DE3901929A1 - Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffrohren - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffrohrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffrohren,
insbesondere für Fußbodenheizungen gemäß dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Derartige Kunststoffrohre werden z. B. mäanderförmig
auf dem Fußboden einer Wohnung verlegt und dann in
Estrich eingebettet. Die angelieferten Längen der
Kunststoffrohre reichen jedoch in den meisten Fällen
nicht aus, so daß mehrere Teilstücke von Rohren zu einem
kompletten Heizungssystem verbunden werden müssen.
Derartige Kunststoffrohre können aus einem Polypropylen
copolymerisat bestehen. Diese Rohre sind problemlos
über Kunststoffmuffen, in die die Enden zweier Rohre
eingeschoben werden, zu verschweißen. Es existieren
aber auch Kunststoffrohre aus vernetztem Polyäthylen,
die nicht verschweißbar sind, und daher mit einer auf
wendigen und der Korrosion unterworfenen Klemmschraub
verbindung zusammengefügt werden müssen.
Ein Problem bei der Betreibung von aus diesen Kunst
stoffrohren gefertigten Fußbodenheizungen besteht aber
in der Sauerstoffdiffusion von außen in das Rohr. Daher
ist der Hersteller der Rohre nun verpflichtet, die
Rohre mit einer Sperrschicht gegen die Sauerstoff
diffusion zu versehen.
In der Regel wird ein aus Polypropylencopolymerisat
bestehendes Rohr mit einer derartigen Sperrschicht
aus Äthylenvinylalkoholcopolymerisat versehen, die
über einen Haftvermittler, der in der Regel ein Äthylen
copolymerisat ist, mit dem Rohrgrundkörper verbunden
wird.
Das Sperrschichtmaterial hat aber die unangenehme Eigen
schaft, nicht verschweißbar zu sein. Um nun doch eine
Verschweißung der Rohrenden in einer Kunststoffmuffe
durchführen zu können, muß die Sperrschicht auf der
Länge, die später in der Kunststoffmuffe festsitzen
soll, wieder entfernt werden. Das geschah bisher mit
Hilfe von Schälmaschinen. Diese Methode hat aber den
Nachteil, daß durch das Schälen Rillen oder Kerben
auf dem freigelegten Rohrgrundkörper zurückbleiben.
Beim anschließenden Verschweißen kommt es daher zu
Lufteinschlüssen im Verschweißbereich, die eine aus
reichende Dichtigkeit der Verbindungsstelle verhindern.
Darüber hinaus ist das Schälverfahren bei z. B. ovalen
Rohren mit Schwierigkeiten verbunden.
Eine andere Methode könnte darin gesehen werden, die
Sperrschicht mit Hilfe eines Lösungsmittels zu ent
fernen. Ein solches Lösungsmittel existiert jedoch
bisher nicht.
Daher wird bei einem weiteren bekannten Verfahren
ein Ende eines Kunststoffrohres in eine aufheizbare
Schweißmuffe aus Metall eingedrückt, wodurch die
als Sauerstoffsperre dienende Schicht vom Rohrende
weggeschoben und die Oberfläche des Rohrgrundkörpers
aufgeschmolzen wird und gleichzeitig eine Kunststoff
muffe auf einen aufheizbaren metallischen Schweißdorn
aufgeschoben wird, wobei die innere Oberfläche der
Kunststoffmuffe aufgeschmolzen wird, wonach das
Kunststoffrohr aus der Schweißmuffe herausgezogen
und die Kunststoffmuffe vom Schweißdorn abgezogen
wird und das Ende des Kunststoffrohres in die Kunst
stoffmuffe eingedrückt und mit dieser verschweißt
wird. Dieser Vorgang wird dann mit der bereits aufge
schweißten Kunststoffmuffe und einem zweiten Kunst
stoffrohr wiederholt. So entsteht zwar eine exakt
dichte Muffenschweißverbindung, unabhängig von der
Querschnittsgeometrie der Kunststoffrohre.
Beim Einführen des Kunststoffrohrendes in die Schweiß
muffe und beim Aufschmelzvorgang geschieht es jedoch,
daß sich das weichwerdende Rohrende nach innen ver
formt und es somit im Extremfall zu einem Verschluß
des Rohres kommt. Darüber hinaus bietet diese Form der
Schweißverbindung nicht die Gewähr, daß die aus der
Kunststoffmuffe hervortretenden Kunststoffrohre beim
Verlegen nicht abknicken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der eingangs genannten Art so zu führen, daß
die entstehende Schweißverbindung für das durch die
Kunststoffrohre strömende Heizmedium einen ungestörten
Strömungsquerschnitt sowie eine verbesserte Stabilität
aufweist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe des Merkmals
des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Eine erfindungsgemäße Schweißverbindung ist durch die
Ansprüche 3 bis 5 gegeben.
Die der inneren Umfangsform des jeweiligen Kunststoff
rohres angepaßte Metallhülse verhindert in sicherer
und einfacher Weise den Rohrverschluß beim Aufschmelz
vorgang. Obwohl die metallische Hülse den Kunststoff
rohrquerschnitt geringfügig verengt, ist eine bemer
kenswerte Störung des Heizmedienflusses durch diese
als verlorene Schalung ausgebildete Hülse nicht zu
gewärtigen. Durch den absolut dichten Luftverschluß
unterliegt die metallische Hülse keiner nennenswerten
Korrosion. Darüber hinaus kann die Hülse aus Edelstahl
bestehen.
Um zu verhindern, daß die Hülse beim Schweißvorgang
oder auch später bei der Verlegung des Rohres ver
rutscht, schlägt der Anspruch 2 vor, die Hülse mit
einem umgebörtelten Rand zu versehen, der an der
Stirnseite des Rohres anliegt. Nachdem die beiden
Rohrenden in der Kunststoffmuffe verschweißt sind und
die Enden der Kunststoffrohre einen Abstand voneinander
aufweisen, weist die Verbindung im Kunststoffmuffenbe
reich eine ausreichende Elastizität auf. Dadurch, daß
die metallischen Hülsen über den jeweiligen Randbe
reich der Kunststoffmuffe hinausragen, wird gerade
dieser knickgefährdete Bereich durch die metallischen
Hülsen verstärkt.
Die Ansprüche 4 und 5 geben beispielhaft zwei bevor
zugte Rohrquerschnittsformen an. Die Erfindung ist
jedoch auf diese Querschnittsformen nicht beschränkt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen
dargestellt und näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Kunststoffrohr im Längsschnitt und in ab
gebrochener Darstellung;
Fig. 2 im Längsschnitt eine Vorrichtung zur Durch
führung des Verfahrens gemäß der Erfindung und
Fig. 3 ein Rohrende im Längsschnitt mit eingeschobener
Stützhülse.
In der Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Kunst
stoffrohres (1) dargestellt. Der Kunststoffrohrgrund
körper ist mit dem Bezugszeichen (2) versehen und be
steht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem
Polypropylencopolymerisat. Auf die Außenfläche des
Rohrgrundkörpers (2) ist eine Haftvermittlerschicht (3)
aufgetragen, die aus einem Äthylencopolymerisat besteht.
Dieser Haftvermittler (3) sorgt dafür, daß eine Sperr
schicht (4) gegen Sauerstoffdiffusion auf dem Rohrgrund
körper (2) haftet. Die Sperrschicht besteht aus einem
Äthylenvinylalkoholcopolymerisat.
In der Fig. 2 ist eine allgemein bekannte Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens dargestellt und mit
dem Bezugszeichen (5) versehen. Die Vorrichtung (5) be
steht aus einer ebenen vertikal aufgestellten Metallplatte
(6), die mit Hilfe eines angeschweißten Fußes (7) auf
dem Untergrund, z. B. einem Tisch befestigt wird. Auf
der in der Zeichnung linken Seite ist auf die Seiten
fläche der Metallplatte (6) eine aus Metall bestehende
Schweißmuffe (8) aufgeschweißt. Die innere Umrißlinie
der Muffe (8) korrespondiert mit der äußeren Umriß
linie des zu verschweißenden Kunststoffrohres (1). Sie
kann daher einen kreisförmigen, einen ovalen aber auch
jeden anderen Querschnitt haben. Es ist jedoch wichtig,
daß die innere Querschnittsfläche der Muffe (8) gering
fügig kleiner ist als die äußere Querschnittsfläche des
Rohres (1). Auf der der Schweißmuffe (8) entgegenge
setzten Seitenfläche der Metallplatte (6) ist ein
metallischer Schweißdorn (9) aufgeschweißt, dessen
Querschnittsfläche mit der inneren Querschnitts
fläche einer Kunststoffmuffe (10) korrespondiert.
Sie kann demnach ebenfalls kreisförmig, oval oder
anders geformt sein, je nach dem, welcher Rohrquer
schnitt vorliegt. Die Rückwand (11) der Schweißmuffe
(8) sowie der Flansch (12) des Schweißdorns (9) dienen
als Anschlagflächen für einerseits das Rohrende und
andererseits die Muffenstirnfläche.
Die Heizplatte (6), sowie die Schweißmuffe (8) und der
Schweißdorn (9) werden mit Hilfe einer nicht darge
stellten Heizung auf eine Temperatur gebracht, die
der Schmelztemperatur des Rohrgrundkörpermaterials
bzw. des Muffenmaterials entspricht bzw. etwas darüber
liegt. In die enge Öffnung der Schweißmuffe (8) wird
nun das Kunststoffrohr (1) eingeführt, wozu ein ge
wisser Druck notwendig ist. Der innere Rand der Schweiß
muffe (8) schiebt das sich von dem Grundkörper (2) des
Kunststoffrohres (1) ablösende Material der Sperrschicht
(4) vom Rohrende weg. Das Sperrschichtmaterial baut
sich dabei wulstförmig vor dem vorderen Rand der
Schweißmuffe (8) auf. Innerhalb der Schweißmuffe (8)
wird nun die Oberfläche des Rohrgrundkörpers (2) auf
geschmolzen. Auf der anderen Seite der Vorrichtung (5)
wird auf den Schweißdorn (9) die Kunststoffmuffe (10)
aufgeschoben. In dieser Stellung wird die innere Ober
fläche der Kunststoffmuffe (10) ebenfalls aufge
schmolzen. Nach etwa 3 bis 6 Sekunden wird das
Kunststoffrohr aus der Schweißmuffe (8) herausgezogen
und die Kunststoffmuffe (10) vom Schweißdorn (9) ab
gezogen. Das aufgeschmolzene Ende des Rohres (1) wird
nun unverzüglich in die aufgeschmolzene Seite der
Kunststoffmuffe (10) eingeschoben, wo das Rohr mit
der Kunststoffmuffe (10) verschweißt wird. Danach
wird die Kusntstoffmuffe (10) mit dem darin ver
schweißten Kunststoffrohr (1) oder das gesamte Schweiß
gerät so um 180 Grad gedreht, daß das noch freie Ende
der Kunststoffmuffe (10) auf den Schweißdorn (9) aufge
schoben werden kann, wobei zuvor das Ende eines zweiten
Kunststoffrohres (1) in die Schweißmuffe (8) eingeführt
und von der Sperrschicht befreit worden ist. Nach dem
Aufschmelzvorgang wird dann das Ende des zweiten Rohres
(1) in das noch freie Ende der Kunststoffmuffe (10) ein
geschoben, bis das Ende des zweiten Rohres mit Abstand
zum Ende des ersten Rohres fest in der Kunststoffmuffe
(10) verschweißt ist.
Um zu verhindern, daß beim Entfernen der Sperrschicht
(4) und beim Aufschmelzen der Oberfläche des Grund
körpers (2) des Rohres (1) sich das Kunststoffmaterial
nach innen verbiegt und so zu einem Rohrverschluß führt,
wird vor dem Einführen des Kunststoffrohres (1) in die
Schweißmuffe (8) in das Ende des Kunststoffrohres (1)
eine metallische Hülse (13) eingesteckt. Der nach außen
weisende Rand der Hülse (13) ist zu einem Ringflansch
(14) umgebördelt, dessen Durchmesser kleiner als der
Durchmesser der Schweißmuffe (8) sein muß. Um Abschabun
gen zu vermeiden, sollte er etwas kleiner als der Durch
messer des Schweißdornes (9) sein. Dieser Ringflansch (14)
liegt an der Stirnfläche des Rohrendes an. Wird nun das
so präparierte Ende des Rohres (1) in die Schweißmuffe
(8) eingeschoben, ist ein Umbiegen des weichwerdenden
Rohrmaterials nach innen ausgeschlossen und somit auch
ein Rohrverschluß. Die Hülsen (13) verbleiben nach der
Schweißung als "verlorene Schalung" in der Rohrver
bindung. Wie sich aus der Fig. 3 ergibt, ist die
axiale Länge der metallischen Hülse (13) so bemessen,
daß ihr ins Rohr (1) weisender Rand über den Rand der
Hülse (10) vorsteht. Hierdurch ist besonders die Über
gangsstelle von Kunststoffhülse (10) zum Rohr (1)
gegen Abknicken gesichert.
Claims (5)
1. Verfahren zum Verschweißen von Kunststoff
rohren, insbesondere für Fußbodenheizungen,
wobei die Rohre aus einem Polypropylencopoly
merisatgrundkörper bestehen, auf dessen
äußerer Oberfläche eine Schicht als Haftver
mittler für eine weitere Schicht als Sauer
stoffsperre aufgebracht ist, wobei ein
Ende eines Kunststoffrohres in eine auf
heizbare Schweißmuffe aus Metall eingedrückt
wird, wodurch die als Sauerstoffsperre dienende
Schicht vom Rohrende weggeschoben und die
Oberfläche des Rohrgrundkörpers aufge
schmolzen wird und gleichzeitig eine Kunst
stoffmuffe auf einen aufheizbaren metalli
schen Schweißdorn aufgeschoben wird, wo
durch die innere Oberfläche der Kunst
stoffmuffe aufgeschmolzen wird, das Kunst
stoffrohr aus der Schweißmuffe herausge
zogen und die Kunststoffmuffe vom Schweiß
dorn abgezogen wird, das Ende des Kunststoff
rohres in die Kunststoffmuffe eingedrückt
und mit dieser verschweißt wird, wonach der
Vorgang mit der Kunststoffmuffe und einem
zweiten Kunststoffrohr wiederholt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ein
schieben des Rohrendes in die Schweißmuffe
(8) in das Rohrende eine metallische Hülse
(13) eingeschoben wird, deren Umfangsform
dem inneren Umfang des Kunststoffrohres
(1) angepaßt ist, wodurch die Rohrgeometrie
maßgerecht stabilisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hülse (13) mit einem umge
börtelten Rand (14) versehen ist, der an der
Rohrstirnfläche anliegt und daß die Hülse
(13) eine axiale Länge aufweist, so daß der
im Kunststoffrohr (1) steckende Rand der
Hülse (13) über den korrespondierenden
Rand der aufgeschweißten Kunststoffmuffe
(10) hinausreicht und daß der Außendurch
messer des Randes (14) kleiner ist als der
Durchmesser des Schweißdornes (9).
3. Schweißverbindung von Kunststoffrohren nach
dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Enden zweier Kunst
stoffrohrteilstücke (1) mit Abstand vonein
ander in der Kunststoffmuffe (10) angeordnet
sind und in jedem Kunststoffrohrteilstück
eine metallische Hülse (13) vorgesehen ist,
die mit einem umgebörtelten Rand (14) ver
sehen ist, der an der Rohrstirnfläche an
liegt.
4. Schweißverbindung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kunststoffrohre (1)
und die metallischen Hülsen (13) einen kreis
förmigen Querschnitt aufweisen.
5. Schweißverbindung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kunststoffrohre (1)
und die metallischen Hülsen (13) im Quer
schnitt oval ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3901929A DE3901929A1 (de) | 1988-10-15 | 1989-01-24 | Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffrohren |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3835156 | 1988-10-15 | ||
DE3901929A DE3901929A1 (de) | 1988-10-15 | 1989-01-24 | Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffrohren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3901929A1 true DE3901929A1 (de) | 1990-04-19 |
Family
ID=25873272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3901929A Withdrawn DE3901929A1 (de) | 1988-10-15 | 1989-01-24 | Verfahren und vorrichtung zum verschweissen von kunststoffrohren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3901929A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0689928A3 (de) * | 1994-07-02 | 1998-03-11 | GABOTHERM Systemtechnik GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Kunststoffrohren |
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-
1989
- 1989-01-24 DE DE3901929A patent/DE3901929A1/de not_active Withdrawn
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