DE2610526A1

DE2610526A1 - Verfahren zur ausbildung einer ringnut in einem thermoplastischen rohr

Info

Publication number: DE2610526A1
Application number: DE19762610526
Authority: DE
Inventors: Nobuo Goto; Osaka Hirakata; Masaaki Matsunaga; Sadao Murai; Katsuhiko Tanioka
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1976-09-23
Also published as: AU498702B2; US4107249A; DE2610526B2; NL7602560A; SE7603206L; SE415461B; AU1180876A; BR7601453A; GB1545873A; IT1057345B; FR2303654A1; CA1074522A; FR2303654B1; ES445989A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer Ringnut in einem thermoplastischen Rohr, insbesondere zur Ausbildung einer Ringnut genauer Abmessungen am Ende eines thermoplastischen Rohres, wobei die Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsringes bestimmt ist, der zur Abdichtung der Verbindung zwischen dem Rohrende und einem anderen Rohr oder einer Leitung dient.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Ausbildung einer Ringnut im Bereich des Endes eines Rohres vorgeschlagen worden. Gemäß dem sogenannten Blasformverfahren wird über dem Rohrende eine mit einer Ringnut versehene äußere Form ange-

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ordnet. Das Rohr wird erhitzt und weichgemacht, und dann wird die Innenseite des Röhrendes mit einem Druckmittel beaufschlagt, so daß der unter der Ringnut liegende Rohrteil expandiert wird. Während mit diesem Verfahren eine vergleichsweise maßgerechte Formgebung der Außenfläche des Teiles erzielt werden kann, besitzt die Innenfläche, gegen welche die Ringdichtung anliegt. Unregelmäßigkeiten. Infolgedessen wird dieses Verfahren nur zur Ausbildung von Ringnuten bei dünnen Niederdruckrohren verwendet.

Ein weiteres in der JA-PS 5 273/1973 beschriebenes Verfahren besteht darin, daß ein aus einem Elastomer hergestellter Ring radial expandiert wird. Dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß die Formgebung des äußeren Umfangteiles nach den Expandieren des Elastomers nicht genügend genau ist und daß der verformte elastomere Ring seine Form nicht lange beibehält.

Gemäß der JA-PS 2 3112/1967 (entsprechend GB-PS 997 552) wird vorgeschlagen, ein als Bördelverfahren bekanntes und gewöhnlich für die Verarbeitung von Metallrohren .v,erw.endetes Verfahren für thermoplastische Rohre einzusetzen. Die bei diesem Verfahren benutzte Vorrichtung besitzt eine geteilte Metallform mit mehreren Segmenten aus starrem Material, die eine kontinuierliche Zylinderfläche bilden, wenn sie sich in einer bestimmten ausgeschobenen Stellung befinden. Die Segmente besitzen jeweils äußere Umfangs.flachen, die Teilstücke eines Kreises bilden, und wenn die Segmente voll ausgeschoben sind, dann bilden die aneinandergelegten Umfangsstücke einen Kreis, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der auszuformenden ringförmigen Verbreiterung entspricht. Diese Segmente legen sich jedoch erst in ihrer ausgeschobenen Endstellung aneinander, um einen

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geschlossenen Kreis zu bilden. Wird nun auf die Kernform ein Rohr aufgeschoben, wobei sich die Segmente in ihrer eingezogenen Stellung befinden, und werden die Segmente dann ausgeschoben, dann kommen die scharfkantigen Ecken von einigen Segmenten gegen die Innenfläche des Rohres zur Anlage und verletzen· die Innenfläche, so daß eine gleichmäßige Ausbildung der Innenfläche der Nut nicht gewährleistet ist. Aus diesem Grund wird gemäß der JA-PS 2 3112/1967 vorgeschlagen, daß die geteilte Metallform vor ihrem Einsetzen in das weichgemachte Rohr auseinandergebaut wird. Damit die geteilte Metallform in das weichgemachte Rohr gleichmäßig eingesetzt werden kann, muß am vorderen Ende der Metallform eine Übergangsfläche vorgesehen werden. Dadurch wird es erschwert, an einer Seite der zur Aufnahme der Ringdichtung dienenden Nut eine im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse verlaufende Wandfläche zu erhalten. Die durch das vorgenannte Verfahren hergestellte Nut ist daher zur Aufnahme einer Ringdichtung nicht besonders geeignet.

Gemäß der JA-Gebrauchsmusterschrift 5 925/1941 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem mehrere Rollkörper oder Walzen um die Achse der Kernform herumgedreht werden, während sie nach außen bewegt werden und gegen die Innenfläche des Rohres drücken, um eine Ringnut auszubilden. Dieses Verfahren und die zur Durchführung dienende Vorrichtung sind zur Ausbildung einer Ringnut in einem Metallrohr geeignet, können jedoch nicht befriedigend zur Bearbeitung eines Materials, wie z.B. eines thermoplastischen Rohres, eingesetzt werden, dessen Erweichungstemperatur vergleichsweise niedrig ist und dessen elastische Deformationsgrenze vergleichsweise hoch ist. Salbst wenn die Walzen mit einer großen Geschwindigkeit auf der

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Innenfläche des Rohres entlangbawegt werden, während das Rohr gekühlt wird und sich verfestigt, nehmen diejenigen Teile, die von den Rollen nicht innig berührt werden, infolge der Elastizität des Rohrmaterials ihre ursprüngliche Stellung wieder ein. Aus diesem Grunde muß die Drehzahl der Rollen erhöht werden, und gleichzeitig muß die Anzahl der Rollen über die in der Praxis üblicherweise verwendete Rollenzahl vergrößert werden. Durch die äußere Reibung zwischen den Rollen und der Rohrwand und durch die innere Reibung infolge der wiederholt auftretenden lokalen Deformationen wird Wärme erzeugt, so daß die Festigkeit des Rohres nachläßt und Farbänderungen in der Rohrwand auftreten. Aus diesem Grund kann die Drehzahl der Rollen nicht gesteigert werden. Da die Anzahl der Rollen dadurch begrenzt ist, daß diese einziehbar sein müssen, und da die Drehzahl nicht beliebig gesteigert werden kann, sind die Mangel dieses bei einem theroplastischen Rohr angewendeten Verfahrens nur schwierig zu korrigieren.

Gernäß der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem das Ende eines thermoplastischen Rohres auf "eine Kernform aufgeschoben wird und eine geteilte äußere Form mit einer Ringnut auf der Außenfläche des Rohrendes angeordnet wird. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist innerhalb der Kernform ein starrer Kern angeordnet, der mehrere ausschiebbare Segmente trägt, welche im ausgeschobenen Zustand derart gegeneinander liegen, daß sie" einen geschlossenen Zylinder bilden, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser des Rohres ist. Zum Einsetzen der Segmente in das Rohr und Entfernen der Segmente aus dem Rohr können diese bis zu einem Durchmesser eingezogen werden, der kleiner als der Außendurch-

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messer dar Kernform ist. In die Kernform kann ein Druckmittel eingeleitet werden, welches denjenigen Teil des
Rohres beaufschlagt, der zwangsweise über die Kernform
gezogen wurde, wobei die Druckbeaufschlagung vor oder
gleichzeitig mit dem Ausschieben der Segmente erfolgt,
so daß die Ausbildung der Ringnut durch die Segmente unterstützt wird.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung können in der Kernform Rollkörper oder Walzen angeordnet sein, die in die Kernform auf einen Durchmesser eingezogen werden können, der kleiner als der Außendurchmesser
der Kernform ist, und die über den Außendurchmesser der
Kernform ausgeschoben v/erden können. Diese Walzen werden zur Ausbildung der Ringnut in dem thermoplastischen Rohr ausgefahren und in eine Drehbewegung versetzt. Nach dem
Abkühlen und Verfestigen des Rohres werden die Rollen wieder eingezogen, so daß das Rohr mit der ringförmigen Nut von der Kernform getrennt werden kann. Die Innenfläche
des zwangsweise über die Kernform geschobenen thermoplastischen Rohres wird mit einem Druckmittel beaufschlagt, wobei die Druckbaaufschlagung vor oder gleichzeitig mit
dem Ausfahren der Walzen erfolgt, so daß dadurch die Erweiterung des Teiles der Rohrwandung erleichtert wird.

Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten
Verfahren, bei denen segmentartige, ausfahrbare Kernformen und mit Walzen ausgestattete Kernformen verwendet v/erden, vermieden. Unabhängig davon, welche Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens eingesetzt wird, wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Innenfläche des Rohrteiles, der expandiert werden soll, mit Druck zu beaufschlagen, wobei die Druckbeaufschlagung vor oder

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gleichzeitig mit dem durch die Segmente oder Walzen erzeugten mechanischen Druck erfolgt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 eine Schnittansicht durch eine Kernform mit eingezogenen Segmenten;

Fig.2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II nach Fig.1;

Fig.3 eine Schnittansicht der in der Fig.1 gezeigten Vorrichtung mit ausgeschobenen Segmenten;

Fig.4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV nach Fig.3;

Fig.5 eine Schnittansicht durch eine Kernform mit eingezogenen Rollkörpern; ■ >'" '"

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI nach Fig.5;

Fig.7 eine Schnittansicht der in der Fig.5 gezeigten Vorrichtung mit ausgeschobenen Rollkörpern und

Fig.8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII nach Fig.7.

Anhand der Fig.1 bis 4 soll ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden, dessen Kern-

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form einen Sagmentteil aufweist. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine vordere Kernform bezeichnet, die einen vorderen abgeschrägten Teil 11 besitzt, durch welchen das Einführen der Kernform in das aufgeheizte und weichgernachte Ende des Rohres 9 erleichtert wird, sowie einen Abschnitt 12 mit einem größeren Durchmesser, welcher sich an den abgeschrägten Teil 11 anschließt und das Rohrende 9 erweitert, so daß eine Muffe zur Aufnahme eines anderen Rohrendes gebildet wird, welches mit dem Rohr 9 verbunden werden soll. Die vordere Kernform 1 ist an einem zentralen Schaft 13 befestigt. Auf dem zentralen Schaft 13 ist ein konischer Kern 2 gleitend gelagert, der an seinem Umfang eine gerade Zahl von sich in axialer Richtung erstreckenden Nuten 21 und 22 aufweist, und ferner sind auf dam zentralen Schaft 13 O~Ringe 92 gelagert, die den Spalt zwischen dem Kern 2 und dem zentralen Schaft 13 abdichten. An der Rückseite das Kernes 2 ist über Hebel 23 eine Kolbenstange 31 eines Druckmittelzylinders 3 angelenkt, so daß der konische Kern 2 entlang dem zentralen Schaft 13 hin- und herbewegt werden kann.

Die Bezugszexchen 41 und 42 bezeichnen zwei Segmentgruppen. Jede Gruppe besitzt mehrere Segmente, mit denen die Ringnut am Ende des Rohres 9 ausgebildet wird. Wenn sich der Kern vorwärts bewegt, dann werden die Segmente 41, die mit Stegen in die schräge verlaufenden Nuten 21 eingreifen, radial nach außen gedrückt. Auf diese Weise drükken die Segmente 41 die anderen Segmente 42 radial nach außen, wobei die geneigten Flächen der Segmente 41 gleitend gegen die Unterseite der beidseitig angeordneten Segmente 42 anliegen.

Infolgedessen werden die Segmente 41 und 42, die in den

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Fig.1 und 2 in ihrer eingezogenen Stellung dargestellt und auf einem Durchmesser angeordnet sind, der kleiner als der Durchmesser des Abschnittes 12 des Rohrendes 9 ist, gemäß der Darstellung in den Fig.3 und 4 bis zu einem Durchmesser radial ausgeschoben, der größer als der Durchmesser des Abschnittes 12 ist. Im ausgeschobenen Zustand bilden die Oberflächen der Segmente 41 und 42 eine kontinuierliche -Zylinderfläche, welche die gewünschte Nut in das Rohrende 9 einformt. Die Segmente sind vorzugsweise derart ausgewählt, daß die Segmente 42 einen Flächenwinkel aufweisen, der so klein wie möglich ist, wobei der Grund für diese Maßnahme darin besteht, daß die Segmente in den Abschnitt 12 der Kernform eingezogen werden müssen. Durch diese Maßnahme wird ferner der Nachteil vermieden, daß der Nutengrund eine unregelmäßige Oberfläche erhält, was dann geschehen würde, wenn die Segmente 42 das Rohr 9 vor den Segmenten 41 berühren wurden.

Zwischen den Schäften benachbarter Segmente sind mehrere Federn 5 angeordnet, die die Segmente im eingezogenen Zustand in Uinfangsrichtung des Kernes' belasten. Wenn-also der Kern 2 mit Hilfe des Druckmittelzylinders 3 zurückbewegt wird, dann belasten die Federn 5 die Segmente derart, daß die unteren Enden der Stege der Segmente 41 gegen den Nutengrund der Nuten 21 gedrückt werden, auf welchem sie gleiten. Die Stege der Segmente 42 gleiten in den Nuten 22, berühren jedoch nicht den Nutengrund, da die Unterseiten der Segmente 42 gegen die abgeschrägten Ränder der Segmente 41 anliegen.

Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine geteilte äußere Form mit einer an der Innenfläche vorgesehenen Ringnut 61. Die geteilte äußere Form 6 kann mittels einer unabhängigen Vor-

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richtung festgespannt oder gelöst werden und befindet sich an einer Stelle über dem Abschnitt 12 mit dem größeren Durchmesser, welche zwischen der vorderen Kernform 1 und dar hinteren Kernform 7 liegt, so daß die Ringnut 61 der äußeren Form 6 den Segmenten 41 und 42 gegenüberliegend angeordnet ist. Die hintere Kernform 7 befindet sich außerhalb des Kernes 2 und ist zusammen mit dem zentralen Schaft 13 an dem Rahmen 8 der Kernformeinrichtung befestigt. Der Durchmesser des äußeren Umfanges 71 der hinteren Kernform 7 entspricht dem Durchmesser des Abschnittes 12 der vorderen Kernform 1.

Der von der vorderen Kernform 1 und der hinteren Kernform 7 sowie dem thermoplastischen Kunstharzrohr 9 abgegrenzte Raum 72 ist durch O-Ringe 91, 92, 93 und 94 abgedichtet, die an den entsprechenden Stellen angeordnet sind und ein Austreten des Druckmittels verhindern, welches durch eine an die hintere Kernform 7 angeschlossene Druckmitte!leitung 73 in den Raum 72 eingeleitet wird.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens' zur Ausbildung einer Ringnut in dem thermoplastischen Rohr soll unter Verwendung der in den Fig.1 bis 4 gezeigten Vorrichtung nachfolgend beschrieben werden.

Ein thermoplastisches Kunstharzrohr 9, dessen Ende mittels einer unabhängigen Heizvorrichtung aufgeheizt und weichgemacht worden ist, wird zwangsweise so weit über die Kernformeinrichtung geschoben, daß das Ende des Rohres über eine vorbestimmte Länge auf den Abschnitt 12 mit dem größeren Durchmesser der vorderen Kernform 1 und auf den Abschnitt 71 der hinteren Kernform 7 aufgeschoben ist. Das

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in dar vorbeschriebenen Weise gedehnte Rohrende bildet eine Muffe für eine anschließend durchgeführte Rohrverbindung. Die geteilte äußere Form 6 wird in der vorbeschriebenen Weise angeordnet und festgespannt. Nun wird ein Druckmittel durch die Druckmittelleitung 73 in den Raum 72 eingeleitet, so daß die der Ringnut 61 gegenüberliegende Rohrwandung des Rohres 9 expandiert. Selbstverständlich können neben der vorbeschriebenen Einrichtung noch andere zusätzliche Einrichtungen vorgesehen werden, wie z.B. eine an die Ringnut 61 der äußeren Form 6 angeschlossene Vakuumpumpe, welche in der Ringnut 61 einen Unterdruck erzeugt. Auf jeden Fall ist der durch das Druckmittel, z.B. durch Druckluft, erzeugte Druck auf der Innenseite des Rohres größer als auf der Außenseite.

Unmittelbar nach der Einleitung des Druckmittels oder gleichzeitig mit der Einleitung des Druckmittels wird, die Kolbenstange 31 des Druckmittelzylinders 3 vorwärts bewegt, so daß die Segmente 41 und 42 ausgeschoben werden. Dadurch wird derjenige Teil des thermoplastischen Rohres 9, der im Bereich der Ringnut 61 der äußeren Form 6 angeordnet ist und bereits durch die Einwirkung des Druckmittels etwas expandiert wurde, durch die Segmente 41 und 42 weiter expandiert, bis diese gegeneinander ausgerichtet sind, so daß die Außenflächen der Segmente 41 und 42 eine kontinuierliche Zylinderfläche bilden. Vorteilhaft wird der Raum 72 druckentlastet, wenn die Segmente in ihre endgültige Stellung bewegt worden sind. Ebenso wird vorteilhaft ein Hohlraum oder Spalt zwischen dem Nutengrund der Ringnut 61 und der Außenfläche des erweiterten Teiles des thermoplastischen Kunstharzrohres 9 vorgesehen, so daß die Segmente 41 und 42 voll ausgeschoben wer-

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den können. Die Endstellung der Segmente 41 und 42, in welcher diese voll ausgeschoben sind, kann dadurch eingestellt werden, daß der Eingriff zwischen der vorderen Kernform 1 und der vorderen Fläche des konischen Kernes 2 entsprechend eingestellt wird oder daß der Hub der Kolbenstange 31 reguliert wird. Das Rohrende wird dann in geeigneter Weise abgekühlt, indem z.B. in die Ringnut 61 der äußeren Form 6 ein Kühlmittel, wie z.B. Wasser oder Luft eingeleitet wird oder indem im Bereich der Formeinrichtung Wasser auf die Außenfläche des Rohres 9 geleitet wird oder indem ein Kühlmittel durch Kanäle hindurchgeleitet wird, die in der vorderen Kernform 1 und in der hinteren Kernform 7 angeordnet sind. Wenn das Rohrende 9 abgekühlt ist, dann wird der Kern 2 mittels des DruckmittelZylinders 3 zurückbewegt und die Segmente 41 und 42 werden durch die Federkräfte der Federn 5 eingezogen. Dann wird die geteilte äußere Form 6 geöffnet und die von der vorderen Kernform 1 und der hinteren Kernforra 7 gebildete Formeinrichtung wird aus dem Rohr 9 herausgezogen.

Dar Abschnitt des Rohres, in welchem die Ringnut ausgebildet werden soll, wird also durch die vor oder gleichzeitig mit dem Ausschieben der Segmente 41 und 42 erfolgende Druckbeaufschlagung etwas expandiert. Auf diese Weise wird der normalerweise durch die scharfen Kanten der äußeren Segmente 42 hervorgerufene schädliche Einfluß, wenn sich diese gegen die Innenfläche des Rohres 9 anlegen, bevor die übrigen Segmente 41 gegen 'die Rohrwandung zur Anlage kommen, wesentlich verringert, und es wird ein expandierter Rohrabschnitt erzielt, der genau die gewünschten Abmessungen sowie eine glatte Innenfläche aufweist.

Da das Rohr vor der Einwirkung oder gleichzeitig mit der

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Einwirkung der Segmente 41 und 42 durch das eingeleitete Druckmittel expandiert wird, können die zur Betätigung der Segmente erforderlichen Kräfte wesentlich verringert werden, so daß ein schwächer dimensionierter Antrieb verwendet werden kann. Infolgedessen ist der Verschleiß derjenigen Teile, die nicht leicht zu schmieren sind, jedoch hauptsächlich Gleitreibungen ausgesetzt sind, verringert, so daß die Lebensdauer der Vorrichtung vergrößert wird.

Anhand der Fig.5 bis 8 soll nun ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden, die mit in der Kernform gelagerten Rollkörpern ausgestattet ist. Mit dem Bezugszeichen 111 ist eine vordere Kernform bezeichnet, auf welche ein thermoplastisches Rohr 9 aufgeschoben ist, wie z.B. ein starres Polyvinylchloridrohr, welches zunächst erwärmt und weichgemacht wurde und dann zwangsweise auf die Kernform aufgeschoben wurde. Auf diese Weise wird eine Rohrmuffe geschaffen, die zur Verbindung des Rohres mit anderen Rohren dient. Die vordere Kernform 111 ist als hohler.. Zylinderkörper ausgebildet, in welchem ein Drehkörper 131 gelagert ist. Der Drehkörper 131 stützt sich mit Lagern an der Innenfläche der vorderen Kernform 111 ab, so daß er sich relativ zur vorderen Kernform 111 um seine Achse drehen kann. Der Drehkörper 131 wird durch einen Elektromotor 135 über eine Kupplung 134 und Zahnräder 132 und 133 angetrieben. In dem Drehkörper 131 ist ein Kern 141 drehfest, jedoch axial gleitend gelagert. Die axiale Hin- und Herbewegung des Kernes 141 erfolgt mittels eines Druckmittelzylinders 143 über eine Kupplung 142. Ein an dem Kern 141 befestigter Keil 144 gleitet in einem Schlitz des Drehkörpers 131 und ermöglicht eine Axialbewegung des Kernes, während er diesen gleichzeitig in Drehrichtung gegenüber dem

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Drehkörper 131 festlegt. Der Kern 141 weist einen Kernabschnitt 411 auf, der die Form eines achteckigen Kegelstumpfes besitzt. Jede Fläche des Kegelstumpfes wirkt als Nokkenfläche, durch welche die Hin- und Herbewegung des Kernes 141 in eine radial nach außen gerichtete Bewegung von Führungskörpern 151 umgesetzt wird. Selbstverständlich können auch andere Nockenführungen verwendet werden, jedoch ist der Kernabschnitt grundsätzlich pyramidenförmig ausgebildet. Der Ausdruck pyramidenförmig umfaßt sowohl eine konische Form als auch eine vieleckige Form.

Die Führungskörper 151 tragen Rollkörper oder Walzen 152, welche die Ringnut in das Ende des Rohres 9 einformen. Die Führungskörper 151 sind in acht Aussparungen 137 mit einem rechteckigen Querschnitt gleitend gelagert, welche am Umfang des Drehkörpers 131 angeordnet sind, und werden unter dem Einfluß von Federn 153 zur Achse des Kerns 141 gedrückt.

Jede Walze 152 ist derart in dem jeweiligen Führungskörper

151 drehbar gelagert, daß ein Teil der Walze 152 aus dem Führungskörper 151 harausragt. Wenn der Kern 141 nach vorn in Richtung zur vorderen Kernform 111 verschoben wird, dann werden die Führungskörper 151 entlang den schrägen Flächen des Kernabschnittes 411 radial nach außen bewegt, bis sich die Walzen 152 gegenüber der vorderen Kernform 111 und einer hinteren Kernform 113 nach außen erstrecken.

Mit dem Bezugszeichen 106 ist eine geteilte äußere Form bezeichnet, die an ihrer Innenfläche eine Ringnut 161 aufweist. Die äußere Form 106 ist derart am Ende des thermoplastischen Rohres 9 angeordnet, daß die Ringnut den Walzen

152 gegenüberliegt, und wird mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung festgespannt oder gelöst. Die hintere Kern-

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form 113 ist am äußeren Ende des Drehkörpers 131 angeordnet, und die Außenfläche 114 der hinteren Kernform 113 besitzt den gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 112 mit dem größeren Durchmesser der vorderen Kernform 111. Die hintere Kernform 113 erstreckt sich nach hinten und greift in ein Getriebegehäuse ein, in welchem die Zahnräder 132 und 133 gelagert sind, die zum Antrieb des Drehkörpers 131 und-des Kerns 141 dienen.

An die hintere Kernform 113 ist eine Leitung 107 angeschlossen, durch die ein zum Expandieren des aufgeweiteten Teiles am Ende des Rohres 9 dienendes Druckmittel zugeführt wird. Das Druckmittel wird durch das Rohr 107 in einen Raum 115 eingeleitet, der durch die vordere Kernform 111, die hintere Kernform 113 und das Rohr 9 begrenzt ist, wobei, die Wandung des Rohres expandiert wird. Um zu verhindern, daß Druckmittel austritt, sind O-Ringe 171, 172, 173 und druckbeständige Öldichtungan 174 und 175 an geeigneten Stellen vorgesehen, wie dies in den Fig.5 und 7 gezeigt ist.

Im einzelnen sind die O-Ringe 171 in Nuten angeordnet, die an den Außenflächen der vorderen Kernform 111 und der hinteren Kernform 113 vorgesehen sind, während die O-Ringe und 173 zwischen dem hin- und herbewegbaren Kern 141 und dem Drehkörper 131 am vorderen und hinteren Ende der beiden Teile angeordnet sind. Die öldichtungen 174 und 175 befinden sich zwischen dem Drehkörper 131 und den Innenflächen der vorderen Kernform 111 bzw. der hinteren Kernform 113, so daß die Drehspalte zwischen diesen Teilen abgedichtet sind. Um die Lebensdauer dieser Dichtungen zu vergrößern und die Funktionsweise zu verbessern, sind diese O-Ringe und öldichtungen derart angeordnet, daß sie nicht gleichzeitig einer Drehbewegung und einer hin- und hergehenden Bewegung ausgesetzt sind.

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Es soll nun die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausbildung einer Ringnut in dem Ende eines thermoplastischen Rohres unter Verwendung der in den Fig.5 bis S dargestellten Vorrichtung beschrieben werden.

Ein Ende des thermoplastischen Rohres, welches mit einer nicht dargestellten Vorrichtung aufgeheizt und weichgemacht worden ist, wird zwangsweise auf den Abschnitt 112 mit dem größeren Durchmesser der vorderen Kefnform 111 und auf die Außenfläche 114 der hinteren Kernform 113 aufgeschoben, bis sich ein bestimmtes Stück des Rohrendes auf diesen Teilen befindet, wobei der Durchmesser des Rohres in der gewünschten Weise aufgeweitet wurde. Dann werden die geteilte äußere Form 106 festgespannt und ein Druckmittel durch die Leitung 107 in den Raum 115 eingeleitet, so daß ein Teil der Rohrwandung des thermoplastischen Rohres 9 expandiert wird.

Gleichzeitig oder unmittelbar nach der Expansion werden der Drehkörper 131 und der Kern 141 von dem Elektromotor 135 gedreht. Dadurch drehen sich die Walzen 152. Dann wird der Kern 141 durch den Druckmittelzylinder 143 vorwärts bewegt, während sich die Walzen 152 weiterdrehen. Die Walzen 152 werden infolgedessen radial nach außen gedrückt und expandieren den bereits durch das Druckmittel etwas expandierten Teil der Rohrwandung weiter. Die radial nach außen erfolgende Bewegung der Walzen wird dann angehalten, wenn das thermoolastische Rohr 9 an der vorbestimmten Stelle um den gewünschten Betrag expandiert ist, wobei sich die Walzen dann in dieser Stellung weiterdrehen. Bei diesem Betriebszustand wird das in den Raum 115 eingeleitete Druckmittel druckentlastet. Zur Erzielung einer die gewünschten Abmessungen genau aufweisenden Nut in der Wandung des Roh-

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res wird die radiale Stellung der Walzen 152 vorteilhaft derart eingestellt, daß ein Spalt oder Raum zwischen dem Nutengrund der Ringnut 161 und der Außenfläche des expandierten Teiles des thermoplastischen Rohres vorhanden ist, wenn die Walzen 152 in ihre maximale radiale Stellung ausgeschoben worden sind.

Das Ende des thermoplastischen Rohres wird dann abgekühlt. Das Rohr kann auf unterschiedliche Weise abgekühlt werden, indem z.B. ein Kühlmittel, wie Luft oder Wasser, in den Spalt innerhalb der Ringnut 151 eingeleitet wird oder indem die unbedeckte Oberfläche des thermoplastischen Rohres mit Kühlwasser überspült wird oder indem Kühlmittel durch Kanäle hindurchgeleitet wird, die in der vorderen Kernform 111 und der hinteren Kernform 113 angeordnet sind.

Nachdem das Ende des thermoplastischen Rohres abgekühlt und ausgehärtet ist, wird der Kern 141 mit Hilfe des Druckmitte lzy linders 143 zurückgezogen. Die Walzen 152 werden dabei durch die Federn 153 zurückgezogen. Die geteilte äußere Form 106 wird geöffnet, der Elektromotor 135 wird angehalten, und die vordere Kernform 111 und die hintere Kernform 113 werden aus dem Ende des thermoplastischen Rohres herausgezogen.

Wie dies bereits ausgeführt wurde, wird derjenige Teil der Rohrwandung, in welchem eine Nut ausgebildet werden soll, durch Druckbeaufschlagung expandiert, so daß die Ausbildung der Nut erleichtert wird. Durch die vorbeschriebene Maßnahme kann die durch die Elastizität des Rohrmaterials bedingte Rückbewegung des expandierten Teiles der Rohrwandung in die ursprüngliche Stellung auf einem Minimum gehalten v/erden, während die zum Andrücken der Walzen gegen die Innen-

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fläche der Rohrwandung erforderliche Kraft verringert v/erden kann. Die durch die äußere und innere Reibung erzeugte Wärme wird also klein gehalten, und die präzise Ausbildung des um das Ende des thermoplastischen Rohres herumlaufenden expandierten Teiles ist gewährleistet.

Da ferner der zu verformende Teil des Rohres zunächst mit dem Druckmittel beaufschlagt wird, können die Kräfte, die zum Äusschieben und Drehen der Walzen erforderlich sind, wesentlich verringert werden, und die Reibung zwischen den schwierig zu schmierenden Teilen der mechanischen Einrichtung wird ebenfalls verringert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt daher im Verhältnis zu den bisher in der Praxis verwendeten Vorrichtungen eine wesentlich verlängerte Lebensdauer.

Wenn, wie bereits ausgeführt wurde, ferner ein in eine Form eingesetztes Rohr zwangsweise gemäß einem Verfahren expandiert wird, bei weichem ein elastomerer Ring nach dem.Pressen des Rohres mit einer äußeren, eine Ringnut aufweisenden Form expandiert wird, dann neigt der neben dem vergrößerten Teil des Rohres liegende Abschnitt dazu, sich bei einer weiteren Expansion plötzlich von der Oberfläche der Form örtlich abzuheben, so daß der Wandungsteil extrem verdünnt wird, was in dem Fall, in welchem das Rohr aus einem starren Vinylchlorid hergestellt ist, zu einem Weißwerden des Rohrteiles führt. Gemäß der Erfindung wird der zu expandierende Abschnitt vor dem Expandieren von der Innenseite des Rohres aus mit einem Druckmittel beaufschlagt, so daß der vorbeschriebene Nachteil vermieden wird.

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Claims

P 10195 Patentansprüche

1.\ Verfahren zur Ausbildung einer Ringnut in einem thermoplastischen Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Rohr (3> und eine Kernform (1, 7, 111, 113) derart zuss^rxe-ngssteckt werden, daß ein Ende des Rohres auf der Karnform aufsitzt, wobei der zu der Kingr-ut: exn^-ü-srenäs Teil in der Bewegungsbahn von "-■shreren radial aus schiebbaren« starren Körpern (41 , 42, '52} angeordnet ist. die in die Kernform zunächst slngesogan sind, daß

b} an der Außenseite des Rohres eine das Rohr umgreifende geteilte äußere Form (6, 106} angeordnet wird, die eine Ringnut (6i _e 161} aufweist, wobei .die Lage äer äußerer* Form derart gewählt wird, daß die Ringnut demjenigen Teil des Rohres gegenüberliegt, welcher zur Ausbildung der Ringnut expandiert werden soll, daß

σ) die Innenseite des zu expandierenden Rohrteiles mit einem Druckmittel beaufschlagt wird, daß

d) die starren Körper radial ausgeschoben werden und sich gegen die Innenseite des Rohrteiles anlegen und diesen expandieren, wobei die Druckbeaufschla-

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gung durch das Druckmittel und das Expandieren durch die starren Körper zu sich wenigstens teilweise überlappenden Zeitabschnitten stattfindet, daß

e) das Rohr nach der Expansion des Rohrteiles aushärtet, daß

f) die starren Körper in die Kernforra zurückgezogen werden und der Druck entlastet wird und daß

g) das Rohr von dem Kernteil getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung wenigstens gleichzeitig mit dem Expansionsvorgang beginnt .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckbeaufschlagung im wesentlichen über die ganze Dauer des ,Expansionsvorganges erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als starre Körper mehrere Segmente (41, 42) verwendet werden, die jeweils eine Fläche besitzen, welche einen Teil eines Zylinders.

bildet, der die Abmessungen der auszubildenden Nut aufweist, und daß die Segmente in der Kernform angeordnet sind und radial ausgeschoben werden, so daß sich die aneinanderlegenden Flächen den kontinuierlichen Zylinder bilden.

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Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als starre Körper mehrere Führungskörper (151) und in diesen gelagerte Walzen (152) verwendet werden und daß die Führungskörper um die Achse der Kernform gedreht werden, während die starren Körper ausgeschoben werden, so daß die Walzen auf dem Rohrteil entlangrollen und diesen expandieren.

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