite, die in einer Reihe angeordnet sind, in einer Richtung offen sind, die senkrecht zu der Aufnahme 91 liegt, und unterschiedliche Bohrungsdurchmesser Da, Db, Dc und Dd aufweisen, die ausreichend bemessen sind, um es zu ermöglichen, daß die Heißwasserdurchflußrate zu jeder der Aufnahmen verteilt wird.
Das den oben beschriebenen Aufbau aufweisende Kopfstück 70 wird so verwendet, daß die Wasserhauptleitung von dem die Wärmequelle bereitstellenden Gerät 82 mit der Aufnahme 91 an der Einlaßseite verbunden ist und daß Zweigrohre 93a, 93b, 93c und 93d unterschiedlicher Größe zu Hähnen 83, 84, 85, etc. mit Aufnahmen 92a, 92b, 92c und 92d auf der Auslaßseite verbunden werden, die Bohrungsdurchmesser haben, die denjenigen der zugeordneten Zweigrohre entsprechen. Wenn das Kopfstück mit dem Verbindungsglied 33 versehen ist, wie in Fig. 12 gezeigt, wird das Glied mit einem Anschlußendstück der Wasserhauptleitung 88 verbunden, während die Zweigrohre 93a, 93b, 93c und 93d, die aus Kunststoff wie etwa Polyolefinen gefertigt sind, so montiert werden, daß sie die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 in den Aufnahmen 92a, 92b, 92c und 92d berühren, wie in Fig. 13 gezeigt. In dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel sind sowohl die Wasserhauptleitung 88 als auch die Zweigleitungen 93a, 93b, 93c und 93d so mit den Aufnahmen 91, 92a, 92b, 92c und 92d verbunden, daß sie die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 in diesen Aufnahmen berühren, wie in Fig. 13 gezeigt. Anschließend wird elektrischer Strom an den elektrischen Draht 64 über die Anschlüsse 65 und 66 angelegt, woraufhin die nicht-quervernetzte Polyolefinschicht 63 schmilzt und verschmilzt, um ein integraler Teil jedes anzuschließenden Rohres zu werden. Dies stellt sicher, daß das Kopfstück 70 tatsächlich dicht mit den notwendigen Rohren verbunden ist.
Das Kopfstück 70 weist die quervernetzte Polyolefinschicht 62 als ein Element auf, das für die Wärmefestigkeit verantwortlich ist, so daß es dazu in der Lage ist, seine eigene Form effektiv beizuhalten, selbst wenn es dazu verwendet wird, Heißwasserrohre zu verbinden. Weiterhin haben die Aufnahmen 92a, ... auf der Auslaßseite des Kopfstückkörpers unterschiedliche Bohrungsdurchmesser, die dazu geeignet sind, die Durchflußrate des heißen Wassers zu jeder der Aufnahmen zu verteilen, so daß sie direkt mit Zweigrohren unterschiedlicher Bohrungsdurchmesser ohne Verwendung von Reduzierstücken verwendet werden können. Das Kopfstück stellt somit eine effektive Abdichtung und hohe Handhabungseffizienz sicher. Zusätzlich ist die nicht- quervernetzte Polyolefinschicht 63 verschmolzen, um ein integraler Teil der quervernetzten Polyolefinschicht 62 zusammen mit dem Verbindungsglied 33 zu werden, so daß das Kopfstück gute Dichtungseigenschaften zeigt, die über einen langen Zeitraum selbst dann beibehalten werden, wenn es zum Verbinden von Heißwasserrohren verwendet wird.
Der Kopfstückkörper und die Aufnahmen an seiner Auslaßseite mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern sind durch Gießen von quervernetztern thermoplastischen Harz als integrale Einheit geformt. Das sich hieraus ergebende Kopfstück weist somit eine hohe Wärmefestigkeit auf, ist leichtgewichtig und korrosionsresistent, kann leicht mit Kunststoffrohren unterschiedlicher Bohrungsdurchmesser verbunden werden und ist für eine Massenproduktion geeignet.
Wenn eine nicht-quervernetzte thermoplastische Harzschicht und sogar ein elektrischer Heizdraht an der Aufnahme auf der Einlaßseite oder den mehreren Aufnahmen auf der Auslaßseite vorgesehen sind, kann ein Kopfstück erhalten werden, das eine hohe Dichtleistung zeigt, insbesondere über einen langen Zeitraum, und das ein leichtes Verbinden mit den Rohren gestattet.
Obwohl nicht gezeigt, sind die Elektroschmelz-Verbindungen der oben beschriebenen Kopfstücke mit Aufnahmeabschnitten gemäß der Erfindung versehen.

Beispiele

Die Erfindung wird im folgenden detaillierter unter Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben.

(Beispiel 1)

Ein Polyethylen mittlerer Dichte, das durch ein Färbemittel gefärbt ist, wurde als nicht-quervernetzter thermoplastischer Harz 13 der Erfindung verwendet. Das gefärbte Polyethylen mittlerer Dichte, das durch Verwendung von 1,5 % (Gewicht) eines Quervernetzungsmittels (Vinyltrimethoxysilan) quervernetzt ist, wurde als das quervernetzte thermoplastische Harz 12 der Erfindung verwendet. Ein Ni-Cr-legierungsdraht (0,3 mm ) wurde als das Material des elektrischen Heizdrahts 14 verwendet.
Die Elektroschmelz-Verbindung 20, die einen Aufbau hat, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, die mit anzuschließenden Rohren 15 und 16 mit einem adaptierbaren Maß von 8 bis 21,5 mm verbunden werden kann, wurde gemäß den zuvor beschriebenen Verfahren gefertigt.
Die anzuschließenden Rohre 15 und 16, die aus dem gleichen Material gefertigt waren und ein adaptives Maß aufweisen, wurden an einem Ende in Nuten an gegenüberliegenden Seiten der Elektroschmelz- Verbindung 20 eingeschoben. Anschließend wurde Strom an die zuvor beschriebenen elektrischen Heizdrähte 14, die mit einer externen elektrischen Stromquelle verbunden waren, für etwa 20 Sekunden angelegt, wobei die Spannung kontrolliert oder gesteuert wurde, um eine geeignete Energiedichte zu erhalten. Die Bedingungen für das Stromanlegen im Falle eines adaptiven Maßes (äußerer Durchmesser) der Rohre von 13 mm waren wie folgt: Widerstand des elektrischen Heizdrahtes 14, 14,5Ω; Spannung, 40 V; und die Zeit des Aufbringens, 20 Sekunden.
Als die Dichtungseigenschaften des Verbindungsabschnitts nach Fertigstellung der Verbindung geprüft wurden, wurde für mindestens 100 Stunden unter einem Drudk von 10 kg/cm² bei 90ºC keine Undichtigkeit gefunden, wodurch der Verbindung ähnliche Oichtungseigenschaften bestätigt wurden wie diejenigen der anzuschließenden Rohre. Es wurde ebenfalls bestätigt, daß die Verbindung bei der Montage und anderen Vorgängen effizienter gehandhabt werden kann als im Fall der Verbindung unter Verwendung von Schraubenschlüsseln und dergleichen.

(Beispiel 2)

Ein modifiziertes Polyethylen 34 wurde als Klebematerial zur Verwendung in dem aus Messing hergestellten Verbindungsglied 33 präpariert durch Durchführung von Graftcopolymerisation eines Polyethylens mittlerer Dichte und Maleinsäure mittels einer Schmelzknetung. Unter Verwendung des derart präparierten modifizierten Polyethylens und den gleichen Harzmaterialien und Materialien für den elektrischen Heizdraht wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren die mit dem Verbindungsglied versehene Elektroschmelz-Verbindung 40 hergestellt, die den in Fig. 6 gezeigten Aufbau aufweist, wobei das adaptive Maß des anzuschließenden Rohrs 15 8 bis 21,5 mm ist.
Das aus dem gleichen Material gefertigte anzuschließende Rohr 15 mit einem adaptiven Maß wurde in die Verbindung eingeschoben und der Verbindungsabschnitt wurde durch Anlegen von elektrischem Strom an die zuvor beschriebenen elektrischen Heizdrähte 14 in der gleichen Weise verbunden, wie im Beispiel 1 beschrieben.
Als nach Fertigstellung der Verbindung die Dichteigenschaften des Verbindungsabschnitts überprüft wurden, wurde genau wie bei den im Beispiel 1 beschriebenen Ergebnissen festgestellt, daß die Verbindung die gleichen Oichteigenschaften hatte wie die zu verbindenden Rohre. Es wurde ebenfalls bestätigt, daß die Verbindung bei der Montage und bei anderen Vorgängen effizienter gehandhabt werden konnte als im Fall von Verbindungen, die Schraubenschlüssel und dergleichen verwenden, wie im Beispiel 1 beschrieben.

Claims

1. Eine Elektroschmelz-Verbindung (10) mit einem Hauptkörperabschnitt (12), der aus einer quervernetzten thermoplastischen Harzschicht und wenigstens einem einstückig damit vergossenen Verbindungsabschnitt gebildet ist, der dazu eingerichtet ist, mit einem rohrförmigen Teil heiß- verschweißt zu werden, wobei

der Verbindungsabschnitt ein nicht-quervernetzbares thermoplastisches Harz aufweist und einen elektrischen Heizdraht (14) hat, der daran angeordnet oder darin eingebettet ist und in wenigstens einer Hauptoberfläche des Hauptkörpers eingebettet ist; gekennzeichnet durch:

einen Aufnahmeabschnitt (23), eine Nut (22), in die ein rohrförmiges Teil einzuschieben ist, die zwischen dem Aufnahmeabschnitt und der Oberfläche des Hauptkörpers gebildet ist, in der der Verbindungsabschnitt eingebettet ist; und dadurch, daß

der Verbindungsabschnitt sich nicht zu dem äußeren Ende der Elektroschmelz-Verbindung erstreckt.

2. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 1, bei der das quervernetzte thermoplastische Harz ein quervernetztes Polyolefin enthält; und das nicht-quervernetzbare thermoplastische Harz ein nicht-quervernetzbares Polyolefin-Harz enthält.

3. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Verbindungsabschnitt in dem Hauptkörperabschnitt der Verbindung an dessen innerer Hauptoberfläche so eingebettet ist, daß der Verbindungsabschnitt mit der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Teils heiß-verschweißt werden kann.

4. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Verbindungsabschnitt mit dem Hauptkörper der Verbindung an dessen äußerer Hauptoberfläche so eingebettet ist, daß der Verbindungsabschnitt mit dem Rohr an dessen inneren Oberfläche heiß-verschweißt werden kann.

5. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei der

ein Ende des Hauptkörpers eine rohrförmige Ausgestaltung hat; und

der Verbindungsabschnitt an dem rohrförmigen Ende vorgesehen ist und in eine Hauptoberfläche des Hauptkörpers eingebettet ist.

6. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Aufnahmeabschnitt einstückig mit dem Hauptkörper der Verbindung gegossen ist, der das quervernetzte thermoplastische Harz aufweist.

7. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Aufnahmeabschnitt einstückig mit dem Verbindungsabschnitt gegossen ist, der das nicht-quervernetzbare thermoplastische Harz aufweist.

8. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 3 oder nach jedem davon abhängigen Anspruch, bei dem

das quervernetzte thermoplastische Harz, das den Hauptkörper (12) bildet, eine Farbe aufweist, die von der des nicht-quervernetzbaren thermoplastischen Harzes, das den Verbindungsabschnitt (13) bildet, das in der inneren Oberfläche des Hauptkörpers eingebettet ist, unterschiedlich ist; und

der Hauptkörper eine Öffnung (26) aufweist, die sich von der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers zu einem Punkt in der Nähe der Grenze zwischen dem Hauptkörper und dem Verbindungsabschnitt so erstreckt daß beim Erwärmen des Verbindungsabschnitts ein Abschnitt des erweichten nicht-quervernetzbaren thermoplastischen Harzes des Verbindungsabschnittes durch den von dem Enwärmen erzeugten Druck gezwungen ist, in der Öffnung anzusteigen, um ein Abschätzen des Zustandes des Verbindungsabschnitts durch optische Überprüfung von der Außenseite des Hauptkörpers zu ermöglichen.

9. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der

der Hauptkörperabschnitt eine rohrförmige Ausgestaltung an dem Ende aufweist, das gegenüber dem Ende angeordnet ist, das mit dem Verbindungsabschnitt versehen ist; und

die Elektroschmelz-Verbindung des weiteren ein Verbindungsglied (33) aufweist, das innen oder außen an dem rohrförmigen Ende des Hauptkörpers angepaßt und fest verbunden ist, wobei das Verbindungsglied mit einer mechanischen Verbindungseinrichtung (36) versehen ist.

10. Die Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 9, bei der das Verbindungsglied fest mit dem rohrförmigen Ende des Hauptkörpers durch eine zwischenliegende Schicht (34) verbunden ist, die ein modifiziertes thermoplastisches Harz aufweist.

11. Eine Elektroschmelz-Verbindung nach Anspruch 9 oder 10, bei der der Aufnahmeabschnitt einstückig mit dem Verbindungsglied gegossen ist.

12. Ein Verfahren zur Herstellung einer Elektroschmelz-Verbindung mit einem Hauptkörperabschnitt (12), das einen Aufnahmeabschnitt hat und ein quervernetztes thermoplastisches Harz und wenigstens einen Verbindungsabschnitt (13) aufweist, der ein nicht-quervernetzbares thermoplastisches Harz aufweist, das mit einem Rohr heiß-zuverschweißen ist, wobei der Verbindungsabschnitt in einer inneren Oberfläche des Hauptkörpers eingebettet ist, einer Nut, in die ein rohrförmiges Teil einzufügen ist, die zwischen dem Aufnahmeabschnitt und der Oberfläche des Hauptkörpers gebildet ist, in der der Verbindungsabschnitt eingebettet ist; wbbei das Verfahren die Schritte aufweist:

Anordnen wenigstens eines Verbindungsabschnitts mit einem elektrischen Heizdraht (14), der daran angeordnet oder darin eingebettet ist und sich nicht zu einem äußeren Ende der Elektroschmelz-Verbindung erstreckt, in einer Spritzgußform; und

Einspritzen eines nicht-quervernetzten quervernetzbaren thermoplastischen Harzes in die Gießform und Quervernetzen des nicht-quervernetzten quervernetzbaren thermoplastischen Harzes, um den Hauptkörperabschnitt zu bilden, der das quervernetzte thermoplastische Harz aufweist.

13. Ein Kopfstück zum Verteilen von heißem Wasser von einer Wärmequelle, mit einem Kopf stückkörper (61), der ein quervernetztes thermoplastisches Harz aufweist, wobei der Kopfstückkörper mit wenigstens einem Einlaß (91) und wenigstens einem Auslaß (92a...d) versehen ist; wobei

wenigstens einer des einen Einlasses und wenigstens ein Auslaß des Kopfstückkörpers einen Verbindungsabschnitt (63) aufweist, der mit einem rohrförmigen Teil (93a) heiß-zuverschweißen ist;

wobei der Verbindungsabschnitt ein nicht-quervernetzbares thermoplastisches Harz, einen elektrisch leitenden Heizdraht (64) aufweist, der daran angeordnet ist oder darin eingebettet ist, und sich nicht zu einem äußeren Ende des Einlasses oder des Auslasses erstreckt;

der Verbindungsabschnitt einstückig mit dem Kopfstückkörper gegossen ist;

der Verbindungsabschnitt in der inneren Oberfläche des wenigstens einen Einlasses oder Auslasses eingebettet ist, und

der Kopfstückkörper einen Aufnahmeabschnitt hat, der mit der inneren Oberfläche des Hauptkörpers, in dem der Verbindungsabschnitt eingebettet ist, eine Nut bildet, in die das rohrförmige Teil einzuführen ist.

14. Ein Kopfstück nach Anspruch 13, bei dem der oder jeder Auslaß des Kopfstückkörpers einen inneren Durchmesser aufweist, der in Übereinstimmung mit der Menge des heißen Wassers bestimmt ist, das dadurch verteilt werden soll.