DE10311017B3 - Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre - Google Patents

Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre Download PDF

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DE10311017B3 DE2003111017 DE10311017A DE10311017B3 DE 10311017 B3 DE10311017 B3 DE 10311017B3 DE 2003111017 DE2003111017 DE 2003111017 DE 10311017 A DE10311017 A DE 10311017A DE 10311017 B3 DE10311017 B3 DE 10311017B3
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre, wobei eine federnde Druckplatte, eine mit der Druckplatte unter Zwischenschaltung von Federelementen in Verbindung stehende Zugplatte und eine an der Zugplatte angreifende Zugstange vorgesehen sind, die sich in einem auf der Außenseite des Kunststoffrohres abstützenden Zugaufnehmer führt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre.
  • Im Stand der Technik sind Elektroschweißverbindungen für das Verschweißen von Rohren oder Sätteln bekannt, bei denen die Heizwicklung in einer Ebene angeordnet ist. Als Heizwicklung wird üblicherweise ein Kupferdraht eingesetzt. Wird eine solche Anordnung für das Einschweißen von Abzweigsätteln oder Abgängen für Kunststoffrohre eingesetzt, besteht der Nachteil, daß der Sattel und das Kunststoffrohr gut zueinander passen müssen, was bei aus Polyäthylen bestehenden Rohren nicht immer der Fall ist. Die Schweißung soll die Abdichtung und den mechanischen Halt des Abzweigsattels am Kunststoffrohr garantieren.
  • Aus der DE 195 08 188 A1 ist eine hutförmige Anschlußmanschette für Hausanschlüsse in Kanalrohren bekannt, bei welcher der anzuschließende Rohrstutzen eine fest verbundene Sattelfläche aufweist, an deren Oberseite eine Heizwendel mit aufrechtstehender Heizwicklung vorgesehen ist. Nach Einsetzen dieses Bauteiles in das mit dem Anschlußstutzen zu versehende Rohr wird die Anschlußmanschette oder die Sattelfläche an die Innenseite des auszurüstenden Rohres gepreßt und durch Anlegen einer elektrischen Spannung der eigentliche Schweißvorgang eingeleitet. In ähnlicher Weise wird gemäß der DE 195 04 139 C2 gearbeitet. Aus der DE 694 01 912 T2 ist eine Vorrichtung zum flüssigkeits- und/oder gasdichten Verbinden von zwei Rohrelementen aus Kunststoff bekannt, wobei eine erste Kante eines ersten Elementes aus Kunststoff gegen eine starr gekrümmte Führungsfläche eines starren Druckkörpers, welcher in dem zweiten Element aus Kunststoff an dessen Öffnung eingesetzt ist, gedrückt wird. Die Kante des ersten Elemen tes aus Kunststoff wird entlang der Führungsfläche radial nach außen und über die Kante der Öffnung des zweiten Elementes aus Kunststoff gedrückt, und dann werden die Kanten beider Elemente aus Kunststoff zur Bildung einer Verbindung zusammengedrückt. Hierzu wird Druck auf gegenüberliegende Seiten der Verbindung mittels eines Druckkörpers und eines Druckmittels ausgeübt, wodurch die Kante der Öffnung des zweiten Elementes aus Kunststoff zwischen Kanten des ersten Elementes aus Kunststoff oder zwischen der Kante des ersten Elementes aus Kunststoff und einer Kante eines zusätzlichen äußeren Elementes geklemmt wird. Bevor die Kanten verbunden werden, ist es möglich, diese aufzuweichen, indem die Kanten heißer Luft oder einem heißen Gegenstand ausgesetzt werden. Die so aneinander angelegten Kanten sollen unter optimalen Bedingungen leicht abkühlen, so daß eine flüssigkeits- und/oder gasdichte Verbindung gebildet wird. Eine solche Einrichtung erscheint für größere Anlagen nicht einsetzbar.
    •
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre zu schalten, mit dem eine ausreichende Vorspannung erreichbar ist, wobei die Sattelfläche des Abzweigsattels an der Innenseite des Kunststoffrohres anliegt, und mit dem. während des Schweißvorganges ein nahezu gleichmäßiger Druck aufrechterhalten werden kann.
  • Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt wird ein Werkzeug vorgeschlagen, das in das Innere des Rohres eingeführt werden kann und von außen betätigt werden kann und das dafür Sorge trägt, daß die Sattelfläche des Abzweigsattels mit einer einstellbaren Vorspannung an der Unterseite des Kunststoffrohres anliegt, bevor der eigentliche Schweißvorgang eingeleitet wird. Dabei ist dieses Aufspannwerkzeug so ausgebildet, daß einerseits die Druckwirkung auf die Sattelfläche von der Außenseite des Rohres her erzeugt wird und gleichzeitig der Anschluß des Schweißgerätes vom Äußeren des Rohres her durchgeführt werden kann.
  • Gemäß der Erfindung wird daher die Verwendung eines einschweißbaren Abzweigsattels vorgeschlagen, der sich durch einen Rohrstutzen kennzeichnet und eine damit fest verbundene Sattelfläche, deren Formgebung dem Innenradius des Kunststoffrohres angepaßt ist und an deren Oberseite eine Heizwendel mit aufrechtstehender Heizwicklung fest eingeschmolzen ist, wobei die Einschmelztiefe etwa der Drahtstärke der Heizwendel entspricht und Kontakte zur Schweißenergiezufuhr einander gegenüberliegend in Längsachse des Kunststoffrohres ausgerichtet vorgesehen sind.
  • Zum Einfügen dieses Abzweigsattels wird gemäß der Erfindung ein Werkzeug vorgesehen, das eine federnde Druckplatte, eine mit der Druckplatte unter Zwischenschaltung von Federelementen in Verbindung stehende Zugplatte und eine an der Zugplatte angreifende Zugstange aufweist, wobei sich die Zugstange in einem auf der Außenseite des Kunststoffrohres abstützenden Zugaufnehmer führt und nach Einführen des Aufspannwerkzeuges an das Werkzeug ansetzbar ist.
  • Vorzugsweise ist die Zugplatte über Führungsstangen starr mit einem Schlitten verbunden, der als Träger für das Aufspannwerkzeug in das Rohr eingezogen werden kann und hierzu beispielsweise Zugösen für ein Zugseil und Zugösen für ein Rückholseil aufweist, wobei aber auch anstelle dieser Ösen oder zusätzlich entsprechende Rohrstutzen zur Aufnahme eines Schubstabes vorgesehen sein können.
  • Die federnde Druckplatte ist zusätzlich mit einem aus elastischem, aber wärmebeständigen Werkstoff bestehenden Druckring ausgerüstet, wobei die Druckplatte über Traversen beaufschlagt wie eine Blattfeder wirkt. Unterhalb der Druckplatte ist ein Klemmträger vorgesehen, der Anschlußklemmen für Kontakte zur Schweißenergiezufuhr trägt.
  • Vorzugsweise sind die Federelemente als Wendelfedern ausgebildet.
  • Der eigentliche Zugaufnehmer stützt sich über Auflagerholme auf der Außenseite des mit dem Abzweigsattel zu versehenden Kunststoffrohres ab und bildet also ein Widerlager. Die Zugstange weist eine mit einem Außengewinde kämmende Spannmutter auf.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
  • 1 einen Schlitten mit dem Aufspannwerkzeug mit aufgesetztem Rohrstutzen in Längsachse des Kunststoffrohres gesehen und in
  • 2 die Lage des Aufspannwerkzeuges nach dem abgeschlossenen Schweißvorgang quer zur Längsachse des Kunststoffrohres gesehen.
  • In 1 und 2 ist schematisch ein Teil eines Kunststoffrohres 7 dargestellt, wobei dieses Kunststoffrohr 7 auch ein Außenprofil aufweisen kann. In dieses Kunststoffrohr 7 soll ein Abzweigsattel eingeschweißt werden, der einen Rohrstutzen 1 und eine Sattelfläche 2 aufweist. In der Sattelfläche 2 ist eine Heizwendel 3 angeordnet, die eine aufrechtstehende Heizwicklung aufweist und Kontakte 5 und 6 zur Energiezufuhr besitzt. Die Heizwendel 3 ist fest in die Sattelfläche 2 eingeschmolzen, wobei die Einschmelztiefe etwa der Drahtstärke der Heizwendel 3 entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß die Heizwendel 3 ortsfest festgelegt ist und sich bei der Handhabung des Rohrstutzens 1 und der Sattelfläche 2, die ein einheitliches Bauteil darstellen, nicht verschieben kann.
  • Das eigentliche Aufspannwerkzeug weist eine Druckplatte 8 auf, die aus einem federnden Metall besteht und an ihrer Oberseite einen elastischen, aber wärmebeständigen Druckring 17 aufweist und fest auf einer Traverse, beispielsweise einer zweiteiligen Traverse 18, 19, angeordnet ist. Zusätzlich ist ein Klemmenträger 10 vorgesehen, der Anschlußklemmen 20 und 21 aufweist. Sowohl die Traversen 18, 19 als auch der Klemmenträger 10 erstrecken sich in Längsachse des Kunststoffrohres.
  • Eine Zugplatte 9 ist über Führungsstangen 26 und 27 starr mit einem Schlitten 31 verbunden, der Kufen 32 und 33 besitzt. Die Zugplatte 9 trägt über Federelemente 11, 12 eine Zwischenplatte 14, wobei die Federelemente 11, 12 als Wendelfedern ausgebildet sind.
  • Die Zugplatte 9 trägt Kontaktstifte 22, 23, an die flexible, in der Zeichnung nicht dargestellte elektrische Leitungen anschließen, die zu den Anschlußklemmen 20, 21 führen, wobei an die Kontaktstifte 22, 23 die Anschlußadapter des Schweißgerätes angeschlossen werden können.
  • Die Zwischenplatte 14 ihrerseits trägt pendelbar Verbindungsstreben 15, 16, die der Kraftübertragung über die Traversen 18, 19 auf die Druckplatte 8 dienen, wobei auch die Traversen 18, 19 pendelbar an die Verbindungsstreben 15, 16 anschließen.
  • An der Oberseite der Zugplatte 9 ist eine Öse 30 fest vorgesehen, an die der Haken einer Zugstange 38 angeschlossen werden kann. Die Zugstange 38 ist mit einem Außengewinde versehen und kämmt mit dem Innengewinde einer Spannmutter 37. Durch Aufbringen eines Zuges durch die Zugstange 38 werden die Federelemente 11 und 12 gespannt.
  • Die Spannmutter 37 stützt sich an einem U-förmigen Zugaufnehmer 41 ab, z. B. einem Winkelstück 42, das geschlitzt ausgeführt werden kann, so daß bei loser Lage der Spannmutter 37 die Zugstange 38 durch diesen Schlitz eingeführt werden kann, wodurch die eigentliche Zugstange 38 dann durch die Spannmutter 37 zentriert wird.
  • Das Winkelstück 42 ist mit dem Zugaufnehmer 41, der beiderseits der Öse 30 vorgesehen ist, verschweißt. Dieser Zugaufnehmer 41 ist auf je einem Auflagerholm 46 befestigt, und die Auflagerholme 46 sind durch Verbindungsstege 43 und 44 miteinander verbunden. So kann dieses komplette Gestell, bestehend aus dem Winkelstück 42, dem Zugaufnehmer 41, den Auflagerholmen 46 und den Verbindungsstegen 43 und 44 um den durch das Rohr 7 nach oben ragenden Rohrstutzen 1 gestellt werden und – wenn der Rohrstutzen 1 durch das entsprechende Loch im Kunststoffrohr 7 nach oben geführt ist – kann der Haken der Zugstange 38 in die Öse 30 eingehängt werden.
  • Vor dem Einziehen der eigentlichen Aufspannvorrichtung mit dem Schlitten 31 in das Kunststoffrohr 7 wird der Rohrstutzen 1 aufgesetzt. Er wird dabei einfach über die Aufspannvorrichtung gesetzt und durch Druck von oben auf den Rand des Rohrstutzens 1 paßt sich die federnde Druckplatte 8 der vorgeformten 'Sattelfläche 2 des Rohrstutzens 1 an. Durch weiteren Druck werden die Federelemente 11 und 12 weiter gespannt, bis Klinken 39 und 40 über den Rand des Rohrstutzens 1 rasten und den Rohrstutzen 1 sichern, so wie dies in 1 dargestellt ist. Der Rohrstutzen 1 ist dabei zwischen den Klinken 39 und 40 und der federnden Druckplatte 8 eingespannt. Dann kann der Haken der Zugstange 38 in die Öse 30 eingesetzt werden und die Aufspannvorrichtung durch die Öffnung in Kunststoffrohr 7 hochgezogen werden und anschließend die Zugstange 38 in den Schlitz des Winkelstückes 42 eingesetzt werden, nachdem der Zugaufnehmer 41 auf das Rohr 7 aufgesetzt wurde.
  • Durch Drehen der Spannmutter 37 läßt sich nunmehr die Zugplatte 9 und damit unter Spannung der Federelemente 11 und 12 auch die Zwischenplatte 14 weiter nach oben ziehen. Durch die Spannung der Federelemente 11 und 12 wird der Einsinkweg der Heizwendel 3 in die Innenseite des Rohres 7 während des Schweißvorganges kompensiert.
  • Wird die Heizwendel 3 unter Strom gesetzt, schmilzt sie teilweise in die Sattelfläche 2 ein und teilweise in das Innere des Kunststoffrohres 7, so daß eine feste, materialschlüssige Verbindung zwischen der Sattelfläche 2 und dem Inneren des Kunststoffrohres erfolgt. Die Sattelfläche 2 ist dabei bereits bei ihrer Herstellung etwa hinsichtlich ihres Radius für bestimmte Bereiche des Innenradius des Kunststoffrohres 7 vorgeformt. Um eine vollständige Ausfüllung der Schweißung zu erreichen, ist eine Kunststoffseele 4 in die Heizwendel eingezogen, die also auch bei Betrieb der Heizwendel 3 schmilzt und damit genügend Kunststoffmaterial zur Verfügung stellt, so daß ein absolut dichtes und festes Verschweißen der Sattelfläche 2 mit dem Inneren des Kunststoffrohres erfolgt. Dadurch, daß die Heizwicklung der Heizwendel 3 aufrechtstehend angeordnet ist, wird zusätzlich zu der erreichten, vorzüglichen Verschweißung auch eine mechanische Festlegung der Sattelfläche im Inneren des Kunststoffrohres erreicht. Die vorgespannten Federelemente 11 und 12 bewirken, daß beim Einsinken der Heizwendel 3 in den Sattel 2 und in das Kunststoffrohr während des Schweißvorganges ein starker Druckabfall vermieden wird und daß einerseits der erforderliche Druck ausgeübt werden kann, andererseits ein zu starker Druck vermieden wird, da durch das Einschalten der Federelemente 11 und 12 eine gewisse Elastizität in das Druckwerkzeug eingetragen wird.
  • Bei Einsetzen des Rohrstutzens 1 in das Kunststoffrohr 7 und bei Ansetzen des Aufspannwerkzeuges muß beachtet werden, daß die Kontakte 5 und 6 zur Energiezufuhr sowie die Anschlußklemmen 20 und 21 in Längsrichtung des Profilrohres 7 ausgerichtet sind.
  • Nach erfolgter Schweißung wird die Spannmutter 37 wieder zurückgedreht und die Zugstange 38 abgenommen. Hierbei sind die beiden Klinken 39 und 40 nach innen zu drücken, so daß die Aufspannvorrichtung nun zurück in das Kunststoffrohr 7 gesetzt werden kann z. B. und an einem Rückholseil aus dem Rohr 7 gezogen werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt ein platzsparendes Arbeitsgerät dar, das einfach einzusetzen ist und eine sichere Kontaktierung der Oberseite der Sattelfläche 2 mit der Innenseite des Kunststoffrohres 7 garantiert, ohne daß hier durch ungewollte Druckspitzen eine Zerstörung eintreten kann.
  • Das erfindungsgemäße Aufspannwerkzeug ermöglicht es zum ersten mal, einen mit einer Sattelfläche 2 ausgerüsteten Rohrstutzen 1 von innen her in ein Kunststoffrohr 7 einzusetzen, wobei das Kunststoffrohr 7 im Durchmesser so gering sein kann, daß ein Begehen des Kunststoffrohres 7 nicht möglich ist und das Aufspannwerkzeug in das Rohr 7 eingeführt wurde, durch die Öffnung ein Rohr 7 hochgezogen wurde und dann verschweißt wurde.

Claims (15)

  1. Aufspannwerkzeug für einen einschweißbaren Abzweigsattel für Kunststoffrohre, gekennzeichnet durch eine federnde Druckplatte (8), eine mit der Druckplatte (8) unter Zwischenschaltung von Federelementen (11, 12) in Verbindung stehende Zugplatte (9), eine an der Zugplatte (9) ansetzbare Zugstange (38), die sich in einem auf der Außenseite des Kunststoffrohres (7) abstützenden Zugaufnehmer (41) führt und an diesem abstützt.
  2. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugplatte (9) über Führungsstangen (26, 27) starr mit einem Schlitten (31) verbunden ist.
  3. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zwischenplatte (14), die mittels Verbindungsstreben (15, 16) und Traversen (18, 19) an die Druckplatte (8) gekoppelt ist und an der die Federelemente (11, 12) anschließen, die anderenendes an der Zugplatte (9) angreifen.
  4. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen aus elastischem, aber wärmebeständigem Werkstoff bestehenden Druckring (17), der auf der Oberseite der federnden Druckplatte (8) angeordnet ist.
  5. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Traversen (18, 19) in Achsrichtung des Kunststoffrohres (7) ausgerichtet sind und an der Unterseite der Druckplatte (8) anliegen.
  6. Aufspannwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen unterhalb der Druckplatte (8) angeordneten Klemmenträger (10), der Anschlußklemmen (20, 21) für Kontakte (5, 6) zur Schweißenergiezufuhr trägt.
  7. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (5, 6) zur Schweißenergiezufuhr einander gegenüberliegend in Längsachse des Kunststoffrohres (7) ausgerichtet vorgesehen sind.
  8. Aufspannwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an der Oberseite der Zugplatte (9) angeordnete Kontaktstifte (22, 23), die über Kabel mit den Anschlußklemmen (20, 21) verbun den sind.
  9. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (11, 12) als Wendelfedern ausgebildet sind.
  10. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (26, 27) je einen Anschlag (24, 25) aufweisen.
  11. Aufspannwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten ((31) Kufen (32, 33) aufweist.
  12. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 2 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (31) Ösen (34, 35) für ein Zug- bzw. ein Rückholseil aufweist.
  13. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 2 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (31) mit einem Rohrstutzen (36) zur Aufnahme eines Schubstabes ausgerüstet ist.
  14. Aufspannwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (38) eine mit einem auf der Zugstange (38) vorgesehenen Außengewinde kämmende Spannmutter (37) aufweist, die sich an dem Zugaufnehmer (41) abstützt.
  15. Aufspannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugaufnehmer (41) sich an Auflageholmen (46) abstützt.
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