DE1055305B

DE1055305B - Verbindungsteil aus thermoplastischem Material in Form einer Muffe, eines T-Stueckesoder L-Stueckes

Info

Publication number: DE1055305B
Application number: DEST9914A
Authority: DE
Inventors: Ramsay Olaf St George; White Cottage; Letcombe Regis
Original assignee: ST GEORGE LIGHT ENGINEERING CO; WHITE COTTAGE
Current assignee: ST GEORGE LIGHT ENGINEERING CO; WHITE COTTAGE
Priority date: 1954-05-26
Filing date: 1955-05-23
Publication date: 1959-04-16

Description

Es ist bereits bekannt, Rohre aus thermoplastischem Material mit Hilfe von Messing-Paßstücken und Sicherungsmuttern miteinander zu vereinigen. Diese Verbindung ist aber teuer und zeitraubend. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Kupplung so herzustellen, daß die Verbindung leicht und billig erfolgen kann und trotzdem flüssigkeits- und gasdicht ist.

Es ist zwar schon bekannt, Flächen von thermoplastischem Material durch örtliche Erhitzung der miteinander zu verbindenden Flächen zu vereinigen, insbesondere ist es schon bekannt, Rohre aus thermoplastischem Material in der Weise zusammenzuschweißen, daß zwischen die beiden zu verbindenden Kunststoffteile, z. B. die Rohrenden, ein Widerstandsheizdraht eingebettet wird, worauf dann dde beiden Kunststoffteile zusammengepreßt werden, um die Schweißverbindung herzustellen.

Im Gegensatz hierzu ist das Verbindungsstück nach der Erfindung mit einer Heizvorrichtung zur Erzielung einer örtlichen Erweichung des thermoplastischen Materials der beiden Teile des Verbindungsstückes versehen, die während der Herstellung des Verbindungsstückes an derjenigen Stelle eingebettet ist, an der die Schweißverbindung hergestellt werden soll, und zwar so, daß sie bündig mit dem zu erweichenden Teil des Verbindungsstückes liegt. Es ist hierbei für die Verbindung keine Anwendung eines besonderen Druckes erforderlich, vielmehr enthält der Vertindungsteil selbst alle Mittel, um eine feste Vereinigung der miteinander zu verbindenden Flächen herbeizuführen.

Vorzugsweise besteht die Heizvorrichtung aus einem elektrischen Widerstand, der zur Erleichterung des Stromanschlusses derartig mit Verbindüngslappen, Anschlüssen od. dgl. versehen ist, daß die Anschlußstelle von dem Hauptkörper des Widerstandes so getrennt ist, daß eine gleichmäßige Erhitzung durch das Widerstandselement erzielt werden kann.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles, demgemäß zuerst die Heizvorrichtung in die Form für das Verbindungsteil eingelegt und hierauf das thermoplastische Material eingebettet wird, so daß die Heizvorrichtung in dem Verbindungsteil verbleibt, wenn die thermoplastische Masse erhärtet ist.

Die Zeichnung zeigt als Beispiel mehrere Ausführungsformen, die die Anwendung der Erfindung zur Verbindung von Rohren und die Herstellung von Verbindungspaßstücken aus thermoplastischem Polyäthylen veranschaulichen.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein T-förmiges Verbindungsstück, das entsprechend der Erfindung hergestellt ist;

Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung eines hal-

Verbindungsteil
aus thermoplastischem Material

in Form einer Muffe,
eines T-Stückes oder L-Stückes

Anmelder:

Ramsay Olaf St. George, White Cottage,
Letcombe Regis, Wantage, Berkshire,

und St. George Light

Engineering Company (Berkshire) Limited, Letcombe Regis, Wantage,
Berkshire (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm (Westf.), Drosselstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. Mai 1954 und 17. Mai 1955

_a5 Ramsay Olaf St. George, White Cottage,

Letcombe Regis, Wantage, Berkshire (Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

ben Teiles des in Fig. 1 gezeigten Verbindungsstückes mit einer vollständigen Widerstandseinheit;

Fig. 3 zeigt ein vergrößertes. Bruchstück, bei dem der Teil des Widerstandes und ein Verbindüngslappen klarer gezeigt sind;

Fig. 4 zeigt einen Kern, wie er beim Formen eines Verbindungsstückes benutzt wird, und dient zur Veranschaulichung der Anbringung des Widerstandes vor dem Formen;

Fig. 5 zeigt die Verwendung einer Muffe zur Verbindung von Röhren, und

Fig. 6 zeigt eine zweite Art der Erzeugung einer örtlichen Erhitzung mit Hilfe eines Metallrimges, in dem Hochfrequenzströme induziert werden.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte T-förmiige Verbindungsstück 1 besteht aus Polyäthylen und wird nach den üblichen Verfahren zum Formen thermoplastischen Stoffes hergestellt. Vor dem Einfüllen des Polyäthylens in die Form werden kreisförmige Widerstandsstreifen 2 so um die Kerne der Form gelegt, daß bei der fertigen Einformung die Widerstände in dem Polyäthylen eingebettet sind und bündig mit den inneren Wänden des eingeformten Stoffes liegen. Eine Form aus einzelnen Streifen gebildeter Wider-

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stände ist in Fig. 3 und 4 gezeigt. Die einzelnen Wi- Zeit ab. Für Paßstücke zur Verbindung von Polyäthy-

derstandsteile sind mit Lappen 3 versehen, an die Ver- lenrohren von etwa 18 mm Gesamtdurchmesser haben

bindungsdrähte 4 angeschlossen sind. Jede Einheit be- sich Widerstandselemente von etwa 1,5 mm Breite

steht aus zwei kreisförmigen Xickelchrcanelementen, un^;d 0,1 mm Dicke besonders gut bewährt, wenn sie

die durch ihre \^rerbindungsdrähte parallel geschaltet 5 mit einem Strom von ungefähr 17 Ampere und 2 Volt

;-ind. Die kreisförmigen Elemente werden aus halb- verwendet werden. Die Erwärmungszeit war in der

kreisförmigen Streifen gebildet. Die. Lappen 3 bilden Größenordnung von 25 Sekunden.

Verbindungsstellen für die Drähte 4, die in einer ge- Eine Widerstandsheizvorrichtung der beschriebenen

wissen Entfernung von den Elementen selbst liegen. Art hat den Vorteil, daß nur eine einfache Ausrüstung

Eine Verbindung der Drähte unmittelbar mit den EIe- io erforderlich ist, nämlich eine Batterie, Verbindungs-

menten durch Löten würde kalte Stellen an den Ver- drahte und ein Zeitschalter.

bindungspunkten und damit eine ungleichmäßige Er- Der dargestellte Heizwiderstand besteht aus zwei

wärmung ergeben. Die Anbringung der beschrieben-en kreisförmigen Teilen, die aus halbkreisförmigen Strei-

Verbindungslappen sichert also eine gleichmäßige Er- fen zusammengesetzt sind. Es 'kann aber natürlich

wärmung des mit den Heizelementen in Berührung 15 auch ein einziges Heizelement oder mehr als zwei

stellenden Stoffes ringsherum. Elemente der beschriebenen Form oder in Form von

Das Formen von thermoplastischen Stoffen ist so Ringen verwendet werden. Das Element kann auch die bekannt, daß es unnötig wäre, die verwendeten For- Form einer Drahtmasche oder einer Drahtschlei ie men im einzelnen darzustellen. Fig. 4 zeigt jedoch, haben, die eine Spule mit zwei Enden bildet,
wie die Widerstandselemente in ihre Stellung auf 20 Anstatt der Widerstandsheizung kann auch eine einem Formkern 5 gebracht werden, bevor der plasti- Hochfrequenz-Induktionsheizung verwendet werden, sehe Stoff eingebracht wird. Das Element wird so Es besteht dabei der Vorteil, daß keine Leitungsdrähte über den Kern gelegt, daß es mit leichter Reibung oder Anschlüsse vorhanden zu sein brauchen. Fig. 6 auf ihm sitzt, und die Verbindungsdrähte werden in zeigt diese Anwendung der Erfindung, bei der ein ge-Bohrungen 6 des Kernkörpers eingesetzt, wobei die 25 schlossener, ringförmiger Metalleiter 13 in einem Teil Bohrungen so tief ausgeführt sind, daß die Leitungs- eines Paßstückes in ähnlicher Weise eingebettet ist wie drahte auf dem Boden der Bohrungen aufruhen und die Widerstandselemente 2 in Fig. 1 und 2. Bei der das Element 2 in der gewünschten Lage auf dem Kern 5 Verwendung des Paßstückes gemäß Fig. 6 wird ein sitzt. Der Kern wird dann in eine nicht dargestellte mit diesem zu verbindendes Rohr in der für die anForm eingesetzt, die dem T-Stück gemäß Fig. 1 und 2 30 deren Figuren beschriebenen Weise eingefügt und das entspricht. Es werden zwei ähnliche Kerne mit Wider- Ganze einer Hochfrequenzinduktion unterworfen. Die ständen in ähnlicher Weise in die Form eingesetzt, erzeugte Wirkung ist diesielbe, wie bereits beschrieworauf diese mit Polyäthylen gefüllt wird. Die Wi- ben, d. h., es erfolgt durch die in dem Ring 13 erzeugte derstände werden dadurch in der aus Fig. 1 und 2 er- Wärme eine örtliche Erwärmung des Werkstoffs sichtlichen Weise in die Form eingebettet. 35 des Paßstückes und des mit ihm zu verbindenden

Wenn man ein in der beschriebenen Weise herge- Rohres, so daß beim Abkühlen eine wirksame Verbin-

stelltes Paßstück zur Verbindung von drei Polyäthylen- dung entsteht.

rohren miteinander verwendet, werden die Enden der Es können je nach der Gestalt der zu verbindenden Rohre in das Paßstück eingesetzt, bis sie gegen die Teile auch andere Formen von Leitern mit einem geTeile 7 des Paßstückes anstoßen. Die Bohrungen des 4" schlossenen Stromkreis verwendet werden außer der Paßstückes sind bei 8 ein wenig abgeschrägt, um. das ringförmigen.

Einfügen der Rohre zu erleichtern, bilden aber sonst Die Erfindung kann auch mit Hilfe von Wärme dn-en dichten Paßsitz. Wenn die Rohre an Ort und durchgeführt werden, die durch einen Brennstoff er-Stelle an dem Paßstück sind, wird über die Verbin- zeugt wird. In. diesem Falle kann ein hohler Ring an dungsdrähte 4 ein elektrischer Strom durch die Wider- 45 Stelle des Wirbelstromringes'13 in Fig. 6 verwendet .Standselemente geleitet, und die erzeugte Wärme ver- werden. Der hohle Ring wird mit dem Brennstoff geursacht lediglich ein örtliches Schmelzen des Werk- füllt, und er hat einen, nach außen ragenden Teil, dastoffes des Paßstückes und der Rohre. Die äußeren mit man den Brennstoff entzünden kann. Dieser vor-Teile des Paßstückes und die inneren Teile der damit stehende Teil muß bis zur Entzündung an seinem offeverbundenen Rohre erfahren keine erhebliche Tempe- 50 nen Ende verschlossen werden, um den Brennstoff raturerhöhting und bleiben verhältnismäßig starr. Der trocken zu halten. Die bei der Verbrennung erzeugte örtlich geschmolzene Werkstoff ist also begrenzt, und Wärme dient dem gleichen Zweck wie die vorher beinfolge des hohen Ausdehnungskoeffizienten von Poly- schriebene örtliche Erwärmung,
äthykn erfolgt ein Zusammenfließen der geschmolze- Der Brennstoff braucht nicht in einem Ring unternen Teile von Paßstück und Rohren, ohne daß es not- 55 gebracht zu- werden, sondern kann auch in einem wendig ist, Druck anzuwenden. Beim Aufhören des spulenförmigen Rohr enthalten sein, das zwischen, den Stromfiusses und nach dem Abkühlen der örtlich er- zu verbindenden Flächen liegt oder in eine der Flächen hitzten Teile ist eine feste Verbindung hergestellt, die so eingebettet ist, daß ein Ende der Spule aus dem für alle praktischen Zwecke einem ununterbrochenen Paßstück herausragt.

Dreiwegerohr als gleichwertig erachtet werden kann. 6° Ein geeigneter brauchbarer Brennstoff ist eine gas-

Fig. 5 zeigt drei Röhre 9, 10, 11, die in der beschrie- lose Mischung von gepulvertem Metall, einer Legie-

benen Weise mit einem Paßstück 1 verbunden sind. rung oder eines Silicides mit einem Oxydationsmittel.

Ein Teil ist im Schnitt dargestellt, um die streifen- Der Brennstoff kann selbsttragend sein oder in einem

artigen Heizelemente 2, die Lappen 3 und die Verbin- zeitweise festen Behälter untergebracht sein, der ge-

dungsdrähte 4 zu zeigen. 65 schmolzen werden kann.

Die Abmessungen des verwendeten Widerstandsele- Die Beschreibung bezieht sich auf die Anwendung

mentes und der Widerstandswerte hängen von gewis- der Erfindung für ein Polyäthylen-T-Stück, sie kann

sen Faktoren, z. B. der Abmessung des Paßstückes aber auch für Verbindungsstücke oder Paßstücke

selbst und der mit ihm verbundenen Rohre, ferner od. dgl. aus thermoplastischen Stoffen von beliebigen

von der günstigsten für die Erwärmung verwendeten 7c¹ Formen und Abmessungen verwendet werden. Bei

Claims

Rohranlagen für korrosive Flüssigkeiten, bei denen die Verwendung \-on Metallpaßstücken, z. B. Verbindungsteilen, Muffen, Pumpen, Gefäßen usw., unerwünscht sind, kann eine Kupplung aus thermoplastischem Stoff vorgesehen sein, und die Verbindung mit den Rohrleitungen kann dann entsprechend der Erfindung durchgeführt werden. Natürlich wird man die Form der Heizvorrichtungen der Form der zu verbindenden Flächen anpassen. In gewissen Fällen ist es möglich, eine thermoplastische Fläche mit einer anderen Fläche, z.B. aus Metall oder Glas, zu verbinden, es wird aber bei gewissen Stoffen notwendig sein, vorher einen bindenden Überzug aus einem thermoplastischen Stoff aufzubringen, um eine wirksame Verbindung zu erreichen. Als Beispiel für Stoffe, die außer Polyäthylen für die Erfindung verwendet werden können, können z. B. Polyvinylchlorid, PoIymethylmethacrylat, Polystyren und Celluloseacetate genannt werden. Patentansprüche:

1. Verbindungsteil aus thermoplastischem Material in Form einer Muffe, eines T-Stückes oder eines L-Stückes zur Herstellung einer geschweißten Überlappungsverbindung mit einem weiteren aus thermoplastischem Material bestehenden Teil, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück mit einer Heizvorrichtung zur Erzielung einer örtlichen Erweichung des thermoplastischen Materials der beiden Teile des Verbindungsstückes versehen ist, die während der Herstellung des Verbindungsstückes an derjenigen Stelle eingebettet ist, an der die Schweißverbindung hergestellt werden soll, und zwar so, daß sie bündig mit dem zu erweichenden Teil des Verbindungsstückes liegt.

2. Verbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung aus einem elektrischen Widerstand besteht, der zur Erleichterung des Stromanschluisses derartig mit Verbindungslappen, Anschlüssen od. dgl. versehen ist, daß die Anschlußstelle von dem Hauptkörper des Widerstandes so getrennt is.t, daß eine gleichmäßige Erhitzung durch das Widerstandselement erzielt werden kann.

3. Vertiindungsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstand'selement aus einem oder mehreren Paaren von fast vollständigen, halbkreisförmig verlegten Widerstandsdrähten oder -bändern besteht, die je einen Verbindungsanschluß an ihren beiden Enden haben, die durch zwei aus dem Veribindungsteil herausragende Leiter (4) parallel geschaltet sind.

4. Verbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung aus verbrennbarem Material besteht, das in einem Behälter, z. B. einem Rohr od. dgl., enthalten ist.

5. Verbindungsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrennbare Material aus einer Mischung eines oxydierenden Mittels mit einem pulverförmigen Metall besteht.

6. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische M-aterial Polyäthylen ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Verbinr dungsteiles die Heizvorrichtung in eine Form für das Verbindungsteil eingelegt wird und hierauf das thermoplastische Material eingefüllt wird, so daß die Heizvorrichtung in dem Verbindungsteil verbleibt, wenn die thermoplastische Masse erhärtet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 932 706, 802 282;
Patentschrift Nr. 1161 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen