DE102005051560A1

DE102005051560A1 - Vorrichtung zum Einschweißen eines Anschlussstutzens in ein Kunststoffrohr

Info

Publication number: DE102005051560A1
Application number: DE102005051560A
Authority: DE
Inventors: Heribert Walterscheid
Original assignee: Henze GmbH Kunststoffwerk
Current assignee: Stang De GmbH
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2025-10-27
Also published as: DE102005051560B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stutzenschweißgerätschaft, für das Verschweißen eines Anschlussstuzens in eine Bohrung in einer Wand 3 eines Kunststoffrohrs 1, mit einer Spannvorrichtung 4, die Folgendes umfasst: DOLLAR A eine Spannstange 5, die eine erste Spannfläche 6 zur Abstützung gegen eine Innenfläche 17 des Kunststoffrohrs 1, DOLLAR A eine Spanneinheit 10, die an der Spannstange 5 entlang einer Längsachse 18 derselben axial verstellbar an dieser befestigt ist und die mindestens eine zweite Spannfläche 15 zur Abstützung gegen die Innenfläche 17 des Kunststoffrohrs 1 und somit zum Verspannen der Spannvorrichtung 4 innerhalb des Kunststoffrohrs 1 aufweist, DOLLAR A eine Aufnahme 9 an der Spannstange 5 zum Befestigen eines Werkzeug- oder Werkstückhalters.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Verschweißen eines Anschlussstutzen in eine Bohrung in einer Wand eines Kunststoffrohrs. Hierbei handelt es sich insbesondere um Kunststoffrohre, die als Abwasserkanal eingesetzt werden und in die Hausanschlussstutzen eingebracht werden müssen, um Hausabwassersysteme mit einer kommunalen Abwasserkanalisation zu verbinden.
In der Richtlinie DVS 2208-1 "Schweißen von thermoplastischen Kunststoffen" des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik e.V. ist der grundsätzliche Aufbau einer Maschinen für das Heizelementmuffenschweißverfahren beschrieben. Mittels der dort beschriebenen Heizelemente in Form einer Heizbuchse und eines Heizstutzens können die Bohrung in der Wand des Kunststoffrohrs und eine Fügestelle in Form einer Außenumfangsfläche des Anschlussstutzens erwärmt werden, um diese nach dem Erwärmen zusammen zu fügen. Der Fügevorgang wird in der Regel manuell vorgenommen, wobei es schwierig ist, den erforderlichen Schweißdruck bei größeren Durchmessern des Anschlussstutzens zu gewährleisten. Ferner können über den Umfang der Fügestelle unterschiedliche Schweißdrücke aufgrund eines nicht zentrischen Andrückens entstehen, die zu einer ungleichmäßigen Schweißnaht führen. Diesem Nachteil kann dadurch begegnet werden, dass Anschlussstutzen maschinell auf einer NC-gesteuerten Einschweißmaschinen eingeschweißt werden. Hierbei ist jedoch ein nachträgliches Einschweißen von Anschlussstutzen in bereits verlegte Kunststoffrohre nicht möglich, da die Einschweißmaschine stationär ist und somit ein Einschweißen des Anschlussstutzens nur in einer Werkstatt möglich ist.

DE 102 55 201 B3 zeigt ein Aufspannwerkzeug zum Einschweißen eines Anschluss stutzens in die Bohrung eines Kunststoffkanalrohrs im Heizwendelschweißverfahen. Das Aufspannwerkzeug dient zur Aufnahme des Anschlussstutzens und wird zusammen mit diesem von innen durch die Bohrung gesteckt. Der Anschlussstutzen weist einen Flanschabschnitt auf, der sich an die Innenfläche des Kunststoffrohrs anlegt. Innen wird zwischen dem Aufspannwerkzeug und der diesem gegenüberliegenden Wand des Kunststoffrohrs eine Teleskopstange angebracht und verspannt, so dass der Flanschabschnitt gegen die Innenfläche des Kunststoffrohrs verspannt ist. In dem Flanschabschnitt ist eine Heizwendel vorgesehen, die zwischen dem Flanschabschnitt und der Innenfläche des Kunststoffrohrs angeordnet ist. Der Heizdraht wird durch Anlegen eines Stroms erhitzt, so dass der Anschlussstutzen fest mit der Innenfläche verschweißt wird. Der nötige Schweißdruck wird durch die Teleskopstange erzeugt. Nachteil ist jedoch, dass der Anschlussstutzen von innen in die Bohrung eingesetzt wird. Daher muss das Kunststoffrohr begehbar sein oder der Anschlussstutzen mittels einer geeigneten Vorrichtungen im Kunststoffrohr bis zur Bohrung transportiert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mobile Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, die ein mobiles Einschweißen eines Anschlussstutzens in eine Wand eines Kunststoffrohrs ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Vorteilhaft Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.

Die Spannvorrichtung gewährleistet, dass auch auf einer Baustelle eine feste Aufnahme für Werkzeug- oder Werkstückhalter gegeben ist, an der diese befestigt und zentriert werden können, so dass eine reproduzierbare gleichmäßige Schweißnaht erzielbar ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen
1 einen Querschnitt eines Kunststoffrohr mit einer Spannvorrichtung mit Spannarmen in einer ausgeklappten Stellung;
2 einen Teilquerschnitt des Kunststoffrohr gemäß 1 mit der Spannvorrichtung mit Spannarmen in einer angeklappten Stellung;
3 die Spannvorrichtung gemäß 1 mit den Spannarmen in einer angeklappten Stellung;
4 einen Teilquerschnitt des Kunststoffrohr gemäß 1 mit einem Fräswerkzeughalter an der Aufnahme der Spannvorrichtung;
5 eine Vorderansicht eines Heizdornhalters;
6 eine Seitenansicht des Heizdornhalters gemäß 5;
7 eine Draufsicht des Heizdornhalters gemäß 5;
8 eine Draufsicht eines Stutzenzentriervorrichtung in einer Freigabestellung;
9 eine Draufsicht des Stutzenzentriervorrichtung in einer Spannstellung;
10 eine Vorderansicht eines Heizbuchsenhalters und
11 einen Teilquerschnitt des Kunststoffrohr gemäß 1 mit eingeschweißtem Anschlussstutzen.
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Querschnitt eines Kunststoffrohrs mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung und werden im folgenden zusammen beschrieben.
Das Kunststoffrohr 1 weist in seiner Wand 3 einen Durchbruch 2 auf, durch den die Spannvorrichtung 4 in das Innere des Kunststoffrohrs 1 eingeführt ist. Die Spannvorrichtung 4 umfasst eine Spannstange 5, die an einem ersten Ende 7 eine erste Spannfläche 6 aufweist. Die erste Spannfläche 6 ist gegenüber des Durchbruchs 2 gegen eine Innenfläche 17 der Wand 3 abgestützt. Die Spannstange 5 weist an einem dem ersten Ende 7 abgewandten zweiten Ende 8 einen Gewindespindelabschnitt 9 auf. Auf den Gewindespindelabschnitt 9 ist eine Spanneinheit 10 aufgeschraubt, die eine Lagereinheit in Form einer Gewindemutter 11 umfasst. Die Gewindemutter 11 ist auf den Gewindespindelabschnitt 9 aufgeschraubt. An der Gewindemutter 11 sind vier Spannarme 12 zwischen einer an die Spannstange 4 angeklappten Stellung (2) und einer ausgeklappten Stellung (1) schwenkbar befestigt. 3 zeigt die Spannvorrichtung 4 mit allen Spannarmen 12 in der ausgeklappten Stellung in einer Ansicht, bei der eine Längsachse 18 der Spannstange 5 senkrecht zur Bildebene angeordnet ist.
Ferner umfasst die Spannvorrichtung 4 eine Stützeinheit 13, die auf den Gewindespindelabschnitt 9 der Spannstange 5 aufgesteckt ist. Die Stützeinheit 13 lässt sich frei entlang der Längsachse 18 auf dem Gewindespindelabschnitt 9 axial verschieben. An der Stützeinheit 13 sind vier Stützarme 14 schwenkbar befestigt, wobei die Stützarme 14 ferner jeweils mit einem der Spannarme 12 schwenkbar befestigt sind. In der angeklappten Stellung der Spannarme 12 liegen auch die Stützarme 14 eng an der Spannstange 5 an. In der ausgeklappten Stellung der Spannarme 12 dienen die Stützarme 14 dazu, dass die Spannarme 12 nicht über die in 1 dargestellte ausgeklappte Stellung hinweg geschenkt werden können und in dieser Stellung gehalten sind.
An ihren freien Enden bilden die Spannarme 12 zweite Spannflächen 15, mit denen die Spannarme 12 gegen die Innenfläche 17 der Wand 3 abgestützt sind.
Zur Montage wird die Spannvorrichtung 4 mit angeklappten Spannarmen 12 durch den Durchbruch 2, der vorher z. B. mit einer Stichsäge in die Wand 3 des Kunststoffrohres 1 eingebracht wurde, eingeschoben. Hierbei ist der Durchbruch 2 so groß zu bemessen, dass dieser größer ist als der Umfang der Spannvorrichtung 4 mit angeklappten Spannarmen 12 und kleiner ist als der Außendurchmesser einer Fügestelle des zu verschweißenden Anschlussstutzens. Die Spannvorrichtung 4 wird soweit in das Kunststoffrohr 1 eingeführt, bis die erste Spannfläche 6 zur Anlage an die Innen fläche 17 der Wand 3 gelangt. Daraufhin wird die Stützeinheit 13 in Richtung auf die Lagereinheit in Form der Gewindemutter 11 axial verschoben, so dass die Spannarme 12 in ihre ausgeklappte Position überführt werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Spannarme 12 noch frei bewegt werden können und sich noch nicht gegen die Innenfläche 17 der Wand 3 abstützen. Daraufhin wird die Spannvorrichtung 4 soweit aus dem Durchbruch 2 hinausbewegt, bis die zweiten Spannflächen 15 der Spannarme 12 um den Durchbruch 2 in Anlage zur Innenfläche 17 der Wand 3 kommen. Daraufhin wird die Spannstange 3 weiter in das Gewinde der Gewindemutter 11 (Lagereinheit) eingeschraubt, bis die erste Spannfläche 4 in Anlage zur Innenfläche 17 gelangt und die Spanneinheit im Kunststoffrohr 1 verspannt ist. In dieser Position ragt das zweite Ende 8 der Spannstange 5 aus dem Durchbruch 2 heraus, so dass der Gewindespindelabschnitt 9 als Aufnahme für Werkzeug- oder Werkstückhalter dienen kann.
4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt des Kunststoffrohrs 1 im Bereich des Durchbruchs 2. Auf die Aufnahme in Form des Gewindespindelabschnitts 9 ist ein Anschlagelement 16 aufgeschraubt, welches mit einer radial zur Längsachse 18 verlaufenden Feststellschraube 25 auf dem Gewindespindelabschnitt 9 festgesetzt ist. Das Anschlagelement 16 ist in Form einer Gewindemutter dargestellt. Auf den Gewindespindelabschnitt 9 ist ein Werkzeughalter in Form eines Fräswerkzeughalters 19 aufgesteckt, wobei dieser um die Längsachse 18 drehbar ist. Hierzu umfasst der Fräswerkzeughalter 19 einen Grundkörper 20, der zwei Bohrungen 26, 27 aufweist, mit denen der Fräswerkzeughalter 19 auf den Gewindespindelabschnitt 9 frei drehbar aufgesteckt ist. Auf dem Grundkörper 20 ist eine Vorschubeinheit in Form einer Linearführung 21 vorgesehen, mittels derer ein Werkzeughalter 22 entlang einer Vorschubachse 23 relativ zum Grundkörper 20 verstellbar ist. Mit dem Werkzeughalter 22 lässt sich eine nicht dargestellte Fräsmaschine verbinden, die z. B. einen Stirnradfräser trägt, dessen Längsachse mit der Vorschubachse 23 übereinstimmt. Der Werkzeughalter 22 ist mittels einer nicht dargestellten Gewindespindel entlang der Vorschubachse 23 verstellbar, wobei Spindelbefestigungen 24 die Gewindespindel tragen und mit dem Grundkörper 20 verbunden sind. Eine feststehende Gewindemutter lässt sich mit dem Werkzeughalter 22 verbinden, so dass durch Drehen der Gewindespindel der Werkzeughalte 22 verstellt werden kann.
Zum Herstellen einer Bohrung 28 in der Wand 3 des Kunststoffrohrs 1 kann nun das Fräswerkzeug mittels des Werkzeughalters 22 und der Linearführung 21 zugestellt werden. Durch Drehen des gesamten Werkzeughalters 19 um die Längsachse 18 wird dann eine konisch verlaufende Bohrung 28 in die Wand 3 eingebracht. Bei diesem Vorgang ist der Werkzeughalter 19 mit einer Anschlagfläche 29 gegen das Anschlagelement 16 abgestützt. Vorzugsweise schließen die Vorschubachse 23 und die Längsachse 18 einen spitzen Winkel ein, so dass eine konusförmige Bohrung 28, die sich nach außen hin erweitert, entsteht. Die Fügestelle des Anschlussstutzens ist dann entsprechend gestaltet. Grundsätzlich kann auch eine zylindrische Bohrung 28 vorgesehen werden, die entweder durch einen nachfolgend beschriebenen konusförmigen Heizstutzen konisch geformt wird oder in die ein Anschlussstutzen mit zylindrischer Fügestelle verschweißt wird.
Nach dem Herstellen der Bohrung 28 wird der Fräswerkzeughalter 19 von dem Gewindespindelabschnitt 9 entfernt.
Die 5 bis 7 zeigen einen Heizstutzenhalter 30 in verschiedenen Ansichten und werden im folgenden zusammen beschrieben.
Die Stutzenschweißgerätschaft umfasst ferner einen Werkzeughalter in Form eines Heizstutzenhalters 30, der ein Grundgestell 32 umfasst, auf dem ein Heizstutzen 33 zum Wärmen einer Innenumfangsfläche 31 gemäß 4 der in die Wand 3 eingebrachten Bohrung 28 sitzt. Der Heizstutzen 33 weist eine konusförmige Außenfläche 34 auf, die entsprechend der in die Wand eingebrachten Bohrung geformt ist. Der Heizstutzen 33 ist ringförmig gestaltet. Ferner weist das Grundgestell 32 ein Zentrierelement 39 mit einer durchgehenden Zentrierbohrung 35 auf, mit der der Heizstutzenhalter 30 auf die Aufnahme in Form des Gewindespindelabschnitts der Spannstange aufgeschoben werden kann. Somit ist gewährleistet, dass der Heizstutzen 33 zentriert in die Bohrung der Wand eingeführt wird. Mittels eines Druckelements in Form einer Gewindemutter 40 wird der Heizstutzenhalter 30 in die Bohrung der Wand des Kunststoffrohrs eingepresst, bis eine Anschlagfläche 41 des Zentrierelements 39 in Anlage zum Anschlagelement 16 gelangt.
Sobald die Bohrung in der Wand ausreichend erwärmt ist, wird der Heizstutzenhalter 30 mit dem Heizstutzen 33 aus der Bohrung der Wand entfernt. Hierzu wird zunächst das Druckelement 40 vom Gewindespindelabschnitt der Spannstange abgeschraubt. Zum Abdrücken des Heizstutzenhalters 30 dient ein Abdrückhebel 36, der mit Abdrückstiften 37 verbunden ist. Der Abdrückhebel 36 ist in 5 in einer an das Grundgestell 32 angeklappten und einer vom Grundgestell 32 weggeklappten Stellung dargestellt. Die Abdrückstifte 37 verlaufen parallel zur Längsachse 18 der Spannstange und sind in Führungsbohrungen 38 des Zentrierelements 39 geführt. Stirnflächen 42 der Abdrückstifte 37 stützen sich gegen das Anschlagelement ab, so dass durch Schwenken der Abdrückhebel 36 in Richtung zum Anschlagelement 16 der Heizstutzen 33 samt Heizstutzenhalter 30 aus der Bohrung der Wand gedrückt wird.
In 5 sind Füße 67, 68 gezeigt, die mit dem Grundgestell 32 verbunden sind. Der Heizstutzenhalter 30 steht während einer Aufwärmphase des Heizstutzens 34 auf den Füßen 67, 68.
Die 8 und 9 zeigen einen Werkstückhalter in Form einer Stutzenzentriervorrichtung 43 zum Halten und Zentrieren eines Anschlussstutzens, der in die Bohrung der Wand des Kunststoffrohres eingeschweißt werden soll. Die Stutzenzentriervorrichtung 43 umfasst eine Grundeinheit 44 und eine um die Grundeinheit 44 drehbar angeordnete Drehkranzeinheit 45. Die Grundeinheit 44 weist einen zentralen bohrungsförmigen Durchbruch 46 auf, mit dem die Stutzenzentriervorrichtung 43 auf die Aufnahme der Spannstange aufgesteckt werden kann.
Die Grundeinheit 44 weist mehrere Ringelemente 47 auf, die entlang der Längsachse 18 hintereinander angeordnet sind, von denen in den schematischen Darstellungen der 8 und 9 lediglich eine dargestellt ist. Mit dem Ringelement 47 sind mehrere Schwenkarme 48 schwenkbar verbunden, wobei Schwenkachsen 55 der Schwenkarme 48 parallel zur Längsachse 18 verlaufen. Die Schwenkarme 48 weisen Langlöcher 49 auf, durch die Betätigungsstifte 50 hindurchgeführt sind. Die Betätigungsstifte 50 sind fest mit einem Drehring 51 verbunden, der Bestandteil der Dreh kranzeinheit 45 ist. Es sind eine der Anzahl der Ringelemente 47 entsprechende Anzahl an Drehringen 41 entlang der Längsachse 18 hintereinander angeordnet, wovon schematisch nur ein Drehring 51 dargestellt ist. Durch Verdrehen der Drehkranzeinheit 45 relativ zur Grundeinheit 44 um die Längsachse 18 sind die Schwenkarme 48 aus der in 8 dargestellten Freigabestellung in die in 9 dargestellte Spannstellung und umgekehrt überführbar. Zum Verdrehen der Drehringe 51 relativ zu den Ringelementen 47 dienen ein erstes Spannelement 52, das drehfest mit der Drehkranzeinheit 45 befestigt ist, und ein zweites Spannelement 53, das drehfest mit der Grundeinheit 44 befestigt ist.
Schematisch ist die Bohrung 54 eines Anschlussstutzens dargestellt, so dass deutlich wird, dass in der Freigabestellung gemäß 8 die Schwenkarme 48 nicht mit der Bohrung 54 in Anlage kommen. Sobald die Schwenkarme 48 jedoch in die Spannstellung gemäß 9 überführt werden, sind diese in der Bohrung 54 verspannt, so dass der Anschlussstutzen zum einen festgehalten und zum anderen zentriert ist.
Zum Einbringen des Anschlussstutzens in die Bohrung der Wand des Kunststoffrohres wird die Stutzenzentriervorrichtung 43 auf die Aufnahme der Spannstange aufgesteckt und mit dem bereits beschriebenen Druckelement in Richtung zum Anschlagselement gedrückt, bis eine nicht dargestellte Anschlagfläche der Stutzenzentriervorrichtung in Anlage zum Anschlagelement kommt.
Hierbei wurde der Anschlussstutzen vorher mittels eine Heizmuffe erwärmt, so dass es zwischen dem Anschlussstutzen und der Bohrung in der Wand des Kunststoffrohres zu einer Verschweißung kommt. Sobald der Schweißvorgang abgeschlossen ist, wird das Druckelement 40 von der Aufnahme in Form eines Gewindespindelabschnitts abgeschraubt, die Drehkranzeinheit 45 gegenüber der Grundeinheit 44 derart verdreht, dass die Schwenkarme 48 zurück in ihre Freigabestellung (8) überführt werden, und die Stutzenzentriervorrichtung 43 aus der Bohrung 54 des Anschlussstutzens entfernt.
10 zeigt einen Heizbuchsenhalter 56, der ein Grundgestell 57 umfasst, an dem eine Heizbuchse 58 befestigt ist. Die Heizbuchse 58 weist einen Innenfläche 59 auf, die konusförmig gestaltet ist und zum Erwärmen einer entsprechend gestalteten konusförmigen Außenfläche (Fügestelle) eines Anschlussstutzens dient. Die Innenfläche 59 ist entsprechend der Bohrung in der Wand des Kunststoffrohrs gestaltet.
Um den Anschlussstutzen während des Erwärmens mit einer erforderlichen Kraft in der Heizbuchse 58 zu halten, ist eine Gewindemutter 71 vorgesehen, die an einer Befestigungsplatte 62 befestigt ist. Die Befestigungsplatte 62 ist über Stützen 72 fest mit einer Grundplatte 64 befestigt, wobei die Grundplatte Bestandteil des Grundgestells 57 ist. Somit kann der Anschlussstutzen in die Heizbuchse 58 eingesetzt werden, wobei in dem Anschlussstutzen eine Stutzenzentriervorrichtung nach den 8 und 9 eingesetzt und verspannt ist. Durch den zentralen bohrungsartigen Durchbruch des Stutzenzentriereinrichtung ist eine hier nicht dargestellte Gewindespindel mit Drehgriff hindurch gesteckt und in die Gewindemutter 71 eingeschraubt. Der Drehgriff der Gewindespindel stützt sich an dem der Gewindemutter 71 abgewandten Ende der Stutzenzentriereinrichtung gegen diese ab und verpresst diese in der Heizbuchse 58.
Um den Anschlussstutzen nach ausreichender Erwärmung aus der Heizbuchse 58 problemlos entfernen zu können, ist ein Abdrückhebel 60 vorgesehen, der schwenkbar an dem Grundgestell 57 befestigt ist. Der Abdrückhebel 60 ist in 10 in einer an das Grundgestell 57 angeklappten und einer vom Grundgestell 57 weggeklappten Stellung dargestellt. Abdrückstifte 61 sind an dem Abdrückhebel 60 befestigt und durch Führungsbohrungen 63 einer Grundplatte 64 und Führungsbohrungen 73 der Befestigungsplatte 62 hindurchgeführt. Zum Entfernen des Anschlussstutzens wird die Gewindespindel aus der Gewindemutter 71 herausgedreht. Stirnflächen 74 der Abdrückstifte 61 sind gegen die Stutzenzentriereinrichtung axial abgestützt. Somit kann durch Schwenken des Abdrückhebels 60 in Richtung auf die Heizbuchse 58 zu Kraft über die Abdrückstifte 61 auf die Stutzenzentriervorrichtung 9 aufgebracht werden, so dass diese samt Anschlussstutzen aus der Heizbuchse 58 gedrückt wird.
In 10 sind Füße 69, 70 gezeigt, die mit dem Grundgestell 57 verbunden sind. Der Heizbuchsenhalter 56 steht während einer Aufwärmphase der Heizbuchse 58 auf den Füßen 69, 70.
11 zeigt einen Querschnitt der Wand 3 des Kunststoffrohres 1 mit einem eingeschweißten Anschlussstutzen 65. Es ist erkennbar, dass die Bohrung 28 konusförmig gestaltet ist und sich nach außen hin erweitert. Der Anschlussstutzen 65 weist eine Fügestelle 66 auf, die eine konusförmige Außenfläche bildet und in der konusförmigen Bohrung 28 sitzt.

1: Kunststoffrohr
2: Durchbruch
3: Wand
4: Spannvorrichtung
5: Spannstange
6: erste Spannfläche
7: erstes Ende
8: zweites Ende
9: Gewindespindelabschnitt (Aufnahme)
10: Spanneinheit
11: Gewindemutter (Lagereinheit)
12: Spannarme
13: Stützeinheit
14: Stützarme
15: zweite Spannfläche
16: Anschlagelement
17: Innenfläche
18: Längsachse
19: Fräswerkzeughalter
20: Grundkörper
21: Linearführung (Vorschubeinheit)
22: Werkzeughalter
23: Vorschubachse
24: Spindelbefestigung
25: Feststellschraube
26: Bohrung
27: Bohrung
28: Bohrung
29: Anschlagfläche
30: Heizstutzenhalter
31: Innenumfangsfläche
32: Grundgestell
33: Heizstutzen
34: Außenfläche
35: Zentrierbohrung
36: Abdrückhebel
37: Abdrückstifte
38: Führungsbohrung
39: Zentrierelement
40: Gewindemutter (Druckelement)
41: Anschlagfläche
42: Stirnfläche
43: Stutzenzentriervorrichtung
44: Grundeinheit
45: Drehkranzeinheit
46: Durchbruch
47: Ringelement
48: Schwenkarm
49: Langloch
50: Betätigungsstifte
51: Drehring
52: erstes Spannelement
53: zweites Spannelement
54: Bohrung eines Anschlussstutzens
55: Schwenkachse
56: Heizbuchsenhalter
57: Grundgestell
58: Heizbuchse
59: Innenfläche
60: Abdrückhebel
61: Abdrückstifte
62: Befestigungsplatte
63: Führungsbohrung
64: Grundplatte
65: Anschlussstutzen
66: Fügestelle
67: Fuß
68: Fuß
69: Fuß
70: Fuß
71: Gewindemutter
72: Stutze
73: Führungsbohrung
74: Stirnfläche

Claims

Vorrichtung zum Einschweißen eines Anschlussstutzens (65) in eine Bohrung (28), die in einer Wand (3) eines Kunststoffrohrs (1) vorgesehen ist, mit einer Spannvorrichtung (4), die folgendes umfasst: eine Spannstange (5), die eine erste Spannfläche (6) zur Abstützung gegen eine Innenfläche (17) des Kunststoffrohrs (1) aufweist, eine Spanneinheit (10), die an der Spannstange (5) entlang einer Längsachse (18) derselben axial verstellbar an dieser befestigt ist und die mindestens eine zweite Spannfläche (15) zur Abstützung gegen die Innenfläche (17) des Kunststoffrohrs (1) und somit zum Verspannen der Spannvorrichtung (4) innerhalb des Kunststoffrohrs (1) aufweist, eine Aufnahme (9) an der Spannstange (5) zum Befestigen eines Werkzeug- oder Werkstückhalters (19, 30, 43).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheit (10) eine Lagereinheit (11) umfasst, die axial verstellbar an der Spannstange (5) befestigt ist, und dass die Spanneinheit (10) ferner Spannarme (12) umfasst, die jeweils zwischen einer an die Spannstange (5) angeklappten Stellung und einer ausgeklappten Stellung schwenkbar befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit eine Spindelmutter (11) ist, die auf einen Gewindespindelabschnitt (9) der Spannstange (5) aufgeschraubt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme durch einen Gewindespindelabschnitt (9) der Spannstange (5) dargestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannfläche (6) an einem ersten Ende (7) der Spannstange (5) angeordnet ist und die Aufnahme (9) an dem der ersten Spannfläche (6) entgegengesetzten zweiten Ende (8) der Spannstange (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung ein Anschlagelement (16) umfasst, dass axial verstellbar an der Spannstange (5) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (16) eine Gewindemutter ist, die auf einen Gewindespindelabschnitt (9) der Spannstange (5) aufgeschraubt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung ein Druckelement (40) aufweist, das an der Aufnahme (9) befestigbar ist und zur Druckbeaufschlagung des Werkzeug- oder Werkstückhalters (30, 43) gegen das Kunststoffrohr (1) dient.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement eine Gewindemutter (40) ist, die auf die Aufnahme in Form eines Gewindespindelabschnitts (9) aufgeschraubt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzenschweißgerätschaft einen Fräswerkzeughalter (19) zum Halten eines Fräswerkzeug zum Herstellen der Bohrung (28) in die Wand (3) des Kunststoffrohrs (1) aufweist, wobei der Fräswerkzeughalter (15) drehbar an der Aufnahme (9) befestigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräswerkzeughalter (19) eine Vorschubeinheit (21) umfasst, mittels derer das Fräswerkzeug entlang einer Vorschubachse (23) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubachse (23) einen spitzen Winkel zur Längsachse (18) einschließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzenschweißgerätschaft einen Heizstutzenhalter (30) zum Erwärmen einer Innenumfangsfläche (31) der Bohrung (28) aufweist, wobei der Heizstutzenhalter (30) an der Aufnahme (9) befestigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstutzenhalter (30) zwischen dem Anschlagselement (16) und dem Druckelement (40) einspannbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzenschweißgerätschaft eine Stutzenzentriervorrichtung (43) zum Aufspannen eines Anschlussstutzens und zum Einfügen des Anschlussstutzens (65) in die Bohrung (28) umfasst, wobei die Stutzenzentriervorrichtung (43) an der Aufnahme (9) befestigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzenzentriervorrichtung (43) eine Grundeinheit (44) und eine um die Grundeinheit (44) drehbar angeordnete Drehkranzeinheit (45) umfasst, wobei die Grundeinheit (44) einen zentralen Durchbruch (46) aufweist, mit dem die Stutzenzentriervorrichtung (43) auf die Aufnahme in Form eines Gewindespindelabschnitts (9) der Spannstange (5) aufgesteckt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundeinheit (44) mehrere Ringelemente (47) aufweist, die entlang der Längsachse (18) hintereinander angeordnet sind, dass mit den Ringelementen (47) mehrere Schwenkarme (48) schwenkbar verbunden sind, wobei Schwenkachsen (55) der Schwenkarme (48) parallel zur Längsachse (18) verlaufen, dass die Schwenkarme (48) Langlöcher (49) aufweisen, durch die Betätigungsstifte (50) hindurchgeführt sind, dass die Betätigungsstifte (50) fest mit einem Drehring (51) verbunden sind, der Bestandteil der Drehkranzeinheit (45) ist, dass eine der Anzahl der Ringelemente (47) entsprechende Anzahl an Drehringen (41) entlang der Längsachse (18) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzenzentriervorrichtung (43) zwischen dem Anschlagselement (16) und dem Druckelement (40) einspannbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzenschweißgerätschaft eine Heizbuchse (58) zum Erwärmen einer Fügestelle (66) des Anschlussstutzens (65) umfasst.
Verfahren für das Einschweißen eines Anschlussstutzens (65) in eine Bohrung (28), die in einer Wand (3) eines Kunststoffrohrs (1) vorgesehen ist, mit folgenden Verfahrensschritten: Einbringen eines Durchbruchs (2) in die Wand (3) des Kunststoffrohrs (1), wobei der Durchmesser des Durchbruchs (2) kleiner ist als der Durchmesser einer Fügestelle (66) des in eine Bohrung (28) der Wand (3) einzuschweißende Anschlussstutzens (65), Einführen einer Spannvorrichtung (4) der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 in das Innere des Kunststoffrohrs (1) durch den Durchbruch (2) und Verspannen der Spannvorrichtung (4) gegen gegenüberliegende Bereiche der Innenfläche (17) des Kunststoffrohrs (1).
Verfahren nach Anspruch 21, mit folgenden weiteren Verfahrensschritten, Befestigen eines Anschlagelements (16) an der Aufnahme (9) der Spannvorrichtung (4), Befestigen eines Fräswerkzeughalters (19) mit Fräswerkzeug an der Aufnahme (9), wobei der Fräswerkzeughalter (19) an der Aufnahme (9) drehbar ist, Herstellen eines Bohrung (28) in die Wand (3) durch Drehen des Fräswerkzeughalters (19) um die Längsachse (18) und Bewegen des Fräswerkzeugs in Richtung einer Vorschubachse (23) auf die Wand (3) zu und Entfernen des Fräswerkzeughalters (19) von der Aufnahme (9).
Verfahren nach Anspruch 22, mit folgenden weiteren Verfahrensschritten, Einbringen eines Heizstutzens (33) in die Bohrung (28) durch Befestigen eines Heizstutzenhalters (30) mit Heizstutzen (33) auf der Aufnahme (9), Verspannen des Heizstutzens (33) in die Bohrung (28) durch Befestigen eines Druckelements (40) auf der Aufnahme (9) und Druckbeauschlagen der selben in Richtung zum Heizstutzenhalter (30) und Entfernen des Druckelements (40) und des Heizstutzenhalters (30) von der Aufnahme (9).
Verfahren nach Anspruch 23, mit folgenden weiteren Verfahrensschritten, Verspannen einer Stutzenzentriervorrichtung (43) in einer zentralen Bohrung des Anschlussstutzens (65), Befestigen der Stutzenzentriervorrichtung (43) auf der Aufnahme (9), Verspannen der Stutzenzentriervorrichtung (43) in die Bohrung (28) durch Befestigen eines Druckelements (40) auf der Aufnahme (9) und Druckbeauschlagen derselben in Richtung zur Stutzenzentriervorrichtung (43) und Entfernen des Druckelements (40) und der Stutzenzentriervorrichtung (43) von der Aufnahme (9).