DE2316861C3

DE2316861C3 - Vorrichtung zum Formen einer Verbindungsmuffe, die einen elastischen Dichtring aufweist

Info

Publication number: DE2316861C3
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: 1979-10-11
Also published as: FI52296C; NO145086C; SE396905B; AT333553B; GB1397474A; NL160513C; IT980051B; CA1122766A; BR7302358D0; JPS545428B2; AR197892A1; DK136972B; NO145086B; DK136972C; BE805841R; FR2178953A1; US3807027A; BE797582A; FR2178953B1; ATA289073A

Description

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

Zum Formen einer Verbindungsmuffc an einem Rohr ans einem thermoplastischen Kunststoff ist eine Vorrichtung bekannt, die einen vorzugsweise zylinderförmigen Formkern aufweist, der an seinem einen Ende eine Anschlagflächc 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 Mitlclabschnitl 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 Aiifnahmefliiehe 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 seillichen Stützringen eingefaßte Dichtring zusammen mit diesen in der ringnutförmigcn 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 Muffenriffrtiitig abgewandle erste Stüt/ring auf dem Formkern gegen eine axiale Verlagerung beim Aufschieben des Rohrendes dadurch gesichert, daß im Formkern mehrere auf dem Umfang verteilte, radial durch cm konisches verschiebbares Element gegen Federkraft bewegbare Stifte angeordnet sind, die während des Atifschiebens des Rohrendes ;. 11 f den Formkern gegenüber dessen Oberfläche vorstehen, so daß dor erste Stüt/τίηκ sich nicht zusammen mit dem Rohrende auf dem Formkern verschieben kann. Der Dichtring liegt mit seiner einen Seitenfläche an dem ersten Stützring an, während ein auf der anderen Seite des Dichtringes liegender zweiter Stüt/ring 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 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 /weite 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 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 ve stehenden ringförmigen 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 Dichtringts als auch des zweiten .Stützringes erfolgen kann. Dieser bei der bekannten Vorrichtung erforderliche Aufwand zur 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 hängt ab ausschließlich von der Wanddicke des Rohrendes. Bei geringer Wanddicke wird der Dichlring 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 weiden kann. Aufgrund dieser Entspannung des Dichtringes gegen die Wiindiing des in verformbarem Zustand befindlichen Röhrendes wird an der Stelle, an der sich der Dichtring

befindet, in dieser Wandung eine Ausnehmung entstehen, die in jedem Rille größer ist als der Spalt /wischen dem Formkern und der /weiten Hülse. Hieraus folgi notwendigerweise, daß der Dichlring nach erfolgter Ausformung und Abkühlung des Rohrendes, wenn überhaupt, nur geringfügig gegenüber die Stüt/ringe nach innen vorstehen und einen entsprechend geringen Dichtungsdruck ausüben kunn, 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 benachbarter. Rohres ausgeglichen werden, da, wenn überhaupt, eine Dichtwifkung 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 Füüring benutzt, der während der Verformung des Rohrendes die ringnutförmige Erwei:;rung 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 Dichlringes 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, dem 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 g öliercn Toleranzen eine sichere Abdichtung und eine sichere Lage des Dichtringes gewährleistet, ohne daß die Montagezeiten verlängert worden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches dadurch gelöst, dall die Aufnahmefläehc für den Dichtring als Ringnut ausgebildit ist.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die eine, dem freien linde des Formkernes zugeordnete Seitcnflanke der Ringnut gegenüber der Längsachse des Formkernes /imi leichten Lösen de.i Dichtringes von der Ringnut wenig geneigt verläuft.

Die 1/isung beruht auf der Erkenntnis, daß eine sichere Dichtwirkung sich nur verwirklichen laßt, wenn der /wischen den beiden Stützringen liegende Dichtring in vollkommen entspanntem Zustand auf den Formkern aufgebracht und hierbei an seiner der Muffenöffnung 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 Dichlring beim Einstecken des lindes eines benachbarten Rohres seine volle Dichtwirkung entfallen kann, unabhängig von der Wanddicke des Rohres, wobei zufolge der allmählichen radialen Verformung des Dichlringes beim Ausziehen des Formkernes eine Verkantung oder Verlagerung des Dichtringes mil Sicherheil vermieden wird.

Die Zeichnung stellt ein Ausfülimngsbeispiel der Vorrichtung nach der Ei findung dar. Es zeigt

Fig. 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. I 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 i g. 1 hergestellt ist und

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

Am Ende eines Rohres 12 wird eine Verbindungsmuffe 10 für eine Rohrverbindung geformt. Das Rohr 12. dessen Ende verformi werden ..oll, besieht aus '■hcr.TiG"!a',l;',ch verformbarem Kuirtsioif, /- B. Polyvinylchlorid.

Der innere Durchmesser der Verbindungsmuffe 10 ist etwas größer als der äußere Durchmesser des Rohres 12, dümil ein benachbartes Rohr 18 leicht in die Verbindungsmuffe 10 eingesteckt werden kann. Das Rohr 18 hai einen Außendurchmesser, der /leich ist dem Außendurchmesser des Rohres 12. Ein elastischer Dichtring 24. beispielsweise aus HarJgummi ist innerhalb einer ringnutförmigen Erweiterung 22 der Verbindungsmuffe 10 angeordnet und erstreckt sich an seiner Innenfläche etwas über den Innendurchmesser der Verbindungsmuffe 10. Dadurch wi-d erreicht, daß der Dichlring 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 'ind y.v beiden Seilen des Dichtringes 24 angeordnet sind.

Der Dichlring 24 hat an beiden Enden je eine R -.ndwulsi 28.

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

Die Vorrichtung zum Formen der Verbindungsmuffe 10 weisi einen zylindrischen F'ormkern 32 auf, der am hinteren Finde einen Führungsabschnitt 36 hat. dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 12. Im vordere,ι Bereich ist ein F.rweirerunssabschnit! 38 angeordnet, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des benachbarten Rohres 18. Zwischen dcrr Führungsabschnitt 36 und dem Erweitcrungsabschnitt 38 des Formkernes 32 ist ein Führungskonus 40 angeordnet.

Eine Ringnut 42 ist im Erwcilcrungsabschnill 38 vorhanden; sie d jnl zur Aufnahme des Dichlringes 24. der sich ridial auswärts über die Tiefe der Kingnut 42 hinaus bis zu einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Erweiterungsabschnitt ?s 48 erstreckl. Der Erweiterungsabschnitt 38 weist außerdem eine .Seilenflanke 44 auf. die von dem Grunde der Ringnut 42 ausgehl und sich I.egelig nach außen bis zum Umfang lies Erweiterungsabschnilles 38 und in Richtung auf den Führungsabschnilt 36 erstreckl. Die Seitcnflanke 44 erleichtert das Lösen des Dichtringes 24 aus der Ringnui

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42 während des I lenius/iehens des l-'onnkernes 52 ,ms der Verbindungsmuffc 10, nachdem diese geformt und der Kunststoff des Kohres 12 erkaltet ist.

Um sicher/uslcllen, daß tier Kiirislsloff des Kohres 12 den Formkern 12 gut umschließt und damit die richtige Gestalt der Verbindungsmiiffe 10erreicht wird, wird .iiif die Wand der Verbindungsmiiffe 10 eine radial einwärts gerichtete Saugwirkung ausgeübt, die /wischen der Innenwand der Verbindungsmiiffe 10 einerseits und der äußeren Umfangsflächc des Formkernes 32 anderer seiis zur Wirkung kommt, /.u diesem /weck weist tier l'ormkern 32 eine mittlere Bohrung 46 auf, die sich vom vorderen linde des lirweilerungsabschniltes 38 bis in die Mitte des Führungskonus 40 erstreckt. I{ine Anzahl von l.uftkanälen 48 erstreckt sich radial von der Uohrung 46 bis zur Oberfläche des lormkernes 32. An tlas äußere linde der Uohrung 46 ist eine nicht dargestellte Saugeinrichtung angeschlossen, um ein Vakuum /u er/tugen. Runiischnurringe 50 und 54 sind in Ringnuten am lührungsabschnitl 36 b/w. am lirweiterungsabschnitt 38 angeordnet, die für eine Dichtung /wischen dem Formkern 32 und der Verbindungsmiiffe 10 sorgen. Kin dritter Rundschnurring 52 ist in einer Kingnut am Iindleil 63 des lirwciterungsahschmttes 38 angeordnet.

I.in lindring 56 ist konzentrisch um den Endteil 63 ties lirweiterungsabschnittes 38 angeordnet. Der [indring 56 weist eine Kugelfläche 58 auf. die sich nach innen und in Richtung auf die Stirnfläche des lindteiles 63 verjüngt Die Kegelfläche 58 ist auf ihrer unteren Seite und in Richtung auf die Ringnut 42 konvex gekrümmt. Der Fndring 56 ist in seiner I .agc gesichert.

Beim Formen der Verbindungsmiiffe 10 mittels des I ormkernes .32 wirtl ein Dichtring 24 um den l-irweiteriingsabschnitt 38 in tier Ringnut 42 gelagert. Die Stüt/ringe 26 werden ebenfalls um den Firweiterungsabschnitt 38 gelagert, und /war tlerart. daß die jeweils dem Dichtring 24 /ugewetdeten dächen in die Randwülstc 28 des Dichtringes 24 eingreifen. Das vordere linde des I rweuerungsahschnitles iH isi tier,ir gegenüber dem Durchmesser tlus F.rweiterungsab schnittes 38 erweitert, daß eine Kingschulter 60 entsteht die mit leucin Stüt/rmg 26 in l.mgnff steht, der dei

' Kingschulter 60 zugekehrt ist. um so diesen Slut /ring 2f gegen I .ängsverschiebung zu sichern, wahrend du Verbintlungsmuffe 10 geformt wird. Durch the Ring schulter 60 und den erweiterten lindteil 63 wird hem I ormvorgang an der Verbintlungsmuffe 10 der Iren

" lindteil 19 gebildet, der einen größeren Innendurchmes scr hai als die Verbindiingsmuffe 10. Dadurch wird da Fmschieben ties benachbarten Rohres 18 erleichtert

Der Iindabsehnitt des Rohres 12 wird erwannt, im das Rohr 12 verformbar zu machen. Das offene Iml·

■ des erwärmten Rohres 12 wird konzentrisch zim I iihrungsabschnitl 56 ties lormkernes 52 geführt Da linde ties Rohres 12 wirtl vorwärts über der Führungskonus 40 geschoben und hierbei erweitert, un dann über den Stutzring 2t> zu gleiten (Fig. 4). iiein

" Wcitersehieben wird schließlich tier lindteil 19 geweite und über den Dichtring 24 geschoben. Die Weiterbewe gung des erwärmten Rohrabschnittes wird fortgesetzt wobei tlas freie linde sich über ilen Dicht ring 2< hinwegbewegt, um endlich bei Berührung mn den ι lindring 56 einwärts gedrückt zu werden, indem ti Stirnfläche ties lindlciles 19 gegen die Kegelflache 5> stoßt (F' i g. 5). Für die endgültige Formgebung w ird ein von iiii,;n wirksam werdende Saugwirkung auf tier erwärmten Rohrentlabschnitt ausgeübt.

Alsdann winl die so geformte Verbintlungsiiiiiffe K abgekühlt, bis die Temperatur bis unter die Verformbar keil des thermoplastischen Kunststoffes sinkt. Diesi Temperatur entspricht etwa der Kaiimlcmperatin Nachdem die Verbindungsmiiffe 10 ausreichend abge ι' kühlt ist. wirtl sie aus dem Formkern 32 herausgezogen wobei tier Dichtring 24 und die Stützringe 26 im Innen der Frweiterung 22 verbleiben.

Hierzu ?. Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Formen einer am Ende eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff angeordneten Verbindungsmufie, 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 Aufnahmefläciie für den Dichtring hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche für den Dichtring (24) als Ringnut (42) ausgebildet ist.

2. 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 Lösendes Dichtringes (24) von der Ringnut (42) wenig geneigt verläuft.