NL2007967C2 - Koppelstuk voor meerlaagse leidingen, lasapparaat voor het verbinden van het koppelstuk met meerlaagse leidingen, werkwijze van koppelen en een samenstel verkregen via de werkwijze. - Google Patents

Description

Koppelstuk voor meerlaagse leidingen, lasapparaat voor het verbinden van het koppelstuk met meerlaagse leidingen, werkwijze van koppelen en een samenstel verkregen via de werkwijze.

5

De uitvinding heeft betrekking op een koppelstuk voor meerlaagse leidingen, in het bijzonder op een koppelstuk voor meerlaagse leidingen, dat geschikt is voor moflassen (internationale term: polyfusielassen).

10 Meerlaagse leidingen voor kunststof leiding systemen (KLS) zijn bekend als alternatief voor staal en koper, voor vele toepassingen, zoals afvoer van water, aanvoer van water, gas en chemische stoffen. De meerlaagse leidingen kunnen verschillende types kunststoffen omvatten, met een 15 basis van bijvoorbeeld in kunststof ingebed aluminium ter verbetering van de drukbestendigheid. Meestal worden thermoplastische kunststoffen gebruikt, zoals polypropyleen (pp), polyethyleen (pe), polybutyleen (pb) en soms pvc. Het aanleggen van een systeem omvat het vormen van combinaties 20 van buis en verbindingstukken, koppelingen en/of fittingen. Het soort fitting bepaalt ook de aard van gereedschap dat gebruikt dient te worden. Veel gebruikt zijn meerlaags buizen die zijn opgebouwd uit PE buizen met aluminium basislaag. De basislaag is daarbij aan de buitenzijde en aan 25 de binnenzijde bekleed met de kunststof.

Deze systemen zijn met een geschat marktaandeel van 60% het meest gebruikt in de gebouwde omgeving. Het grote voordeel van deze systemen is dat ze vormvast te buigen zijn, net als koperen leidingen, terwijl ze in vergelijking 30 veel lichter zijn in gewicht, en goedkoper.

De meest interessante ontwikkeling betreft polyethyleen buizen die voorzien zijn van een aluminium binnenlaag, die aan weerszijden een laag polyethyleen bevat. Dergelijke 2 buizen zijn buigzaam, en hebben een bewezen sterkte voor de beoogde toepassingen. Bijzonder interessant zijn buizen gebaseerd op PE-RT (PE-raised temperature, product van Dowlex), welke bestand zijn tegen temperaturen van 90-95 °C 5 en tot drukken van 10 bar kunnen worden toegepast.

Het nadeel van deze bekende systemen is dat de fittingen of koppelingen kostbaar zijn, of bewerkelijk in het tot stand brengen van de koppeling.

Bijvoorbeeld wordt een afdichting gebruikt die wordt 10 verkregen door middel van een o-ring op het koppelstuk. Het koppelstuk wordt in de leiding of buis gestoken of geschoven. Daarna wordt het koppelstuk met grote kracht dichtgeknepen over de leiding of buis door middel van een huls.

15 Als alternatieve koppeling, zijn ook pushverbindingen verkrijgbaar voor de leidingen of buizen met een aluminium basis. Deze zijn weliswaar handig, maar zijn daarentegen kostbaar en vertonen een niet te verwaarlozen risico, als gevolg van de o-ring, op lekkage in combinatie met het 20 schijnbare gemak.

Daarnaast is het gebruik van lasfittingen bekend, waarbij met behulp van een lasapparaat een koppelstuk en een uiteinde van een te koppelen leiding worden verwarmd, zodat de te koppelen delen plastisch worden. De techniek wordt 25 aangeduid als polyfusielassen of moflassen. In plastische toestand worden vervolgens de delen met elkaar versmolten door de te koppelen delen tegen elkaar te drukken of in elkaar te schuiven en te laten afkoelen.

Het lasapparaat is doorgaans een handgereedschap 30 voorzien van een lans als warmtebron, met op het uiteinde opzetbare verwarmingselementen, ook wel bekend als lasdoorn en lasbus. De lasdoorn en lasbus zijn dusdanig vormgegeven dat deze aansluiten op de contactoppervlakken van resp. het 3 koppelstuk en het leidinguiteinde die met elkaar versmolten moeten worden. Na verwarmen worden de twee delen in plastische toestand in elkaar geschoven zodat overlappende contactoppervlakken met elkaar versmelten waarbij een 5 verbindende las of lasril wordt gevormd. Na afkoeling is een duurzame las verkregen. De techniek heeft de voordelen dat eenvoudig gereedschap gebruikt kan worden, en dat de handelingen snel kunnen worden uitgevoerd (elke handeling duurt slechts enkele seconden).

10 Uit het octrooischrift JP 07301374 is een koppelstuk bekend dat gebruikt kan worden voor het koppelen van meerlaagse leidingen d.m.v. moflassen. Hierbij wordt het uiteinde van een leiding in een ringvormige ruimte van een koppelstuk geschoven waarbij het uiteinde van de leiding 15 versmolten wordt met het koppelstuk. Van tevoren wordt het uiteinde van de leiding aangepast om in de ringvormige ruimte te kunnen steken. Daartoe wordt de dikte van het leidinguiteinde geringer gemaakt door een deel van het buitenoppervlak en van het binnenoppervlak te verwijderen.

20 Een belangrijk nadeel van deze werkwijze hangt samen met de opbouw van de meerlaagse leidingen: deze zijn doorgaans voorzien van een dikkere binnenlaag, een dunne buitenlaag en daartussen een metalen laag, deze lagen worden door elkaar verbonden door twee lijmlagen. De gehele buis is 25 opgebouwd uit 5 lagen: buitenlaag, lijmlaag, aluminium, lijmlaag en binnenlaag. Al deze lagen verzorgen de bestendigheid tegen druk en temperatuur. De buitenlaag is dunner dan de binnenlaag. De buitenlaag kan dunner uitgevoerd worden door de binnenlaag omdat de belasting aan 30 de buitenzijde van een leiding minder groot is dan aan de binnenzijde, waar bijvoorbeeld bij PE-RT temperaturen van 90-95 °C en tot drukken van 10 bar worden toegepast. Door de buitenlaag dun te houden, is het product minder kostbaar, 4 minder volumineus en lager in gewicht. Een functie van de buitenlaag is een beschermlaag te vormen tegen zuurstof vanuit de atmosfeer zodat geen corrosie van de metaallaag optreedt.

5 Bij nieuw ontwikkelde PE buizen wordt derhalve gestreefd naar een zo dun mogelijke laag PE aan weerszijden van de aluminium laag. Bijvoorbeeld kan een PE-RT buis met aluminium basislaag een buitenlaag PE-RT toestaan van 0,3 mm bij een diameter van 16 mm. De binnenlaag is PE-RT is 1,2 10 mm, en de totale wanddikte van de buis inclusief lijmlagen is 2,0 mm.

Bij het koppelen van dergelijke meerlaagse leidingen met een koppelstuk volgens JP'374, is gebleken dat de integriteit van de buitenlaag verloren gaat: het is 15 technisch niet goed mogelijk om een deel van de buitenlaag te verwijderen en tegelijkertijd nog voldoende buitenlaag over te houden om de metaallaag af te dekken. Daardoor is er een verhoogd risico dat delen van de metaallaag van de leiding bloot komen te liggen waardoor ongewenste corrosie 20 van de metaallaag kan optreden.

Een tweede probleem treedt op aan de uitgangen van de koppelbuis tijdens het polyfusielassen met een leidinguiteinde. Hierbij steken de uitgangen van de koppelbuis in het leidinguiteinde, waarbij de uitgangen in 25 enige mate plastisch worden. Hierdoor hebben de uitgangen van de koppelbuis de neiging om naar binnen te buigen binnen de leidinguiteinden waarin ze gestoken zijn. Dit leidt tot kiervorming tussen de uitgang van de koppelbuis en de binnenzijde van de leiding, waardoor de hechting onvolledig 30 is. Dit kan zover gaan dat de uitgang naar binnen dichtklapt en aldus de doorgang door de koppelbuis blokkeert. Dit probleem treedt vaak op in geval van een kleine 5 buitendiameter van de koppelbuis (bijvoorbeeld kleiner dan 25 mm) of bij een lange verwarmingstijd van de koppelbuis.

In elk geval wordt door de kiervorming een imperfecte las verkregen met de binnenwand van een leiding, waarbij de 5 leiding ter hoogte van de las aan verstopping onderhevig kan raken door ophoping van vuil in een gevormde kier, waardoor deze geheel of gedeeltelijk kan dichtslaan.

Een derde probleem is dat de verkregen koppeling tussen een koppelstuk met twee leidinguiteinden, ter hoogte van het 10 koppelstuk mechanisch kwetsbaar is t.a.v. diverse trek- of axiaalkrachten, en torsiekrachten. Bijvoorbeeld kan de koppeling ter hoogte van de verbreding inscheuren en breken wanneer hoge torsiekrachten worden uitgeoefend door de leidinguiteinden die met de het koppelstuk zijn verbonden.

15 De uitvinding beoogt de nadelen van de bekende koppelstukken uit de stand van de techniek geheel of gedeeltelijk weg te nemen, en eventuele aanvullende voordelen te bieden door te voorzien in een koppelstuk dat geschikt is om op eenvoudige en snelle wijze een duurzame en 20 betrouwbare koppeling te maken met een leidinguiteinde door polyfusielassen.

Daartoe voorziet de uitvinding in een eerste aspect in een koppelstuk voor een uiteinde van een meerlaagse leiding, omvattende een koppelbuis die aan de buitenzijde voorzien is 25 van een radiaal opstaande wand, waarbij de wand op een radiale afstand van de buitenzijde van het lichaam, verbreed is in axiale richting, waarbij de buitenzijde van koppelbuis, de opstaande wand en de verbreding een ringvormige insteekruimte omgeven, waarin het uiteinde van 30 de leiding direct kan worden ingestoken, en waarbij ter hoogte van de toegang tot de insteekruimte de radiale afstand tussen de verbreding van de wand en de buitenzijde 6 van de koppelbuis zodanig is dat deze groter of gelijk is dan de wanddikte van de leiding, waarbij de binnenwand van de koppelbuis is verstevigd met een aanliggende verstevigingslaag van versterkte 5 kunststof of van metaal, dat een grotere sterkte heeft dan het materiaal van de koppelbuis, waarbij het buitenoppervlak van de verstevigingslaag dat tegen de binnenwand aanligt, voorzien is van een reliëfstructuur die bij voorkeur axiale aangrijpelementen omvat, terwijl wordt 10 uitgesloten dat: de binnenwand is voorzien van axiale aansluitelementen die corresponderen met en aansluiten op aangrijpelementen die op het buitenoppervlak van de verstevigingslaag aanwezig zijn.

15 Wanneer aan het koppelstuk een leiding wordt gelast, dan wordt het gehele product opgewarmd. In de praktijk blijkt dit voldoende om de binnenwand van de koppelbuis plastisch te laten deformeren, waarbij deze zich vormt naar de aanliggende reliëfstructuur van de verstevigingslaag, 20 zodat na afkoeling de binnenwand een reliëfstructuur heeft aangenomen die aangrijpt op de verstevigingslaag.

Dit effect kan ook los van het lasproces worden bereikt door het koppelstuk te verwarmen.

25

Doordat de binnenwand enerzijds en de verstevigingslaag anderzijds, wederzijds reliëfstructuren hebben die in elkaar grijpen, wordt de mechanische sterkte van het koppelstuk vergroot. Dit is met name van belang wanneer het koppelstuk 30 is gekoppeld aan leidinguiteinden, en aan diverse trek-, buig- en torsiekrachten wordt blootgesteld.

7

Wanneer de verstevigingslaag een reliëfstructuur heeft die axiale aangrijpelementen omvat, dan vergroot dit in het bijzonder de sterkte ten aanzien van buig- en torsiekrachten. Met axiaal wordt hier bedoeld dat de 5 aangrijpelementen zich in axiale richting uitstrekken t.o.v. de centrale as van de koppelbuis. De axiale oriëntatie leidt ertoe dat een buig- of torsiekracht die op de koppelbuis wordt uitgeoefend, via de wederzijdse reliëfstructuren het meest effectief aangrijpt op de 10 verstevigingslaag. Aldus geeft de verstevigingslaag een optimale weerstand tegen deze krachten. De verstevigingslaag kan als een apart of een geïntegreerd element een samenstel vormen met de koppelbuis.

Voorts heeft de verstevigingslaag het voordeel dat 15 tijdens polyfusielassen, het naar binnen buigen van de uitgangen van de koppelbuis wordt tegengegaan. Dit leidt derhalve tot voorkoming van kiervorming en een probleemloze doorstroming van de leidingen ter hoogte van de koppelstukken. Degewenst kan de verstevigingslaag van 20 dusdanig lengte zijn, dat deze uitsteekt aan een of beide uiteinden van de koppelbuis.

Wat betreft de materiaalkeuze voor de verstevigingslaag, kan de versterkte kunststof bijvoorbeeld PVDF, POM, PPSU of een vergelijkbaar materiaal zijn, als 25 metaal kan bijvoorbeeld messing, staal, etc. worden toegepast.

Verder is gebleken dat voor meerlaagse buizen een eenvoudige koppeling mogelijk is wanneer een koppelstuk volgens de uitvinding wordt gebruikt. De leiding wordt over 30 het koppelstuk geschoven tot aan de opstaande wand, en past direct binnen de ringvormige ruimte. Een aanpassing van de dikte van het uiteinde van de leiding is daarbij niet nodig, 8 waardoor een zeer eenvoudige wijze van polyfusielassen wordt mogelijk gemaakt door de uitvinding.

Gebleken is dat bij het koppelen, de metalen laag niet bloot komt te liggen door te veel vervorming van de 5 buitenwand van de leiding, en dat een sterke koppeling wordt bereikt tussen de buitenzijde van het koppelstuk en de binnenlaag van de leiding. Deze smeltverbinding wordt verder versterkt doordat het uiteinde van de leiding versmelt met de opstaande wand en de binnenzijde van de verbreding.

10 Zodoende onstaan er drie hechtingsoppervlakken.

De verkregen smeltverbinding is bestand tegen de omstandigheden waarbij PE-RT wordt toegepast (90-95°C en 10 bar). Verder vormt de smeltverbinding een afsluitende laag voor de metalen tussenlaag van het leidinguiteinde, zodat 15 deze niet bereikbaar is voor zuurstof uit de atmosfeer. Deze omsluitende smeltverbinding is bovendien repareerbaar vanaf de buitenzijde indien nodig. Daarmee is bescherming tegen corrosie van de metaallaag verzekerd.

In een speciale uitvoering van het koppelstuk volgens 20 de uitvinding, zijn de axiale aangrijpelementen van de verstevigingslaag als langwerpige groeven uitgevoerd. Ook de omgekeerde uitvoering, waarbij de aangrijpelementen als richels zijn uitgevoerd, is onderdeel van de uitvinding.

Bij een volgende variant van de uitvinding, vernauwt de 25 ringvormige ruimte zich in de richting van de wand, op zodanige wijze dat de radiale afstand tussen de verbreding van de wand en de buitenzijde van de koppelbuis afneemt tot een waarde kleiner dan de wanddikte van de leiding.

Een dergelijk ontwerp maakt het mogelijk dat het 30 uiteinde van de buis goed in de ringvormige ruimte van het koppelstuk wordt geklemd en een optimale smeltverbinding wordt verkregen. Belangrijker nog is het bijkomend effect dat de smeltverbinding of lasril die tijdens het koppelen 9 door polyfusielassen wordt gevormd, door de vernauwende ruimte wordt vervormd op bijzondere wijze. Als gevolg van de vernauwende ruimte wordt de lasril die tussen buitenwand en verbreding wordt gevormd enigszins naar buiten gedwongen, 5 waardoor een uitstulpende lasril wordt verkregen. Het grote voordeel hiervan is dat het voor een gebruiker eenvoudig is om aan de hand van de uitstulpende lasril visueel vast te stellen of de verkregen lasverbinding voldoende van kwaliteit is. In de praktijk is dus mogelijk om direct een 10 visuele controle uit te voeren op de verkregen verbinding, hetgeen tijd bespaart.

Met voordeel omvat het koppelstuk volgens de uitvinding in de verbreding een doorgaande opening. De functie hiervan is een kijkgat te verschaffen voor het controleren van de 15 lasverbinding die in de ringvormige ruimte is gevormd. Dit heeft een additioneel voordelig effect naast de bovengenoemde uitstulpende lasril, of kan een alternatief hiervoor zijn. Bovendien kan een deel van de smeltverbinding in de doorgaande opening dringen, wat de verbinding verder 20 versterkt.

Bij verdere voorkeur is bij het koppelstuk volgens de uitvinding, de verbreding in axiale richting kleiner dan de axiale lengte van de koppelbuis gemeten vanaf de opstaande wand tot een uiteinde van de koppelbuis, en bij voorkeur 25 kleiner met een factor 4 of meer. Feitelijk vormt de verbreding het contactoppervlak met de buitenwand van de leiding, en de buitenzijde van de koppelbuis vormt het contactoppervlak met de binnenwand van de leiding. Aangezien tijdens het insteken van het uiteinde van de leiding in de 30 ringvormige ruimte van het koppelstuk, de buitenwand en binnenwand van de leiding onderhevig zijn aan afschuifkrachten is het gunstig om het contactoppervlak aan de buitenwand van de leiding relatief klein te laten zijn, 10 en het contactoppervlak van de binnenwand met het koppelstuk relatief groot. Aldus wordt een optimale sterkte van de verbinding verkregen, waarbij de buitenwand van de leiding zo min mogelijk aan afschuifkrachten wordt blootgesteld, 5 waardoor de afscherming van de metaallaag door de buitenwand intact blijft. Bij voorkeur is de lengte van het deel van de koppelbuis dat in de leiding steekt enkele centimeters, terwijl de lengte van de verbreding slechts enkele millimeters is.

10 Bij voorkeur heeft bij het koppelstuk volgens de uitvinding, de opstaande wand en de verbreding in dwarsdoorsnede een T-vorm. Een koppelstuk met een dergelijke vorm van de opstaande wand en de verbreding ervan, is vrij eenvoudig te produceren door spuitgieten en creëert een 15 geschikte ringvormige ruimte waarbinnen het uiteinde van een leiding kan worden opgenomen. Een dergelijk ontwerp staat toe dat over beide axiale einden van de koppelbuis, een leiding wordt geschoven tot aan de wand, waarbij de twee verbonden leidinguiteinden slechts gescheiden zijn door de 20 dikte van de wand van het koppelstuk. Dit leidt tot een koppeling van twee uiteinden die zeer sterk is doordat de uiteinden zo kort van elkaar verwijderd zijn, terwijl beide uiteinden goed omsloten zijn door de verbredingen.

Bij verdere voorkeur is het koppelstuk, maar niet de 25 verstevigingslaag ervan, in hoofdzaak uit materiaal gevormd dat PE, versterkt PE, of PE-RT omvat. Dergelijke materialen worden ook voor meerlaagse leidingen gebruikt, zodat gekozen kan worden voor een combinatie van koppelstuk en leidingen die hetzelfde materiaal bevatten. Dit is voordelig bij het 30 koppelen, omdat het lasapparaat op één temperatuur kan worden ingesteld voor het plastisch maken van de contactoppervlakken van de leiding resp. het koppelstuk.

11

Dezelfde voordelen gelden, wanneer de meerlaagse leidingen gebaseerd zijn op een binnenwand en buitenwand van PP-R, PB, PP, PVDF, PVC, en dergelijke. In het bijzonder is dan ook te overwegen het koppelstuk van een overeenkomstig 5 plastic te maken als de wanden van de leidingen.

Met verdere voorkeur neemt bij het koppelstuk volgens de uitvinding, de binnendiameter van de koppelbuis aan de uitgang toe in uitgaande richting. Deze toename in diameter is bij voorkeur geleidelijk, zodat de binnenwand in 10 langsdoorsnede een schuin verloop vertoont. Een dergelijke afgeschuinde uigang van de koppelbuis, blijkt minder of geheel niet onderhevig aan het ongewenste effect van naar binnen buigen. Dit leidt derhalve tot voorkoming van kiervorming en een probleemloze doorstroming van de 15 leidingen ter hoogte van de koppelstukken.

Met verder voordeel is bij het koppelstuk volgens de uitvinding, de buitendiameter van de koppelbuis aan de uitgang gereduceerd. Hierdoor wordt bij het voorverwarmen van de koppelbuis aan een lasbus voorkomen dat dit laatste 20 deel van de buitenomtrek van de koppelbuis contact maakt of in de nabijheid geraakt van de warme lasbus. Dit draagt verder bij aan het voorkomen van naar binnen buigen van de van de koppelbuis ter hoogte van de uitgang. Desgewenst kan deze variant van de uitvinding zodanig zijn uitgevoerd, dat 25 de koppelbuis geen aansluitelementen heeft, en het koppelstuk geen verstevigingslaag heeft.

Als een algemene alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding, kan het koppelstuk aan de buitenzijde van het lichaam zijn voorzien van twee opstaande wanden met 30 verbreding, die op enige afstand van elkaar staan. Een dergelijk ontwerp is geschikt voor complexere koppelstukken die een T-verbinding, kruisverbinding of knieverbinding vormen.

12

Volgens een tweede aspect heeft de uitvinding betrekking op een lasapparaat met opzetbare verwarmingselementen, waarbij een eerste verwarmingselement een zodanig vorm heeft dat deze aansluit op het oppervlak 5 van de ringvormige ruimte van het koppelstuk volgens de uitvinding, en een tweede verwarmingselement een zodanige vorm heeft dat deze aansluit op het oppervlak van het uiteinde van een meerlaagse leiding die aan het koppelstuk gekoppeld wordt. Het lasapparaat is aldus geschikt voor het 10 koppelen van een koppelstuk met een leidinguiteinde door polyfusielassen, waardoor de bovengenoemde voordelen worden bereikt.

Volgens een derde aspect heeft de uitvinding betrekking op 15 een werkwijze van het koppelen door polyfusielassen van een uiteinde van een meerlaagse leiding met een koppelstuk volgens de uitvinding, waarbij de werkwijze de stappen omvat van het verwarmen van de contactoppervlakken van het koppelstuk en van het 20 uiteinde van de leiding, het op elkaar brengen van de contactoppervlakken, en het na versmelting af laten koelen van de verkregen smeltverbinding, waarbij tijdens de werkwijze de binnenwand van de koppelbuis verwarmd wordt, zodat de binnenwand plastisch 25 deformeert waarbij deze zich vormt naar de aanliggende reliëfstructuur van de verstevigingslaag, zodat na afkoeling de binnenwand een reliëfstructuur heeft die aangrijpt op de verstevigingslaag.

30 Het primaire voordeel van deze werkwijze is dat de binnenwand en verstevigingslaag een verbeterde aangrijping op elkaar vertonen, zoals hierboven reeds werd toegelicht voor het eerste aspect van de uitvinding.

13

Bovendien staat de werkwijze het toe om in een enkele stap een leiding met het koppelstuk te lassen, terwijl tegelijkertijd een reliëfstructuur op de binnenwand wordt gevormd.

5

Bij voorkeur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding een verbindende lasril tussen leiding en koppelstuk verkregen die uit de ringvormige ruimte stulpt.

Deze werkwijze staat het koppelen van een koppelstuk 10 met een leidinguiteinde toe, waarbij de reeds hierboven genoemde voordelen worden bereikt die met de vernauwende ringvormige ruimte samenhangen, waardoor een uitstulpende lasril wordt verkregen. Desgewenst wordt de werkwijze volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat daarbij de 15 koppelbuis geen aansluitelementen heeft, en het koppelstuk geen verstevigingslaag heeft.

Een dergelijk werkwijze is eveneens effectief, omdat ook hierbij de vernauwende ringvormige ruimte aanwezig is, waardoor een uitstulpende lasril wordt verkregen.

20

Volgens een vierde aspect heeft de uitvinding betrekking op een samenstel van een meerlaagse leiding met een koppelstuk volgens de uitvinding, verkregen via de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij een binnenwand is 25 verkregen met een reliëfstructuur die aangrijpt op de verstevigingslaag.

De voordelen hiervan zijn hierboven reeds aangeduid.

Bij voorkeur wordt bij het samenstel volgens de 30 uitvinding een verbindende lasril tussen leiding en koppelstuk verkregen die uit de ringvormige ruimte stulpt. De uitstulpende lasril heeft het voordeel van een directe 14 visuele controle van de kwaliteit van de lasverbinding, zoals hierboven reeds toegelicht.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de 5 bijgevoegde tekeningen, waarin:

Figuur 1 in perspectief een koppelstuk volgens de uitvinding toont;

Figuur 2 een doorsnede in axiale richting van het koppelstuk uit fig. 1 laat zien waarin de reliëfstructuur 10 van de binnenwand is gevormd; alsmede een te koppelen uiteinde van een meerlaagse leiding in langsdoorsnede;

Figuur 3 een detail toont van de dwarsdoorsnede van het koppelstuk volgens fig. 2, met een gekoppeld uiteinde van een meerlaagse leiding; 15 Figuur 4 een doorsnede toont dwars op de axiale as van het koppelstuk uit fig. 2;

Figuur 5 een detail toont van een dwarsdoorsnede van het koppelstuk volgens de uitvinding, met een extra aanpassing; 20 Figuur 6 een detail toont van een dwarsdoorsnede van het koppelstuk volgens de uitvinding, met een volgende extra aanpassing;

Figuur 7 een doorsnede toont dwars op de axiale as van het koppelstuk voordat de reliëfstructuur van de binnenwand 25 is gevormd.

Figuur 1 laat een koppelstuk 1 zien opgebouwd uit een koppelbuis 2, en een aan de buitenzijde daarvan aangebrachte wand 4 met een verbreding 6 die als een ring rondom de 30 koppelbuis 2 aanwezig is.

Figuur 2 laat in dwarsdoorsnede het koppelstuk 1 zien, waarbij de ringvormige verbredingen 6 samen met de wand 4 15 een T-vorm heeft. De T-vorm omgeeft, samen met de buitenzijde van de koppelbuis 2, ringvormige ruimtes 22, ook wel hierbij insteekruimte genoemd. Een meerlaagse leiding 28 is weergegeven, die is opgebouwd uit een binnenwand 30 en 5 een dunnere buitenwand 32, met daartussen een aluminiumlaag 34. De dikte van de wand is aangeduid als d2.

Ter hoogte van de toegang tot de insteekruimte 22 van de koppelbuis is de radiale afstand dl tussen de verbreding van de wand en de buitenzijde van de koppelbuis, zodanig dat 10 deze gelijk is aan of groter is dan de wanddikte van de leiding die met het koppelstuk wordt gekoppeld. De verbredingen 6 zijn voorzien van doorgaande openingen 24 die als kijkgat dienen.

De binnendiameter o2 van de koppelbuis aan de uitgang 15 25 neemt toe in uitgaande richting tot een waarde van ol. Op de binnenwand van koppelbuis 2 is een reliëfstructuur 26 gevormd, in de vorm van richels 26. De richels hebben een axiale oriëntatie en zijn bij voorbeeld vier in getal, en op gelijke onderlinge afstand van elkaar aanwezig. De 20 binnenwand inclusief de richels 26, sluit nauw aan op axiale aangrijpelementen 52 van de verstevigingslaag 50. Zie ook figuur 4 in dit verband.

De koppelbuis heeft een axiale insteekdiepte 11, waarover deze in een leidinguiteinde wordt geschoven. De 25 verbreding 6 heeft een axiale lengte 12. De waarde van 12 is ongeveer een factor 5 kleiner dan 11 in deze weergave, maar dit verschil kan groter gekozen worden.

De ringvormige ruimte 22 vernauwt in de richting van de wand door een schuin verloop van de wand 27 van de 30 koppelbuis 2 binnen deze ruimte 22. Overigens zou een zelfde schuin verloop ook voor de verbreding 6 kunnen zijn voorzien, zoals weergegeven in Fig. 6.

16

Figuur 3 laat een detail zien van het koppelstuk 1 volgens fig. 2, waarbij een uiteinde van een meerlaagse leiding 28 is versmolten door polyfusielassen volgens de uitvinding. Voordat de verbinding tot stand kwam, zijn de 5 contactoppervlakken van het koppelstuk - t.w. de verbreding 6, de wand 4 en de buitenzijde 20 van het lichaam 2 -verwarmd door een lasdoorn, en met een lasbus de contactoppervlakken van de leiding 28 - t.w. de binnenwand 30, de rand bij het uiteinde, en een klein deel van de 10 buitenwand 32. Tijdens het fusielassen versmelt de binnenwand 30 met de buitenzijde 20 van het koppelstuk over de gehele insteeklengte 11 en vormt aldus de belangrijkste verbinding tussen koppelstuk en leiding. Tijdens het schuiven van de leiding over het koppelstuk kan door 15 afschuifkrachten een deel van de binnenwand 30 naar achteren worden verschoven (niet weergegeven), maar de metaallaag 34 komt hierbij niet bloot te liggen, omdat de binnenwand 30 voldoende dik is. De verbreding 6 en wand 4 vormen een omsluitende smeltverbinding met het uiteinde van de leiding 20 20 dat in de ruimte 22 (zie fig. 2) is gestoken. Aldus is een afsluiting van de metaallaag 34 verkregen, die deze beschermt tegen corrosie.

Door het schuine verloop van de wand 27, wordt tijdens het inschuiven van het leidinguiteinde in de ringvormige 25 ruimte 22, de plastische buitenwand 32 gedeeltelijk naar buiten gedrongen waardoor een uitstulping 40 ontstaat, die rondom de ringvormige verbreding een doorlopende, uitstulpende lasril 40 vormt. In mindere mate vervormt op dezelfde plek, ook het einde van de verbreding 6 en vormt 30 een uitstulping 42. Indien de uitstulpende lasril 40 rondom de ringvormige verbreding doorlopend is, zonder enige onderbrekingen, dan is voor de gebruiker duidelijk dat een goede smeltverbinding is verkregen. Overigens zij opgemerkt 17 dat de plastische buitenwand 32 ook gedeeltelijk in het kijkgat 24 is gedrongen met een uitstulping 44. Dit verhoogt nog verder de controle op de kwaliteit van de smeltverbinding.

5

Figuur 4 toont een doorsnede dwars op de axiale as van het koppelstuk 1 uit fig. 2, met dezelfde genummerde onderdelen als daarin weergegeven. De richels 26 zijn overdreven groot weergegeven, omwille van de duidelijkheid. De richels hebben 10 zich tijdens verwarming van de koppelbuis 2 gevormd als uitstulpingen vanuit de binnenwand 40. Fig. 4 geeft aldus het koppelstuk weer in samenhang met het vierde aspect van de uitvinding.

Voor de duidelijkheid zij opgemerkt, dat voorafgaand 15 aan verwarming de uitstulpingen 26 nog afwezig waren, en er was aldus geen reliëfstructuur aanwezig op de binnenwand. Deze toestand voorafgaand aan verwarming, komt overeen met het koppelstuk volgens het eerste aspect van de uitvinding, en is volledigheidshalve weergegeven in fig. 7 welke hierna 20 nog besproken wordt.

In fig. 4 sluiten de richels 26 nauw aan op de verstevigingslaag 50 volgens de uitvinding, die voorzien is van een reliëfstructuur bestaande uit aangrijpelementen 52. Hoewel de richels 26 in de figuur de ruimte tussen 25 binnenwand 40 en aangrijpelementen 52 volledig vullen is dit niet noodzakelijk: een gedeeltelijke vulling kan ook voldoende zijn om het nagestreefde effect van twee wederzijds aangrijpende reliëfstructuren te bereiken.

De verstevigingslaag kan zijn uitgevoerd als een 30 metalen huls 50 met naar binnen wijzende groeven 52, welke in de doorgang van het koppelstuk is geschoven, en desgewenst losneembaar is uitgevoerd.

18

Figuur 5 toont een detail van een dwarsdoorsnede van het koppelstuk 1 volgens de uitvinding, met een extra aanpassing 60, t.w. een buitenrand 60 ter hoogte van de uitgang 25, die een gereduceerde diameter o4 heeft t.o.v. de buitendiameter 5 o3 van de koppelbuis 2. Aldus komt de buitenrand 60 minder in contact met warme onderdelen tijdens het polyfusielassen, waardoor naar binnen buigen van koppelbuis bij de uitgangsrand verder wordt tegengegaan.

Figuur 6 toont een detail van een dwarsdoorsnede van 10 het koppelstuk 1, waarbij ter hoogte van de opstaande wand 4, een extra aanpassing 66 is voorzien, t.w. een schuin verloop van de wand 66 aan de voorzijde van de verbreding 6. Aldus vernauwt de insteekruimte 22 vanaf twee zijden door schuinverlopende binnenwanden 27 en 66, hetgeen de vorming 15 van een goed zichtbare lasril verder ondersteunt.

Figuur 7 toont een zelfde aanzicht als fig. 4, met als onderscheid dat de reliëfstructuur 26 zich nog niet heeft gevormd op de binnenwand. De ruimtes 70 binnen de aangrijpelementen 52 zijn dus leeg.

Claims (11)

1. Koppelstuk voor een uiteinde van een meerlaagse leiding, omvattende een koppelbuis die aan de buitenzijde 5 voorzien is van een radiaal opstaande wand, waarbij de wand op een radiale afstand van de buitenzijde van het lichaam, verbreed is in axiale richting, waarbij de buitenzijde van koppelbuis, de opstaande wand en de verbreding een ringvormige insteekruimte omgeven, waarin het uiteinde van 10 de leiding direct kan worden ingestoken, en waarbij ter hoogte van de toegang tot de insteekruimte de radiale afstand tussen de verbreding van de wand en de buitenzijde van de koppelbuis zodanig is dat deze gelijk of groter is dan de wanddikte van de leiding, 15 waarbij de binnenwand van de koppelbuis is verstevigd met een aanliggende verstevigingslaag van versterkte kunststof of van metaal, dat een grotere sterkte heeft dan het materiaal van de koppelbuis, waarbij het buitenoppervlak van de verstevigingslaag dat tegen de binnenwand aanligt, 20 voorzien is van een reliëfstructuur die bij voorkeur axiale aangrijpelementen omvat, terwijl wordt uitgesloten dat: de binnenwand is voorzien van axiale aansluitelementen die corresponderen met en aansluiten op aangrijpelementen die op 25 het buitenoppervlak van de verstevigingslaag aanwezig zijn.

2. Koppelstuk volgens conclusie 1, waarbij de ringvormige ruimte zich vernauwt in de richting van de wand, zodanig dat de radiale afstand tussen de verbreding van de wand en de 30 buitenzijde van de koppelbuis afneemt tot een waarde kleiner dan de wanddikte van de leiding.

3. Koppelstuk volgens conclusie 1 of 2, waarbij de verbreding in axiale richting kleiner is dan de axiale lengte van de koppelbuis gemeten vanaf de opstaande wand tot een uiteinde van de koppelbuis, en bij voorkeur kleiner met 5 een factor 4 of meer.

4. Koppelstuk volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de opstaande wand en de verbreding in dwarsdoorsnede een T-vorm heeft. 10

5. Koppelstuk volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het koppelstuk, maar niet de verstevigingslaag ervan, in hoofdzaak uit materiaal is gevormd dat PE, versterkt PE, of PE-RT omvat. 15

6. Koppelstuk volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de binnendiameter van de koppelbuis aan de uitgang toeneemt in uitgaande richting.

7. Lasapparaat met opzetbare verwarmingselementen, waarbij een eerste verwarmingselement een zodanig vorm heeft dat deze aansluit op het oppervlak van de ringvormige ruimte van het koppelstuk volgens een van de voorgaande conclusies, en een tweede verwarmingselement een zodanige vorm heeft dat 25 deze aansluit op het oppervlak van het uiteinde van een meerlaagse leiding die aan het koppelstuk gekoppeld wordt.

8. Werkwijze van het koppelen door polyfusielassen van een uiteinde van een meerlaagse leiding met een koppelstuk 30 volgens een van de voorgaande conclusies 1-6, waarbij de werkwijze de stappen omvat van het verwarmen van de contactoppervlakken van het koppelstuk en van het uiteinde van de leiding, het op elkaar brengen van de contactoppervlakken, en het na versmelting af laten koelen van de verkregen smeltverbinding, waarbij tijdens de werkwijze de binnenwand van de koppelbuis verwarmd wordt, zodat de binnenwand plastisch 5 deformeert waarbij deze zich vormt naar de aanliggende reliëfstructuur van de verstevigingslaag, zodat na afkoeling de binnenwand een reliëfstructuur heeft die aangrijpt op de verstevigingslaag.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij een verbindende lasril tussen leiding en koppelstuk wordt verkregen die uit de ringvormige ruimte stulpt.

10. Samenstel van een meerlaagse leiding met een koppelstuk 15 verkregen via de werkwijze van conclusie 8 of 9, waarbij een binnenwand is verkregen met een reliëfstructuur die aangrijpt op de verstevigingslaag.

11. Samenstel volgens conclusie 10, waarbij een verbindende 20 lasril tussen leiding en koppelstuk is verkregen die uit de ringvormige ruimte stulpt.