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Vorrichtung zum Kalibrieren der Enden vonkunststoffrohren gegen einen
inwendigen Kern Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren
der Enden von Kunststoffrohren gegen einen inwendigen Kern, wie z.B. einem sich
enielternden Kern, mittels eines ausserhalb des genannten Endes zu erzeugenden Iberdrucks,
welche Vorrichtung ein Gehäuse umfasst, das den Kern wenigstens teilweise umschliesst
und dem ein r#ruckmedium zuzuführen ist, wobei das Gehause auf der Seite, von der
das Rohrende auf den Kern geschoben wird,offen und auf der gegenüberliegenden Seite
den Kern dicht umschliesst, und im Gehäuse eine flexible Nichtung vorgesehen ist,
die das Rohrende umgeben soll, wenn sich dieses in der Kalibrierstellung befindet,
und im Anschluss an das offene Ende des Gehäuses St(itzvorric#tungen angeordnet
sind, die so eingepasst werden können, dass sie sich auf der Aussenseite an der
wichtung anschmiegen, damit diese verst--irkt gegen die Aussenflache des Rohrendes
abgedichtet wird, wenn sich das Rohrende in der Kalibrierstellung befindet und im
Gehäuse der Druck des Nruckmediums wirkt.
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Zum Erweitern der Enden von Kunststoffrohren und -rohrteilen wird
u.a. ein Verfahren angewendet, bei dem ein zum plastischen Zustand erhitztes Rohlingsrohrende
auf einen Kern geschoben wird, dessen Form der inneren Form der erwünschten Rohrenveiterung
entspricht, wonach das Rohr abgekühlt wird, bis es im festen Zustand vorliegt.
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Die bei Muffenkupplungen zu verwendenden Muffen und Dichtung nuten
weisen jedoch oft recht scharfe Kanten- und Bodenabrundungen auf, die nicht hinreichend
genau mit den entsprechenden Formen des Kerns übereinstimmen, es sei denn, dass
das Rohr auch auswendig auf den Kern gepresst wird.
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Nach einer häufig angewendeten Ausführungsform wird das Rohr mittels
mechanischer Backen auswendig auf den Kern gepresst. Derartige Backen werden meist
zum örtlichen Festklemmen einer Muffe an solchen Stellen venvendet, an denen eine
grosse Fiessgenauigkeit der Muffe erforderlich ist und wo das Kalibrieren gegen
den Kern wegen der sich schnell verändernden QuerflPche naturgemäss schlecht ist.
Solche Stellen sind die oben erwähnten Kanten- und Bodenabrundungen bei Muffen und
Dichtungsnuten.
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flemöss einem anderen Verfahren ist ausserhalb des Kerns ein ihn
umschliessendes ringförmiges Gehause angeordnet. Auf der Innenfläche diese Gehäuse
ist eine flexible Membran in der Weise befestigt, dass zwischen Membran und Gehäuse
ein einem Druck ausgesetztes Medium geleitet werden kann, wobei sich die Haut dicht
um den Kern legt, indem sie gleichzeitig das daraufliegende Rohr den Kern presst.
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Auswendige Backen haben den Nachteil, dass sie in der Wandstärke
eines Rohres auftretende Variationen nicht berücksichtigen. Somit wird das Rohr
bei wechselnder Wandstnrke nicht immer in der gleichen Wiese von den Backen gepresst.
Darüber hinaus kann ein örtliches Pressen zur Folge haben, dass sich die Rohrwand
in den an die gepressten Stellen angrenzenden Bereichen teilweise vom Kern löst,
was zu Plessungenauigkeiten führt.
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Bei Verwendung einer Membran ist zu beachten, dass der Durchmesser
und dadurch auch die Peripheriel-#nge einer ringförmigen Membran bei Druck wirkung
abnehmen. Dies ist nur dadurch möglich, dass die Membran teilweise zerknittert wird,
was ihre Dauerhaftigkeit kriftig reduziert. Dazu wirkt die Membran warmeisolierend,
wodurch sie eine auswendige Abkühlung des Rohres verhindert.
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Der vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vcrerwahnten
Nachteile zu vermeiden und eine Kalibriervorrichtung zu schaffen, die w rkiamer
als die bisherigen ist. Dieerfindungsgemösse Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung auf der offenen Seite des Gehäuses ieg; und eine tiffnung aufweist,
durch welche das Rohrende
einschiebbar ist und deren Durchmesser
höchstens ebenso gross ist wie der des Rohrendes.
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Besondere Ausführungsformen der erfindungsgemössen Vorrichtung sind
in den Patentansprüchen 2 bis ß beschrieben.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung bringt u.a. folgende Vorteile:
- Mittels der Vorrichtung kann auf den gesamten Muffenbereich ein gleichrrüssiger
öusserer Druck ausgeübt werden, wobei sich das Rohr dicht um den Kern legt, was
eine gute Form- und Messgenauigksit ergibt.
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- Dadurch, dass das Druckrzdium direkt auf die AuScenfläche des Rohres
einwirkt, wird eine wirksame Abkühlung erzielt.
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- Die zur Vorrichtung gehörige Dichtung ist einfach und preiswert
und dazu noch leicht auswechselbar, da sie auf der offenen Seite des Werkzeuges
liegt.
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Die Erfindung wird unten an Hand einiger Ausführungsbeispiele gemäss
den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, Figur 1 zeigt eine erfindungsgemösse
Vorrichtung in einer Arbeitsphase, wo das Rohr auf den Kern geschoben wird.
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Figur 2 zeigt die Vorrichtung unter Druckwirkung, die auf das auf
den sern geschobene Rohr gerichtet ist. Der Kern ist im Schnitt la#ngs der LInie
II - II in Figur 3 und längs der Linie I - IV in Figur 4 gezeigt.
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Figur 3 zeigt einen Schnitt links der Linie I - I in Figur 2.
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Figur 4 zeigt einen Schnitt links der Linie III - III ji Figur 2.
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Figur 5 zeigt die Vorrichtung in einer Arbeitsphase, wo das Rohr
vom Kern weggezogen wird, gerade wenn die Dichtungsnut den Dichtungsring der Vorrichting
passiert. Der Kern ist teilweise im Schnitt dargestellt; die Schnittstelle ist dieselbe
wie in Figur 2.
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In der zeichnungsgemössen Vorrichtung liegt um den Werkzeugkern B,
23, 24 ein Gehause 1, das z.B. zylinderförmig ausgebildet sein kann und auf der
einen Seite offen ist, von wo das Rohr auf den Kern geschoben wird.
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Die andere Hälfte des Gehäuses 1 ist geschlossen und ist dicht um
den Kern gepresst. Auf der offenen Seite des Gehäuses ist eine Dichtung 2 vorgesehen,
die in ihrer Mitte eine oeffnung aufweist, das im Durchmesser kleiner ist
als
der Aussendurchmesser d Rohres. Beim Aufsetzen des Rohres auf den Kern oder beim
Ziehen des Rohres vom Kern weg, biegt sich die Dichtung 2 in der Bewegungsrichtung
des Rohres, während sich die darin vorgesehene Öffnung vergrössert, wenn das Rohr
dadurch gleitet. Direkt vor der Dichtung 2 auf der Anlaufseite des Rohres ist ein
bewegliches Backenpaar 4 angeordnet, dessen Aufgabe es ist, die Dichrung zu verstärken,
wenn das Gehäuse unter Druckwirkung steht.
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Zwischen der durch das Backenpaar 4 gebildete öffnung und der Aussenfläche
des Rohres darf ein Luftspalt verbleiben, der grösser als ebenso gross ist wie die
Variation der Rohrwandstärke je nach den Abmessungen der jeweils zu verwendenden
Dichtung und dem Druck.
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Im Gehause 1 wird ein Druck erzeugt, nachdem das Rohr auf den Kern
aufgesetzt worden ist und die Backen 4 geschlossen worden sind. Als Druckmedium
wird z.B. Luft oder Wasser verwendet.
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Für die Erfindung ist der Umstand wesentlich, dass das auf den Kern
8, 23, 24 aufgesetzte, im plastischen Zustand befindliche Rohr derart um den r##rn
gepresst wird, dass der Druck zwischen das Rohrende und den Kern nicht eindringen
kann, wodurch keine gesonderte Dichrung zwischen Rohrende und Kern nötig ist. Zum
Aufrechterhalten des Drucks im Gehäuse 1 reicht somit lediglich die oben geschriebene,
auf der offenen Seite des Gehäuses gelegene Dichtung 2 aus. Indem diese Dichtung
so beschaffen ist, dass das Rohr sie leicht durchdringen kann, biegt das auf den
Kern aufzusetzende Rohr auch den inneren Rand der Dichtung in eine solche Stellung
ab, dass sie den im Inneren der Vorrichung herrschende Druck aufzunehmen vermag.
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Für die Erfindung ist der Typ des verwendeten Werkzeuges unwesentlich.
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In der Praxis kommen zunächst verschiedenartige sich erweiternde Kenkonstruktionen
in Frage, in denen der ganze Kern oder aber ein Teil dessen Dichtungsnut zusammengezogen
und erweitert werden kann. Der in Figuren 1 bis 5 gezeigte Kern ist in ihrer Konstruktion
so beschaffen, dass ein Teil der Dichtungsnut mittels-mechanisch beweglicher Stücke
zusammengezogen und erweitert werden kann, während der übrige Teil des Kerns fest
ist. Diese Stücke bestehen, wie in Figur 4 gezeigt, aus vier Sektoren 7 und und
vier Segmenten 8, die längs darin vorgesehener Schwalbenschwanzführungen 9 in bezug
aufein#ndsr -gleiten
können. Die Segmente 8 weisen auch eine Öffnung
10, Keilflëchen 11 und 12 sowie eine Führung 13 auf, langs der das Segment 8 gegen
den Körper 23 des Kerns geführt werden kann. Wenn die Segmente 8 in radialer Richtung
auf die Kernmitte zu bzw. davon wegver##choben werden, bewegen sich auch die Sektoren
7 radial mit Hilfe der Schwalbenschwanzführungen 9. Durch Verschieben der Segmente
8 lasst sich also der ganze Dichtjngsnutteil zusammenzihen bzw. erweitern.
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Zum Bewegen der Segmente 8 ist im Kern ein aus Kreuzstücken 14 und
15 gebildetes Kernauge vorgesehen, das mittels eines Zylinders 16 in Bewegung gesetzt
wird. Die Kreuzstücke bewegen sich i im Kern vorgesehenen Nuten; Teil 14 in Nuten
17 und Teil 15 in Nuten 18. Wenn sich die Kreuzstücke in ihrer rechtsliegenden aussehen
Stellung befinden (Figur 2), ragen die Segmente heraus, d.h. der Kern ist erweitert.
Beim Verschieben der Stücke in besimmten Masse nach links lösen sich die Oberflächen
19 des Teils 15 vor der Berührung mit den Oberflachen 20 der Segmente 8, während
die Keilflächen 21 des Teils 14 in Berührung mit den Keilflächen 11 der Segmente
8 kommen.
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Wenn sich die Kreuzstücke weiter nach links bewegen, werden die Vorsprünge
des Kreuzstücks 14 in die öffnung 10 dAr Segmente 8 hineingeschoben, während sich
die Segmente feichzeitig durch Einwirkung der Keilflächen 21 und 11 auf die Kernmitte
zu bewegen, m.a.W. zieht sich der Kern zusammen.
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Wenn sich die Kreuzstücke hiernach nach rechts bewegen, kommen die
Keilflächen des Teils 15 in Berührung mit den Keilflächen 12 der Segmente 8.
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Die Segmente erheben sich von der Mitte auswärts durch Einwirkung
der Keilflächen 22 und 12, bis die Flachen 19 und 20 in Berührung miteinander kommen
und die in Figur 2 gezeigte Stellung erreicht wird.
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In dem zeichnungsgemössen Kern setzt sich sein Körper aus zwei festen
Teilen 23 und 24 zusammen, die mittels Stangen 25 miteinander verbunden und aufeinander
zu gebracht werden können.
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Die Befestigung des Werkzeuges an der Maschine ist ebenso wenig wie
die Vorrichtung, mit deren Hilfe das Rohr aufgeschoben und weggezogen wird, in den
Zeichnungen dargestellt.
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Die in Figuren 1, 2 und 5 gezeigte, um den Kern anzuordnende Vorrichtung
umfasst
einen Zylinder 1,Dichtungen 2 und 3, ein Backenpaar 4 die backen verschiebende Zylinder
5 sowie Ein- und Ausströmungskanäle 6 für das Druckmedium Beim Aufsetzen des Rohres
auf den Kern 8, 23, 24 sind die Backen 4 ausgezogen (Figur 1). Das sich auf den
Kern schiebende Rohrende biegt die Dichtung in der Laufrichtung des Rohres ab, wobei
sich das darin enthaltene Loch vergrösert, wenn das Rohr dadurch gleitet (der mit
gebrochenen Linien angedeutete Teil in Fig. 1).
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Wenn das Rohr auf den Kern geschoben worden ist, werden die Backen
4 geschlossen und ein Druckmedium in den Zylinder 1 hineingeleitet (Figur 2).
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Das noch im plastischen Zustand befindliche Rohr presst sich um den
Kern herum und verhindert das Druckmedium vom Eindringen zwischen Rohrende und Kern
(Stelle 28). Die Dichrung 2 presst sich unter dem Druckeinfluss gegen die Backen
4 in die in figur 2 gezeigte Lage. Die Dichtungsöffnung bildet um das r ohr einen
lippenförmigen Ring, der sich zufolge der Druckwirkung dicht um das Rohr presst
und dadurch den Druckaustritt verhindert.
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Der Druck darf wirken, bis die Muffe abgekühlt ist und einen festen
Zustand erreicht hat. Hiernach wird das Druckmedium aus dem Zylinder 1 entfernt,
der Kern zusammengezogen, die Backen 4 geöffnet und das Rohr vom Kern weggezogen.
Die Dichtung 2 biegt sich wieder in der Laufrichung des Rohres, während sich die
Muffe und die darin vorgesehene Dichtungsnut durch den Dichtungsring gleiten. Hiernach
wird der Kern im Hinblick auf die nächste Arbeitsphase in die in Figur 1 gezeigte
Lage erweitert. Bei Verwendung anderer Kernkonstruktionen erfolgt das Erweitern
des Kerns ert,nachdem des Rohr auf den Kern geschoben worden ist, während die Arbeitsphase
im iibrigen der obigen entspricht. Für die erfindungsgemässe Vorrichtung ist es
jedoch egal, welche Massnahme zuerst vorgenommen wird.
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Im Rahmen der Erfindung sind auch andere Ausführungen denkbar.
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Demnach kann das Druckmedium z.B, auch durch einen oben liegenden
Einströmungskanal geleitet werden, während der Druck auf ein unten liegendes Absperrventil
einwirken darf. Das Druckmedium wird durch Öffnen des Absperrventils entfernt. Falls
bei Verwendung von flüssigen Medien eine schnelle Entleerung erwünscht ist, kann
das Druckmedium auch aus dem Gehäuse ausgesaugt werden. Es besteht ferner die Möglichkeit,
statt eines Absperrventils auf der Auslaufseite ein Strömungsregulierventils zu
verwenden, wobei auch während der Druckbeanspruchung eine Strömung gesichert ist.
Dies kommt z.B.
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dann in Frage, wenn eine Strömung während der Druckbeanspruchung nachgestrebt
wird, um die Wirksamkeit der Abkühlung zu steigern. Die Abkühlungswirkung des Druckmediums
kann auch durch Verwendung einer niedrigen Temperatur für das Medium erhöht werden.
Denkbar ist ferner die Verwendung von zwei verschiedenen Medien hintereinander.
Dabei wird zuerst das den eigentlichen Druck zustandebringende Medium, z.B. Luft,
die während einer bestimmten Zeit wirken darf, und dann das abkühlende Medium eingeleitet.