DE3103305C2 - Elektrisch schweißbare Muffe zum Verbinden von Leitungselementen - Google Patents

Elektrisch schweißbare Muffe zum Verbinden von Leitungselementen

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Abstract

Im Muffenkörper (4) der Muffe (3) ist ein Heizdraht (6) in Windungen mit einem Abstand (7) eingebettet, dessen Enden mit Kontakten (8) zum Anschluß an ein Schweißgerät versehen sind. Der Widerstandsheizdraht (6) setzt sich aus einer Anzahl gebündelter dünner Einzeldrähte (18) zusammen; diese können miteinander verflochten oder verseilt sein. Zur Herstellung von Schweißverbindungen wird die Muffe (3) auf Stutzen (1, 2) von Leitungselementen aufgeschoben und im Widerstandsheizdraht (6) Wärme erzeugt, durch die der Muffenkörper (4) und die Rohrstutzen (1, 2) teilweise aufgeweicht werden. Da der Muffenkörper (4) eine beim Aufweichen freiwerdende Schrumpfreserve besitzt, legt er sich unter Aufhebung eines Montagespaltes (10) auf die Stutzen (1, 2) und verschweißt mit diesen. Die durch die Wärme in den Einzeldrähten (18) entstehenden Längenausdehnungen werden innerhalb des Drahtbündels aufgenommen, so daß Windungsschlüsse oder andere Deformationen des Widerstandsheizdrahtes beim Aufweichen des thermoplastischen Muffenmaterials vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch schweißbare Muffe zum Verbinden von Leitungselementen mit einem Muffenkörper aus einem thermoplastischen Kunststoff, wobei in der Nähe der Innsnwandung des Muffenkörpers mehrere Widerstandsheizdrähte in mit Abstand angeordneten Windungen im Material des Muffenkörpers eingebettet sind und die Muffe auf Stutzen der zu verbindenden Leitungselemente aufgeschoben, zusammen mit den Stutzen durch im Heizdraht erzeugte Wärme teilweise erweicht und mit diesen verschweißt wird.
Leitungsnetze werden heute vielfach unter Verwendung von Leitungselementen aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Unter Leitungselementen werden Rohrstücke, Formstücke, Steuerorgane, beispielsweise Ventile, und andere Werkstücke verstanden. Diese sind zusammenzubauen und an ihren Stutzen tropf- und druckdicht sowie zugfest miteinander zu verbinden.
Es ist bekannt (DE-PS 24 10 039), für das Verbinden der Stutzen der Leitungselemente zylinderförmige Muffen mit einem hülsenförmigen Muffenkörper aus einem thermoplastischen Material zu verwenden, die zusammen mit den Stutzen der Leitungselemente verschweißt werden. Der Muffenkörper kann hierbei ein Teil eines Leitungselementes oder ein separater Teil sein. Zum teilweisen Schmelzen und Schweißen der benachbarten Flächen der zu verbindenden Teile wird in einem in dem Muffenkörper in Windungen eingebetteten elektrischen Widerstandsheizdraht durch die Zufuhr elektrischer Energie eine zum Verbinden des Muffenkörpers und der Stutzen ausreichende Wärmemenge erzeugt. Zweckmäßig werden beim Einbetten des Heizdrahtes to die einzelnen Windungen durch eine genügend große Kunststoffmasse voneinander getrennt, damit zuverlässig Windungsschlüsse vermieden werden. Zur Erreichung einer guten Verbindung der zu verschweißenden Teile wird dem Muffenkörper eine Schrumpfreserve er- μ teilt, die beim Schweißvorgang gelöst wird, so daß der Muffenkörper auf den zu verbindenden Teilen satt anliegt. Während der Muffenkörper sich beim Schweißen verkleinert, dehnt sich der Widerstandsheizdraht, der während der Zufuhr der elektrischen Energie erwärmt wird, entgegen der Schrumpfbewügung des Muffenkörpers aus.
Diese beiden gegenläufigen Bewegungen können ein Ausknicken einzelner Windungen des Heizdrahies und damit einen Kurzschluß bewirken, wodurch das thermoplastische Material des Muffenkörpers beschädigt wird oder sich entflammen kann. Die entstehende Längenausdehnung des Widerstandsheizdrahtes bewirkt zudem ein Entfernen der einzelnen Windungen von der Schweißzone, und ihr Abstand kann so groß werden, daß ein vollständiges Aufschmelzen der Innenwandung in der Schweißzone in Frage gestellt wird. Solche Erscheinungen können vor allem bei elektrisch schweißbaren Muffen mit größerem Muffendurchmesser, z. B. über 200 mm Durchmesser, auftreten.
Um diese Störungen zu vermeiden, sind verschiedene Maßnahmen bekannt Es kann z. B. die Gesamtlänge des Heizdrahies dadurch verringert werden, daß er mehrgängig in den Muffenkörper eingelegt wird. Dadurch wird die Gesamtlänge und damit die Gesamtdehnung des Heizdrahtes sowie die Gefahr von Windungsschlüssen vermindert, allerdings unter Vergrößerung des schaltungstechnischen Aufwandes.
Weiter ist es beim Verbinden von Plastikrohren bekannt (DE-OS 14 79 231), einen Heizdraht mit zweifacher Isolation zu verwenden, wobei es auch möglich ist, mehrere mit einer Lackisolierung versehene Heizdrähte mit Abstand parallel zueinander anzuordnen und durch die zweite Isolation, die aus einem gleichen oder ähnlichen Material wie das Rohrmaterial besteht, zu einem Band auszubilden. Damit wird jedoch die Gefahr eines Kurzschlusses nicht verhindert, da bei den hierbei auftretenden höheren Temperaturen die Lackisolierung zerstört wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch schweißbare Muffe der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß bei geringem Herstellungsaufwand eine einwandfreie, störungsfreie Schweißung auch bei großen Rohrdurchmessern mit Sicherheit erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Widerstandsheizdrähte ein Drahtbündel bilden, deren Einzeldrähte sich stellenweise berühren.
Zweckmäßig bilden die Einzeldrähte in verwundener, z. B. verflochtener oder verseilter. Anordnung das Drahtbündel. Auch kann das Drahtbündel als Querschnitt eine flache Rechteckform aufweisen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt einer schematisch dargestellten elektrisch schweißbaren Muffe zum Verbinden zweier Stutzen von Leitungselementen,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes Il in Fig. 1, jedoch für eine elektrisch schweißbare Muffe mit einem zweiteiligen Muffenkörper,
F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus einem Muffenkörper mit darin eingebettetem Widerstandsheizdraht und
F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus einem zweiteiligen Muffenkörper mit darin eingebet te te in Widerstandsheizdraht.
In F i g. 1 sind zwei Rohrstutzen 1, 2 dargestellt, die zu nicht dargestellten Leitungsclcmentcn gehören. Ober die Rohrstutzen 1, 2 ist eine Muffe 3 geschoben: diese und die Rohrstutzen 1, 2 sind aus einem thermoplastischen Kunststoff geformt. Die Muffe 3 weist einen hui-
senförmigen Muffenkörper 4 auf, in dem in der Nähe der Innenwandung 5 ein Widerstandsheizdraht 6 in Windungen mit einem Abstand 7 eingebettet ist. Die Enden des Widerstandsheizdrahtes 6 sind mit Kontakten 8 verbunden, die in einer an den Enden des Muffen- körpers 4 angeordneten Bohrung 9 eingebettet sind. An die Kontakte 8 werden die Anschlüsse eines nicht dargestellten Schweißgerätes angeschlossen und danüt der Widerstandsheizdraht 6 mit dosierter elektrischer Energie gespekt.
In Fig. 1 sind die Rohrstutzen 1, 2 und die Muffe 3 vor ihrer Verschweißung dargestellt Durch Zuführung elektrischer Energie wird im Widerstandsheizdraht 6 Wärme erzeugt, die zu einer teilweisen Erweichung des Muffenkörpers 4 und der Rohrstutzen 1,2 führt, bis eine Verschweißung dieser Teile stattfindet. Da bei der Herstellung der Muffe 3 dem Muffenkörper 4 eine Schrumpfreserve, z. B. durch Aufweiten, erteilt wird, wird diese bei der Erwärmung des Muffenkörpers 4 frei und führt zu einer Schrumpfung desselben. Hierdurch wird der vor dem Schweißen bestehende Spalt 10 zwischen der Innenwandung 5 des Muffenkörpers 4 und der Außenwandung 11 der Rohrstutzen 1, 2 aufgehoben. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, brauchen die Windungen des Widerstandsheizdrahtes 6 nicht gleichmäßig über die gesamte Innenwandung des Muffenkörpers verteilt zu werden. Insbesondere kann der Windungswiderstand im Bereich der Stutzenenden größer sein.
Die in F i g. 2 teilweise dargestellte Muffe 3 weist im Gegensatz zum Muffenkörper 4 der Muffe 3 nach so Fig. 1 einen aus einem Muffeninnenteil 15 und einen Muffenaußenteil 16 bestehenden Muffenkörper auf. Der Muffeninnenteil 15 weist auf seiner Außenseite einen schraubenförmig verlaufenden Steg 17 auf, zwischen dem der Widerstandsheizdraht 6 verlegt ist. Nach der Verlegung desselben wird der Muffenaußenteil 16 auf den Muffeninnenteil 15 aufgespritzt, wodurch ein kompakter Muffenkörper entsteht.
Um die eingangs erwähnten Schwierigkeiten beim Schweißen von Muffen, insbesondere mit größerem Durchmesser, zu vermeiden, wird von der Überlegung ausgegangen, daß die mit der Erwärmung des Widerstandsheizdrahtes 6 erfolgende Wärmedehnung in sich selbst aufgenommen werden kann, wenn der Wider standsheizdraht 6 sich aus einer Anzahl dünner Einzeldrähte 18 zusammensetzt. Zwischen den Einzeldrähten 18 bestehen geringe Zwischenräume, in welche sie bei der Erwärmung ausweichen können. Es können beliebig viele Einzeldrähte 18 verwendet werden, z. B. zwei bis zehn und mehr Einzeldrähte. Anstelle eines einzelnen Widerstandsheizdrahtes von 0,9 mm wurde ein aus dreizehn Einzeldrähten gebündelter Widerstandsheizdraht verwendet, dessen Durchmesser etwa 1,0 mm und dieselben elektrischen Eigenschaften wie der einzelne Draht aufwies. Der Drahtdurchmesser des Einzeldrahttes kann etwa 0,01—0.02 mm betragen. Die Form des aus Einzeldrahten 18 gebildeten Widerstandsheizdrahtes 6 kann besonderen Bedürfnissen angepaßt werden und beispielsweise, wie dies in Fi g. 4 dargestellt ist, einen flachen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Das Bündeln der Einzeldrähte 18 kann in verschiedener Weise erfolgen: sie können miteinander verflochten oder iiuch miteinander verseilt sein. Damit der Abstand 7 /wischen den Widerstandshei/drähten 6 eingehalten werden k;inn. ist es möglich, den ;ius den l-in/cldrahten ti5 18 gebündelten Draht mit einer Umhüllung 19 aus gleichem oder ähnlichem Kunststoff wie der Mtiffcnkörpcr 4 /11 versehen, wie dies in F i g. 3 mit der gestrichelten
Umrandung des Drahtes 6 angedeutet ist
Der aus Einzeldrähten 18 gebündelte Widerstandsheizdraht 6 erlaubt es, die eine Muffe 3 in genau gleicher Weise herzustellen wie bei der Verwendung eines einzelnen Widerstandsheizdrahtes 6. Dadurch ist die automatische Fertigung solcher Muffen 3 in gleich einfacher Weise möglich, jedoch können die erwähnten, durch die Wärmeausdehnung des Widerstandsheizdrahtes auftretenden Schwierigkeiten vollständig vermieden werden. Der aus Einzeldrähten 18 bestehende Widerstandsheizdraht 6 kann auch bei Muffen mit Rohrdurchmessern von 500—800 mm und mehr verwendet werden. Bei ganz großen Durchmessern kann es zweckmäßig sein, Einzeldrähte aus einem Material geringer Wärmeausdehnung zu verwenden; jedoch können solche auch bei Muffen mit kleineren Rohrdurchmessern verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Elektrisch schweißbare Muffe zum Verbinden von Leitungselementen mit einem Muffenkörper aus einem thermoplastischen Kunststoff, wobei in der Nähe der Innenwandung des Muffenkörpers mehrere Widerstandsheizdrähte in mit Abstand angeordneten Windungen im Material des Muffenkörpers, eingebettet sind und die Muffe auf Stutzen der zu verbindenden Leitungselemente aufgeschoben, zusammen mit den Stutzen durch im Heizdraht erzeugte Wärme teilweise erweicht und mit diesen verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizdrähte (6) ein Drahtbündel bilden, deren Einzeldrähte (18) sich stellenweise berühren.
2. Muffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte (18) in verwundener, z. B. verflochtener oder verseilter, Anordnung das Drahtbündel bilden.
3. Muffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des von den Einzeldrähten (18) gebildeten Widerstandsheizdrahtes (6) eine flache Rechteckform aufweist.
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