DE1604574C - Verfahren und Vorrichtung zum Formen einer Muffe für Rohre aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Herstellungsmethoden, bei denen die Form der Muffe entweder in einer äußeren Matrize unter Einfluß von Innendruck oder aber über einem eingeführten Dorn gebildet wird, nicht möglich.

Dementsprechend geht die Erfindung von einer Muffenverbindung der eingangs umrissenen Art aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dichtungsring mit mindestens einem festen Ring, der zum Rohrende hin sich verjüngt, auf einen im wesentlichen zylindrischen Kern aufgesetzt wird, dessen Außendurchmesser gleich dem gewünschten Innendurchmesser der Muffe ist, daß dieser Kern mit den Ringen in das bis in den thermoelastischen Verformbarkeitsbereich erwärmte Rohrende eingeschoben und das Rohrende dabei aufgeweitet wird, daß der Muffenbereich über dem Kern und den Ringen durch Abkühlen verfestigt wird und dann der Kern aus dem Muffenbereich herausgezogen oder der Muffenbereich vom Kern abgezogen wird.

Vorteilhaft wird vor der Wiederverfestigung des Muffenendes der zur Aufnahme des Dichtungsringes und mindestens eines festen Ringes verformte Bereich von außen zusammengedrückt.

Ist nur ein fester Ring vorgesehen, so wird dieser vorteilhaft an der der Muffenöffnung abgewandten Seite des Dichtungsringes angeordnet. Die Ausbildung dieser Seite der den Ring aufnehmenden Rille hat nämlich den stärksten Einfluß auf das Halten des Ringes in seiner Rille beim Einschieben des Spitzendes.

Sehr günstig wird die Ausbildung, wenn zu beiden Seiten des Dichtungsringes ein fester Ring angeordnet ist.

Eine besonders gute Sicherung gegen Herausdrücken des Dichtungsringes aus der ihn aufnehmenden Rille erhält man dadurch, daß auf den Kern ein fester Ring aufgeschoben wird, dessen das axiale Widerlager für den Dichtungsring bildende Stirnwand an ihrem radial inneren Rand vorspringt und den Dichtungsring untergreift.

Die Montage kann beispielsweise so erfolgen, daß jeder feste Ring aus zwei Hälften besteht, von denen zuerst die eine und dann die andere in das Muffeninnere eingesetzt wird. In diesem Fall muß der feste Ring geteilt sein. Besser ist jedoch eine Ausführung, bei welcher der Ring aus relativ hartem elastischem Kunststoff ausgebildet und nur an einer Stelle unterbrochen ist. Besitzt ein solcher Ring in entspanntem Zustand einen größeren Durchmesser als in montiertem Zustand und wählt man die Maße so, daß die Unterbrechung des Ringes bei in die Nut eingesetztem Ring im wesentlichen geschlossen ist, so erhält man einen guten Sitz der festen Ringe.

Bevorzugt wird jedoch eine Konstruktion, bei welcher der feste Ring oder die festen Ringe in sich geschlossen sind. Die Montage dieser Ringe wird später erläutert.

Vorteilhaft sind die dem Dichtungsring abgewandte Stirnwand und die äußere Umfangsfläche des festen Ringes zu einer konischen Fläche zusammengefaßt, wobei der Ausdruck »konische Fläche« hier auch sich zu einer Seite verjüngende ballige Flächen umfassen soll. Eine solche Ausbildung erlaubt es, der die Dichtungsmittel aufnehmenden Ringsicke der Rohrmuffe eine festigkeitsmäßig besonders günstige Form zu geben.

Der feste Ring besteht vorteilhaft aus Kunststoff. Bevorzugt wird thermoplastischer Kunststoff. Am besten eignet sich ein Kunststoff von etwa gleicher oder vorzugsweise etwas höherer Erweichungstemperatur als der für das Rohr verwendete, da hierdurch das später erläuterte Herstellungsverfahren begünstigt wird.

Die Materialauswahl wird vorteilhaft so getroffen, daß sich die Materialien der festen Ringe und des Rohres chemisch und physikalisch gleich verhalten.

Beim Zusammendrücken vor der Wiederverfestigung des Muffenendes wird die Anschmiegung des sich elastisch zusammenziehenden Rohrteiles noch erhöht. Besonders günstig wird das Verfahren geführt, wenn man dieses Zusammendrücken durch axiales Aufschieben einer entsprechenden Hohlform bewirkt, da hierbei gleichzeitig die Stirnflächen der Muffe mit geformt werden.

Um eine zu schnelle Verfestigung des im thermoplastischen Temperaturbereich befindlichen Muffenendes beim Einschieben des Kernes zu vermeiden, wird dieser vorteilhaft vorher erwärmt.

Das Einschieben des Kernes wird ferner vorteilhaft dadurch erleichtert, daß der Kern nach dem Aufbringen der Ringe und vor dem Einschieben in das Muffenende mit einem Gleitmittel versehen wird.

Vorteilhaft wird der Dichtungsring vor dem Einschieben in das verformbare Muffenende von außen radial zusammengehalten. Dies ist insofern wesentlich, als der Maximaldurchmesser der Dichtungsringe wegen der Elastizität derselben gerne etwas größer gehalten wird, als später der Maximaldurchmesser der den Ring aufnehmenden Nut ist. Sitzt nun ein solcher Ring auf dem Kern, so kann er unter Umständen unten etwas durchhängen. Dieser Durchhang kann unter Umständen beim Einschieben in das elastisch verformbar gemachte Muffenende das einwandfreie Hinwegrutschen des Muffenendes über den Ring behindern. Dies wird durch das radiale Zusammenhalten des Ringes vermieden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der im wesentlichen zylindrische Kern außer Wirkstellung bringbare Anschläge zum Halten des der Kernspitze nächstliegenden festen Ringes besitzt. Diese Anschläge verhindern, daß beim Einschieben des Kernes in das aufzuweitende Muffenende der elastische Kunststoff der Muffe beim Auftreten auf den ersten festen Ring nicht über diesen hinwegsteigt, sondern den Ring vor sich herschiebt.

Da auch ein vorzugsweise vorgesehener zweiter fester Ring dagegen gesichert sein muß, daß der Muffenkunststoff beim Auftreten auf diesen Ring versucht, diesen vor sich herzuschieben, ist zu diesem Zweck vorteilhaft auf dem Kern ein verschiebbarer Zylinder vorgesehen.

Zum radialen Halten des Dichtungsringes vor dem Einschieben in das verformbare Muffenende ist vorteilhaft eine verschiebbare Büchse vorgesehen.

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Axialschnitt ein Paar feste Ringe, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden können;

Fig.2 zeigt in gleicher Darstellung eine andere Ausführungsform eines Paares fester Ringe;

F i g. 3 zeigt im Axialschnitt die obere Hälfte der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Muffenendes mit zwei Dichtungsringen;

F i g. 4 zeigt im Axialschnitt die Herstellung der bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Muffenendes mit nur einem Dichtungsring während des Einschiebens des Kernes;

F i g. 5 zeigt die gleiche Konstruktion nach beendetem Einschieben des Kernes.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Muffenverbindung ist das Ende des Rohres 1 als Einschubmuffe 2 ausgebildet. Die Muffe besitzt bei 3 eine Aufweitung, in welcher die festen Ringe 4, 5 und 6 sowie die Dichtungsringe? und 8 sitzen. Das Rohr besteht beispielsweise aus Polyvinylchlorid, ebenso die festen Ringe 4, 5 und 6. Die Dichtungsringe 7 und 8 bestehen z. B. aus Gummi. Das Rohr ist für unter Druck stehende Leitungen geeignet, und zwar sowohl für solche, die unter innerem, als auch für solche, die unter äußerem Druck stehen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegen die festen Ringe 5 mit ihren schrägen Außenflächen fest an der Wandung der Erweiterung 3 der Muffe an. Zwischen sich lassen die festen Ringe 5 und 6 bzw. 4 und 6 je eine Ringrille 10 bzw. 11 von etwa trapezförmigen Querschnitt frei. Der Querschnitt dieser Ringrillen erweitert sich nach außen. Dadurch finden in ihnen die Dichtungsringe 7 und 8 einen vorzüglichen Halt und es wird vermieden, daß sie beim Einschieben des Spitzendes aus den sie haltenden Rillen herausgedrückt werden. Es versteht sich, daß die Innendurchmesser der festen Ringe 4, 5 und 6 um ein geringes die Fertigungstoleranzen berücksichtigendes Maß größer sind als der Außendurchmesser des einzuschiebenden Spitzendes. Zur Vermeidung von Kerbwirkungen sind die an der Rohrmuffeninnenfläche anliegenden Kanten der Ringe 4, 5 und 6 abgerundet. Das Profil der hier verwendeten Dichtungsringe zeichnet sich durch besonders große Nachgiebigkeit ohne übermäßiges Anwachsen der zum Einschieben des Spitzendes erforderlichen Kräfte aus. Sollen die Ringe 7 und 8 auswechselbar sein, so müssen die Stützringe geteilt oder geschlitzt sein.

Bei den in F i g. 2 gezeigten beispielsweise aus einem Duroplast hegestellten festen Ringen 12 und 13 ist in den dem Dichtungsring zuzuwendenden Seiten je eine Rille 9 von Schwalbenschwanzprofil vorgesehen. Diese Ringe eignen sich besonders dazu, fest mit dem Gummiring verbunden zu werden. Sie werden zu diesem Zweck in die zur Erzeugung des Gummiringes bestimmte Form eingesetzt. Wird dann der Gummidichtungsring gespritzt, so füllen sich auch die schwalbenschwanzförmigen Nuten 9 mit dem Gummi, und es entsteht eine feste formschlüssige Verbindung.

Die in Fig.4 und 5 gezeigte Muffenkonstruktion stellt die bevorzugte Ausführungsform einer Muffe mit nur einem Dichtungsring dar. Sie unterscheidet sich von der Konstruktion gemäß F i g. 3 im wesentlichen nur dadurch, daß statt zwei Dichtungsringen ein Dichtungsring vorgesehen ist. Dementsprechend ist die axiale Erstreckung der gesamten Dichtungskonstruktion wesentlich geringer als bei der gemäß Fig. 3.

In der F i g. 4 und 5 ist der Kern 16 in der oberen Hälfte geschnitten dargestellt.

Der Kern 16 besteht in der Hauptsache aus einem Stahlmantel, dessen Außenform im wesentlichen der Innenform der zu erzeugenden Rohrmuffe entspricht.

Sein in F i g. 5 rechtes Ende ist zur Erleichterung des Aufschiebens des thermoplastischen Rohrendes verjüngt.

Der Kern besitzt zum Halten des rechten harten Ringes 21 einige radial bewegbare Stifte 24, welche unter dem Einfluß einer Feder 25 bestrebt sind, sich so weit in den Kern hineinzubewegen, daß sie die Umfangsfläche des Kernes nicht mehr überragen. Diese Stifte wirken mit einem konischen Steuerstück 29 zusammen, welches auf der Stange 31 sitzt, die in den Lagerscheiben 28 und 30 axial geführt ist. Wird die Stange durch axiales Verschieben nach rechts in die in F i g. 4 und 5 gezeigte Stellung verschoben, so werden die Stifte 24 radial nach außen gedrückt und bilden so Anschläge für den festen Ring 21. Auf dem Kern 16 sitzt ferner axial verschiebbar eine Büchse 17, welche dazu dient, den festen Ring 20 dagegen zu sichern, daß dieser vom Ende 32 des Muffenendes 27 erfaßt und längs des Kernes verschoben wird. Da das in F i g. 4 und 5 linke Ende des festen Ringes 20 vorteilhaft möglichst scharfkantig ist, um die Entste^: hung von Schmutzkammern zu vermeiden, ist, wie dies auch in der Zeichnung angedeutet ist, die Berührungsfläche zwischen der Büchse 17 und dem festen Ring 20 konisch ausgebildet.

Auf der Büchse 17 sitzt ebenfalls axial verschiebbar eine zweite Büchse 18, welche dazu dienen soll, den Dichtungsring 22 vor dem Einschieben desselben in das elastisch verformbare Muffenende 27 radial nach innen festzuhalten. Das rechte Stirnende dieses Ringes kann während des Einschiebens in das Muffenende von dem Muffenende 32 erfaßt werden und gleitet dann auf der Büchse 17.

Die Stange 31 sei nach links geschoben, so daß die Stifte 24 in das Innere des Kerns eingezogen sind. Nun wird als erstes der feste Ring 20 aufgeschoben, dann wird der elastische Gummidichtungsring 22 und hierauf der feste Ring 21 aufgeschoben. Währenddessen befinden sich die Büchsen 17 und 18 in der Fig.4 gezeigten Lage, wo. sie festgehalten werden.

Die beiden festen Ringe 20 und 21 können auch aus einem bei höherer Temperatur erweichendem Kunststoff als das Rohr hergestellt sein. Nun wird die Stange 31 nach rechts bewegt, so daß auch der Ring 21 daran gehindert ist, verschoben zu werden. Vorteilhaft werden die festen Ringe 20 und 21 sowie der Dichtungsring 22 und der Kern 16 bereits vor dem Aufbringen außen mit einem Gleitmittel bestrichen.

Nun wird der Kern in das durch Erweichen in der Zwischenzeit in elastisch verformbaren Zustand gebrachte Muffenende eingeschoben. Hierbei wird dieses Muffenende erweitert, wie dies aus F i g. 4 ersichtlich ist. Hat der äußerste Rand 32 des Muffenendes die in F i g. 4 gezeigte Stellung erreicht, so schiebt er gegen den Druck einer schwachen nicht dargestellten Feder die Büchse 18 vor sich her. Hat die Büchse 18 den äußeren Anschlagbund auf der Büchse 17 erreicht, so betätigt sie einen nicht dargestellten Endausschalter,, welcher nach einer gewissen Verzögerung die Büchsen 17 und 18 nach links bewegt. In diesem Zustand hat nämlich das äußerste linke Ende 32 der Muffe bereits den Dichtungsring 22 umschlossen und hält diesen in Radialrichtung zusammengespannt. Es ist femer schon so weit auf den äußeren konischen Umfang des festen Ringes 20 gelangt, daß es nicht mehr bestrebt ist, diesen Ring vor

sich herzuschieben, sondern auf Grund der Neigung der Umfangsfläche des Ringes 20 diesen in seiner Lage hält. Nun sind die beiden Büchsen 17 und 18 entbehrlich und werden daher außer Wirkstellung gebracht. Dieser Zustand der beiden Ringe ist in F i g. 5 dargestellt. Wesentlich ist hierbei natürlich, daß der Innendurchmesser der Büchse 18 so gewählt sein muß, daß die rechte Stirnfläche dieser Büchse noch mit genügend großer Fläche an der linken Stirnfläche des Rohrmuffenendes anliegt, wenn die αο beiden Büchsen 17 und 18 in die in F i g. 5 gezeigte Lage außer Wirkstellung zurückgezogen werden. Nun gleitet der Kern weiter in das elastische Muffenende hinein, welches sich nach Übersteigen des von

den Ringen gebildeten Ringwulstes wieder zusammenschnürt. Er gleitet dabei so weit, bis das linke Ende 32 des Muffenendes in Anlage am rechten Ende der Büchse 17 gekommen ist. Nun kann, falls erforderlich, die erzeugte Sicke auch von außen nachgeformt werden. In der Regel ist dies jedoch nicht notwendig.

Schließlich wird die Muffe abgekühlt und hierdurch verfestigt. Nun kann nach Bewegen der Stange 31 in die Ausgangsstellung nach links und dem damit bewirkten Einziehen der Stifte 24 der Kern 16 aus der fertigen Muffe herausgezogen bzw. das Rohr von dem Kern abgezogen werden.

Der nächste Arbeitsgang kann beginnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 552/455

Claims (11)

1 2 gekennzeichnet, daß der im wesentlichen zylin- Patentansprüche: drische Kern (16) außer Wirkstellung bringbare Anschläge zum Halten des der Kernspitze nächst-

1. Verfahren zum Formen einer Muffe für liegenden festen Ringes (5, 21) besitzt.

Rohre aus thermoplastischem Kunststoff, bei der 5 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch

in das zur Muffe erweiterte Ende in einer am in- gekennzeichnet, daß auf dem Kern (16) ein ver-

heren Umfang angeordneten Ausnehmung ein schiebbarer Zylinder (17) zum Halten des der

Dichtungsring angeordnet ist, der mindestens auf Kernspitze abliegenden festen Ringes (4, 20) vor-

seiner einen Seite einen an der Dichtung anlie- gesehen ist.

genden festen Ring als axiales Widerlager auf- io 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,

weist, dadurch gekennzeichnet, daß dadurch gekennzeichnet, daß eine verschiebbare

mindestens ein Dichtungsring mit mindestens Büchse (18) zum radialen Halten des Dichtungs-

einem festen Ring, der zum Rohrende hin sich ringes vor dem Einschieben in das verformbare

verjüngt, auf einen im wesentlichen zylindrischen Muffenende vorgesehen ist.
Kern aufgesetzt wird, dessen Außendurchmesser 15
gleich dem gewünschten Innendurchmesser der
Muffe ist, daß dieser Kern mit den Ringen in das
bis in den thermoelastischen Verformbarkeitsbe-

reich erwärmte Rohrende eingeschoben und das

Rohrende dabei aufgeweitet wird, daß der Muf- 20 .

fenbereich über dem Kern und den Ringen durch

Abkühlen verfestigt wird und dann der Kern aus (

dem Muffenbereich herausgezogen oder der Muf-

fenbereich vom Kern abgezogen wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 Vorrichtung zum Formen einer Muffe für Rohre aus kennzeichnet, daß vor der Wiederverfestigung thermoplastischem Kunststoff, bei der in das zur des Muffenendes der zur Aufnahme des Dich- Muffe erweiterte Ende in einer am inneren Umfang tungsringes und mindestens eines festen Ringes angeordneten Ausnehmung ein Dichtungsring anverformte Bereich von außen zusammengedrückt geordnet ist, der mindestens auf seiner einen Seite wird. 30 einen an der Dichtung anliegenden festen Ring als

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch axiales Widerlager aufweist.

gekennzeichnet, daß der Kern vor dem Einschie- Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind

ben in das Muffenende des Rohres bzw. vor dem Kunststoffrohre mit größeren Dimensionen.

Aufschieben desselben ebenfalls erwärmt wird. Bei den bekannten Muffenverbindungen der ein-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 35 gangs umrissenen Art befindet sich der Dichtungsbis3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ring in einer Ringsicke mit etwa halbkreisförmigen nach dem Aufbringen der Ringe und vor dem oder ausgerundet rechteckigem Innenquerschnitt. Bei Einschieben in das Muffenende mit einem Gleit- kleinen Rohrdurchmessern sind diese Sicken und die mittel versehen wird. ' in ihnen liegenden Dichtungsringe relativ groß di-

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 40 mensioniert, so daß hierdurch eine befriedigende bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dich- Dichtung erreicht wird. Bei größeren Rohrdurchmestungsring vor dem Einschieben in das verform- sern tritt jedoch insofern eine Schwierigkeit auf, als

bare Muffenende von außen radial zusammenge- beim Einschieben des Spitzendes in die Muffe das ( j

halten wird. Spitzende oft den Dichtungsring aus seiner Rille her- ^J

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch 45 ausdrückt. Dies erschwert natürlich die Montage in gekennzeichnet, daß ein fester Ring mit dem erheblichem Maße. Man kann zwar den Dichtungs-Querschnitt eines spitzwinkeligen Dreieckes mit ring in der Sicke einkleben. Dies ist jedoch sehr umder kurzen Seite am Dichtungsring und mit einer ständlich. Man kann auch durch Wahl einer härteren langen Seite auf dem Kern angelegt wird. Gummiqualität für den Dichtungsring dessen Sitz in

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch 50 der Sicke verbessern. Das erhöht jedoch die zum gekennzeichnet, daß auf den Kern ein fester Ring Einschieben des Spitzendes erforderliche Kraft weaufgeschoben v/ird, dessen das axiale Widerlager sentlich und führt darüberhinaus zu unerwünschten für den Dichtungsring bildenden Stirnwand an ih- Spannungen in Muffe und Spitzende. Schließlich rem radial inneren Rand vorspringt und den kann man auch die Dimensionierung von Sicke und Dichtungsring untergreift. 55 Ring wesentlich größer wählen, so daß der Ring in

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 sich eine größere Steifigkeit aufweist. Ein solches bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder feste Vorgehen führt jedoch zu erhöhtem Material- und Ring aus vorzugsweise thermoplastischem Kunst- Arbeitsaufwand.

stoff besteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 60 vermeiden, daß der Dichtungsring aus der Sicke herbis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Ring ausgedrückt wird bzw. daß er gesondert befestigt bzw. die festen Ringe in sich geschlossen sind. oder übermäßig groß dimensioniert werden muß. Sie

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 geht von dem Grundgedanken aus, daß man den Sitz bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Sei- des Ringes in der ihn aufnehmenden Umfangsrille in ten des Dichtungsringes ein fester Ring angeord- 65 der Muffe auch dadurch verbessern kann, daß man net wird. der Umfangsrille und gegebenenfalls auch dem Ring

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- einen für das Halten des Ringes besonders günstigen rens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch Querschnitt gibt. Dies ist jedoch mit den üblichen