DE2316861B2

DE2316861B2 - Vorrichtung zum Formen einer Verbindungsmuffe, die einen elastischen Dichtring aufweist

Info

Publication number: DE2316861B2
Application number: DE2316861A
Authority: DE
Inventors: Robert Walter Sommerville N.J. Heisler (V.St.A.)
Original assignee: Johns Manville Corp
Current assignee: J-M Manufacturing Co Inc Stockton Calif Us
Priority date: 1972-03-31
Filing date: 1973-04-02
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS545428B2; NO145086C; SE396905B; DE2316861C3; FR2178953B1; US3807027A; JPS4925513A; IT980051B; BE805841R; FR2178953A1; DE2316861A1; FI52296B; BE797582A; CH565971A5; BR7302358D0; DK136972B; DK136972C; AR197892A1; NL7304461A; GB1397474A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen einer am Ende eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff angeordneten Verbindungsmuffe, gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs. Der in der Erweiterung des Rohrendes der Verbindungsmuffe angeordnete elastische Dichtring hat den Zweck, das in die Verbindungsmuffe eingeführte Ende eines benachbarten Rohres unter zuverlässiger Abdichtung aufzunehmen.

Zum Formen einer Verbindungsmuffe an einem Rohr aus einem thermoplastischen Kunststoff ist eine Vorrichtung bekannt, die einen vorzugsweise zylinderförmigen Formkern aufweist, dei an seinem einen Ende eine Anschlagfläche für das Rohr sowie an seinem anderen, freien Ende einen Führungskonus zum radialen Führen des Rohrendes sowie des Dichtringes beim Aufschieben auf den Formkern hat, und der an seinem Mittelabschnitt eine Aufnahmefläche für den Dichtring hat (DE-OS 16 04 574 und US-PS 35 20 047). Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein zwischen zwei Stützringen eingeschlossener Dichtring auf der zylindrischen Aufnahmefläche des Formkernes in Stellung gebracht, worauf ein durch Erwärmung verformbar gemachtes Ende des Rohres über den Formkern geführt wird, wobei in der Wandung des Rohrendes eine ringnutförmige Erweiterung ausgeformt wird. Nach Abkühlung der geformten Verbindungsmuffe wird der Formkern entfernt, so daß der von den beiden seitlichen Stützringen eingefaßte Dichtring zusammen mit diesen in der ringnutförmigen Erweiterung des Muffenendes gehalten ist. Um während des Formens der Verbindungsmuffe eine Verschiebung des Dichtringes auf der zylindrischen Oberfläche des Formkernes zu verhindern, wird der von der Muffenöffnung abgewandte erste Stützring auf dem Formkern gegen eine axiale Verlagerung beim Aufschieben des Rohrendes dadurch gesichert, daß im Formkern mehrere auf dem Umfang verteilte, radial durch ein konisches verschiebbares Element gegen Federkraft bewegbare Stifte angeordnet sind, die während des Aufschiebens des Rohrendes auf den Formkern gegenüber dessen Oberfläche vorstehen, so daß der erste Stülzring sich nicht zusammen mit dem Rohrende auf dem Formkern verschieben kann. Der Dichtring Hegt mit seiner einen Seitenfläche an dem ersten Stützring an, während ein auf der anderen Seite des Dichtringes liegender zweiter Stützring ebenfalls gegen axiale Verschiebung durch eine auf dem Formkern angeordnete Hülse gesichert ist Da die Oberfläche des den Dichtring und die Stützringe tragenden Abschnittes des Formkernes gleich dem Außendurchmesser des nicht verformten Rohrendes des

ίο benachbarten, in die Verbindungsmuffe einsteckbaren Rohres sein muß, muß der Dichtring, der bei ausgeformter Verbindungsmuffe nach innen gegenüber den Stützringen vorstehen muß, um die erforderliche Dichtwirkung zu erzielen, unter radial nach außen gerichteter Verformung auf den Formkern aufgebracht werden. Damit der auf dem Formkern befindliche Dichtring sich nicht nach außen entspannen kann, wodurch seine dichtende Wirkung auf das eingeschobene Ende des benachbarten Rohres aufgehoben würde, muß er unter Spannung gehalten werden, was dadurch geschieht daß auf der Hülse eine zweite Hülse angeordnet ist, die den Dichtring übergreift. Beim Aufbringen auf den Formkern muß der Dichtring also entweder in den zwischen der Innenfläche der zweiten Hülse und der Oberfläche des Formkernes gebildeten Spalt unter Komprimierung eingeschoben werden, oder die zweite Hülse muß über den auf dem Formkern befindlichen Dichtring ebenfalls unter Komprimierung des Dichtringes aufgeschoben werden. Beim Aufschieben. des verformbar gemachten Rohrendes auf den Formkern gleitet das Rohrende unter nach außen gerichteter Verformung auf die schräge Oberfläche des ersten Stützringes auf, bis der vordere Rand des Rohrendes an dem Ringrand der zweiten Hülse zur

r> Anlage gelangt. Beim weiteren Aufschieben des Rohrendes muß die zweite Hülse in gleichem Maße zurückgezogen werden, damit das Rohrende über die Außenfläche des Dichtringes geführt werden kann. Wenn die zweite Hülse an der vorstehenden ringförmi-

4(i gen Schulter der ersten Hülse zur Anlage gelangt, muß auch diese mit der zweiten Hülse zurückgezogen werden. Bei axialer Verschiebung der ersten Hülse wird aber die axiale Fixierung des zweiten Stützringes aufgehoben, so daß sowohl der Dichtring als auch der zweite Stützring in axialer Richtung nicht mehr fixiert sind, und bei weiterem Aufschieben des Rohrendes eine axiale Verlagerung sowohl des Dichtringus als auch des zweiten Stützringes erfolgen kann. Dieser bei der bekannten Vorrichtung erforderliche Aufwand zur

5n axialen Fixierung der beiden Stützringe stellt einen nicht unerheblichen und daher als nachteilig anzusprechenden Aufwand dar. Ein weiterer entscheidender Nachteil der bekannten Ausführungsform besteht in folgendem: Da das erwärmte Rohrende bei Rückführung der zweiten Hülse über die Außenfläche des Dichtringes gleitet, entspannt sich der Dichtring zum größten Teil nach außen, da das Rohrende sich in erweichtem und leicht verformbarem Zustand befindet. Der Umfang dieser Entspannung hangt ab ausschließlich von der

w) Wanddicke des Rohrendes. Bei geringer Wanddicke wird der Dichtring sich praktisch vollständig entspannen, während bei größerer Wanddicke der Grad dieser Entspannung geringer ist, wobei jedoch in keinem Falle der durch die zweite Hülse auf die Außenfläche des Dichtringes ausgeübte Druck erhalten werden kann. Aufgrund dieser Entspannung des Dichtringes gegen die Wandung des in verformbarem Zustand befindlichen Rohrendes wird an der Stelle, an der sich der Dichtring

befindet, in dieser Wandung eine Ausnehmung entstehen, die in jedem Falle größer ist als der Spalt zwischen dem Formkern und der zweiten Hülse. Hieraus folgt notwendigerweise, daß der Dichtring nach erfolgter Ausformung und Abkühlung des Rohrendes, wenn überhaupt, nur geringfügig gegenüber die Stützringe nach innen vorstehen und einen entsprechend geringen Dichtungsdruck ausüben kann, so daß beim Einschieben des Endes des benachbarten Rohres praktisch niemals die erforderliche Dichtwirkung erzielt werden kann, die ja durch eine radiale Druckverformung des Dichtringes erst erreicht wird. Hierbei können in keinem Falle irgendwelche Toleranzen zwischen dem Dichtring und dem Ende des benachbarten Rohres ausgeglichen werden, da, wenn überhaupt, eine Dichtwirkung in sehr vermindertem Maße erreicht ist, wenn der Außendurchmesser des Endes des benachbarten Rohres genau mit dem Durchmesser des Formkernes übereinstimmt.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-OS 17 53 629) wird bei Verwendung des gleichen Formkernes ein Füllring benutzt, der während der Verformung des Rohrendes die ringnutförmige Erweiterung herstellt. Nach Fertigstellung der Verbindungsmuffe wird der Füllring entfernt und der endgültige Dichtring in die Erweiterung eingesetzt. Hierbei hat sich gezeigt, daß beim nachträglichen Einfügen des Dichtringes Schwierigkeiten entstehen, und ein nicht unbeachtlicher Zeitaufwand erforderlich ist. Auch hat die ringnutförmige Erweiterung des Rohrendes nicht immer ausreichend genaue Abmessungen, um den Dichtring einwandfrei einbauen zu können. Ferner ist es nicht möglich, Jem Dichtring in der Erweiterung die erforderliche sichere Lage zu geben. Die Verwendung eines Füllringes verbietet sich aus diesen Gründen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile auszuschalten und eine Vorrichtung zum Formen einer relativ große Durchmessertoleranzen eines Anschlußrohres überbrückenden Verbindungsmuffe zu schaffen, die auch bei größeren Toleranzen eine sichere Abdichtung und eine sichere Lage des Dichtringes gewährleistet, ohne daß die Montagezeiten verlängert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß die Aufnahmefläche für den Dichtring als Ringnut ausgebildet ist.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die eine, dem freien Ende des Formkernes zugeordnete Seitenflanke der Ringnut gegenüber der Längsachse des Formkernes zum leichten Lösen des Dichtringes von der Ringnut wenig geneigt verläuft.

Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß eine sichere Dichtwirkung sich nur verwirklichen läßt, wenn der zwischen den beiden Stützringen liegende Dichtring in vollkommen entspanntem Zustand auf den Formkern aufgebracht und hierbei an seiner der Muffenöffriung zugewandten Flanke abgestützt wird und bei Lösung des Formkernes aus dem Muffenende einer allmählichen nach innen gerichteten Verformung unterzogen wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Dichtring beim Einstecken des Endes eines benachbarten Rohres seine volle Dichtwirkung entfalten kann, unabhängig von der Wanddicke des Rohres, wobei zufolge der allmählichen radialen Verformung des Dichtringes beim Ausziehen des Formkernes eine Verkantung oder Verlagerung des Dichtringes mit Sicherheit vermieden wird.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der

ίο

Vorrichtung nach der Erfindung dar. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Formen einer Verbindungsmuffe, wobei Teile zum Zwecke einer deutlicheren Darstellung entfernt worden sind,

Fig.2 eine Hälfte eines Axialschnittes durch die Vorrichtung gemäß F i g. 1, bei welcher das zu formende Ende eines Rohres teilweise über den Formdorn geschoben ist,

F i g. 3 die Vorrichtung gemäß F i g. 2, bei welcher das Ende des Rohres bis zum vollständigen Formen der Verbindungsmuffe auf den Formdorn aufgeschoben ist,

F i g. 4 einen Axialschnitt einer Verbindungsmuffe, die mit der Vorrichtung gemäß F j g. 1 hergestellt ist und

F i g. 5 einen teilweisen Axialschnitt der Verbindungsmuffe nach F i g. 1 mit einem eingesteckten benachbarten Rohrende.

Am Ende eines Rohres 12 wird eine Verbindungsmuffe 10 für eine Rohrverbindung geformt. Das Rohr 12, dessen Ende verformt werden soll, besteht aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid.

Der innere Durchmesser der Verbindungsmuffe 10 ist etwas größer als der äußere Durchmesser des Rohres 12, damit ein benachbartes Rohr 18 leicht in die Verbindungsmuffe 10 eingesteckt werden kann. Das Rohr 18 hat einen Außendurchmesser, der gleich ist dem Außendurchmesser des Rohres 12. Ein elastischer Dichtring 24, beispielsweise aus Hartgummi ist innerhalb einer ringnutförmigen Erweiterung 22 der Verbindungsmuffe 10 angeordnet und erstreckt sich an seiner Innenfläche etwas über den Innendurchmesser der Verbindungsmuffe 10. Dadurch wird erreicht, daß der Dichtring 24 eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Rohr 18 und der Verbindungsmuffe 10 gewährleistet. Der Dichtring 24 ist in seiner Lage durch zwei Stützringe 26 aus Polyvinylchlorid erhalten, die ebenfalls in der Erweiterung 22 gelagert und zu beiden Seiten des Dichtringes 24 angeordnet sind.

Der Dichtring 24 hat an beiden Enden je eine Randwulst 28.

Diejenigen Flächen der Stützringe 26, die an den Dichtring 24 angrenzen, sind mit je einer Auskehlung versehen, um einen sicheren Halt des Dichtringes 24 im Innern der Erweiterung 22 zu gewährleisten, indem die Auskehlungen die Randwülste 28 des Dichtringes 24 untergreifen.

Die Vorrichtung zum Formen der Verbindungsmuffe 10 weist einen zylindrischen Formkern 32 auf, der am hinteren Ende einen Führungsabschnitt 36 hat, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 12. Im vorderen Bereich ist ein Erweiterungsabschnitt 38 angeordnet, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des benachbarten Rohres 18. Zwischen dem Führungsabschnitt 36 und dem Erweitemngsabschnitt 38 des Formkernes 32 ist ein Führungskonus 40 angeordnet.

Eine Ringnut 42 ist im Erweiterungsabschnitt 38 vorhanden; sie dient zur Aufnahme des Dichtringes 24, der sich radial auswärts über die Tiefe der Ringnut 42 hinaus bis zu einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Erweiterungsabschnittes 38 erstreckt. Der Erweiterungsabschnitt 38 weist außerdem eine Seitenflanke 44 auf, die von dem Grunde der Ringnut 42 ausgeht und sich kegelig nach außen bis zum Umfang des Erweiterungsabschnittes 38 und in Richtung auf den Führungsabschnitt 36 erstreckt. Die Seitenflanke 44 erleichtert das Lösen des Dichtrinees 24 aus der Rinpnnt

42 während des Hei ausziehens des Formkernes 32 aus der Verbindungsmuffe 10, nachdem diese geformt und der Kunststoff des Rohres 12 erkaltet ist.

Um sicherzustellen, daß der Kunststoff des Rohres 12 den Formkern 32 gut umschließt und damit die richtige Gestalt der Verbindungsmuffe 10 erreicht wird, wird auf die Wand der Verbindungsmuffe 10 eine radial einwärts gerichtete Saugwirkung ausgeübt, die zwischen der Innenwand der Verbindungsmuffe 10 einerseits und der äußeren Umfangsfläche des Formkernes 32 andererseits zur Wirkung kommt. Zu diesem Zweck weist der Formkern 32 eine mittlere Bohrung 46 auf, die sich vom vorderen Ende des Erweiterungsabschnittes 38 bis in die Mitte des Führungskonus 40 erstreckt. Eine Anzahl von Luftkanälen 48 erstreckt sich radial von der Bohrung 46 bis zur Oberfläche des Formkernes 32. An das äußere Ende der Bohrung 46 ist eine nicht dargestellte Saugeinrichtung angeschlossen, um ein Vakuum zu erzeugen. Rundschnurringe 50 und 54 sind in Ringnuten am Führungsabschnitt 36 bzw. am Erweiterungsabschnitt 38 angeordnet, die für eine Dichtung zwischen dem Formkern 32 und der Verbindungsmuffe 10 sorgen. Ein dritter Rundschnurring 52 ist in einer Ringnut am Endteil 63 des Erweiterungsabschnittes 38 angeordnet.

Ein Endring 56 ist konzentrisch um den Endteil 63 des Erweiterungsabschnittes 38 angeordnet. Der Endring 56 weist eine Kegelfläche 58 auf, die sich nach innen und in Richtung auf die Stirnfläche des Endteiles 63 verjüngt. Die Kegelfläche 58 ist auf ihrer unteren Seite und in Richtung auf die Ringnut 42 konvex gekrümmt. Der Endring 56 ist in seiner Lage gesichert.

Beim Formen der Verbindungsmuffe 10 mittels des Formkernes 32 wird ein Dichtring 24 um den Erweiterungsabschnitt 38 in der Ringnut 42 gelagert. Die Stützringe 26 werden ebenfalls um den Erweiterungsabschnitt 38 gelagert, und zwar derart, daß die jeweils dem Dichtring 24 zugewendeten Flächen in die Randwülste 28 des Dichtringes 24 eingreifen. Das

vordere Ende des Erweiterungsabschnittes 38 ist derart gegenüber dem Durchmesser des Erweiterungsabschnittes 38 erweitert, daß eine Ringschulter 60 entsteht, die mit jenem Stützring 26 in Eingriff steht, der der Ringschulter 60 zugekehrt ist, um so diesen Stützring 26 gegen Längsverschiebung zu sichern, während die Verbindungsmuffe 10 geformt wird. Durch die Ringschulter 60 und den erweiterten Endteil 63 wird beim Formvorgang an der Verbindungsmuffe 10 der freie Endteil 19 gebildet, der einen größeren Innendurchmesser hat als die Verbindungsmuffe 10. Dadurch wird das Einschieben des benachbarten Rohres 18 erleichtert.

Der Endabschnitt des Rohres 12 wird erwärmt, um das Rohr 12 verformbar zu machen. Das offene Ende des erwärmten Rohres 12 wird konzentrisch zum Führungsabschniti 36 des Formkernes 32 geführt. Das Ende des Rohres 12 wird vorwärts über den Führungskonus 40 geschoben und hierbei erweitert, um dann über den Stützring 26 zu gleiten (Fig. 4). Beim Weiterschieben wird schließlich der Endteil 19 geweitet und über den Dichtring 24 geschoben. Die Weiterbewegung des erwärmten Rohrabschnittes wird fortgesetzt, wobei das freie Ende sich über den Dichtring 24 hinwegbewegt, um endlich bei Berührung mit dem Endring 56 einwärts gedrückt zu werden, indem die Stirnfläche des Endteiles 19 gegen die Kegelfläche 58 stößt (Fig. 5). Für die endgültige Formgebung wird eine von innen wirksam werdende Saugwirkung auf den erwärmten Rohrendabschnitt ausgeübt.

Alsdann wird die so geformte Verbindungsmuffe 10 abgekühlt, bis die Temperatur bis unter die Verformbarkeit des thermoplastischen Kunststoffes sinkt. Diese Temperatur entspricht etwa der Raumtemperatur. Nachdem die Verbindungsmuffe 10 ausreichend abge kühlt ist, wird sie aus dem Formkern 32 herausgezogen, wobei der Dichtring 24 und die Stützringe 26 im Innern der Erweiterung 22 verbleiben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Formen einer am Ende eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff angeordneten Verbindungsmuffe, die in einer ringnutförmigen Erweiterung des Rohrendes einen elastischen Dichtring aufweist, mit einem vorzugsweise zylinderförmigen Formkern, der an seinem einen Ende eine Anschlagfläche für das Rohr sowie an seinem anderen, freien Ende einen Führungskonus zum radialen Führen des Rohrendes sowie des Dichtringes beim Aufschieben auf den Formkern aufweist und der an seinem Mittelabschnitt eine Aufnahmefläche für den Dichtring hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche für den Dichtring (24) als Ringnut (42) ausgebildet ist

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine, dem freien Ende des Formkernes (32) zugeordnete Seitenflanke (44) der Ringnut (42) gegenüber der Längsachse des Formkernes (32) zum leichten Lösen des Dichtringes (24) von der Ringnut (42) wenig geneigt verläuft.