APPARATUS FOR WELDING TWO OVERLAPPING TUBULAR PLASTIC ELEMENTS TOGETHER

Abstract: In the method for welding two overlapping tubular plastic elements together, for example a tube (14) with a pushed-on sleeve (16), the plastic elements are heated in the area of the welding point by means of an electric heating element (1, 2) and pressed together. In order to achieve a reliable welding over the entire length of the weld without requiring consumable heating elements or the like and for a simple apparatus to be sufficient for carrying out the process, the electric heating element (1, 2) is attached to the outside of the outer tubular plastic element (16), the pressing force is applied via the heating element (1, 2) and the latter is removed again once welding has been completed. <IMAGE>

Description: Verfahren zum Verschweissen zweier einander übergreifender rohrförmiger Kunststoffteile, insbesondere eines Rohres mit einer aufgeschobenen Muffe, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweissen zweier einander übergreifender rohrförmiger Kunststoffteile, insbesondere eines Rohres mit einer aufgeschobenen Muffe, durch Erwärmen der Kunststoffteile im Schweissstellenbereich mittels eines elektrischen Heizelementes und Zusammenpressen dieser Teile. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. In der Mehrzahl der Fälle werden solche Verfahren zur Verbindung von Kunststoffmantelrohren in der Fernwärmeversorgung angewendet. Diese Kunststoffmantelrohre bestehen meist aus einem inneren Stahlrohr, einem Aussenmantel aus Polyäthylen und einer den Zwischenraum zwischen Innenrohr und Aussenrohr füllenden Schaumstoffschicht. Beim Verbinden zweier Mantelrohre werden zunächst die aus der Schaumstoffschicht vorragenden, inneren Stahlrohre verschweisst, wonach die Mantelrohre durch eine sie übergreifende Muffe verbunden werden und der Muffeninnenraum ebenfalls ausgeschäumt wird. Dabei muss nun darauf geachtet werden, dass sich eine völlig feuchtigkeitsdichte Verbindung der Muffe, die gleichfalls aus Polyäthylen besteht, mit den Mantelrohren ergibt, um ein Eindringen von Feuchtigkeit an den Stossstellen der Kunststoffmantel¯ rohre urd damit eine Korrosion des inneren Stahlrohres zu verhindern. Zur Verbindung des Mantelrohres mit der aufgeschobenen Muffe ist es bereits bekannt, in den ZwE- schenraum zwischen diesen beiden Teilen ein Band mit einem mäanderförmig verlaufenden Kupferdraht einzubringen und diesen Drahtmäander an eine Stromquelle anzuschliessen, so dass er als Heizelement wirkt, um das Polyäthylen der Muffe und des Mantelrohre5 durch Auf- heizen miteinander zu verschmelzen, wobei es aber auch notwendig ist, auf die Muffe einen Pressdruck auszuüben, um eine sichere Verschweissung zu erzielen, zumal der sich beim Schrumpfen der Muffe ergebende Druck hiefür meist nicht ausreicht. Nachteilig hiebei ist, dass die Heizelemente nicht mehrmals verwendbar, sondern nach jeder Schweissung verloren sind, dass sich für die Schweissung kritische Stellen dort ergeben, wo die Drahtenden für den Anschluss an den Schweisstransformator nach aussen geführt werden müssen, dass das Aufbringen des erforderlichen Pressdruckes Schwierigkeiten bereitet und mit Muffen gearbeitet werden muss, die einen grösseren Aussendurchmesser aufweisen als es dem Mantelrohr vermehrt um die doppelte Wanddicke der Muffe entspricht. Ist das Heizelement unmittelbar an der Innenseite der Muffe aufgetempert, was ebenfalls bereits bekannt ist, so muss eine der Länge nach geteilte, als Manschette um das Mantelrohr zu legende Muffe verwendet werden, die dann überdies eine Längsschweissnaht erfordert. Es ist auch schon bekannt, zwischen das aufgeweitete Muffenende und das eingeschobene Mantelrohr einen Schweissring einzuschieben, der aus einem Rohr besteht, das mit Kupferdraht umwickelt und mit einer schweissbaren Polyäthylenschicht überzogen ist, wogegen das innere Kunststoffrohr aus einem vernetzten und daher nicht schweissbaren Polyäthylen hergestellt ist. Das zunächst flachgedrückte Innenrohr des Schweissringes hat durch die Aufheizung nach Anschluss des Kupferdrahtes an einen Schweissautomaten das Bestreben, seine runde Querschnittsform wieder zu erlangen und erzeugt dadurch den erforderlichen Schweissdruck gegen Mantelrohr und Muffe, Aber auch hier ergibt sich ein erhöhter technischer Aufwand durch den Verlust des Schweissringes nach vollzogener Schweissung, wobei die an ihren Enden aufgeweiteten Muffen bei Längsbewegungen erdverlegter Mantelrohre zu hohen Scherkräften an den Verbindungsstellen führen. Die Austrittsstellen bzw. Anschlussstellen der Enden des Kupferdrahtes an den Schweissautomaten sind wieder hinsichtlich der Güte der Schweissung problematisch und das ganze Verfahren ist nur bei vergleichsweise grossen Rohrdurchmessern wirtschaftlich anwendbar. Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren anzugeben, das mit einer verhältnismässig einfachen Vorrichtung auf jeder Baustelle unabhängig von den Rohrdurchnes- sern durchgeführt werden kann und eine sichere Ver schweissung über die ganze Länge der Schweissnaht gewährleistet, ohne verlorene Heizelemente od. dgl. zu benötigen. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das elektrische Heizelement auf den äusseren Kunststoffteil aussenseitig bzw. auf die Muffenaussenseite aufgebracht, der Pressdruck über das Heizelement ausge übt und letzteres nach vollzogener Schweissung abgenommen wird. Da also das elektrische Heizelement nicht mehr zwischen die beiden rohrförmigen Kunststoffteile bzw. das Rohr und die aufgeschobene Muffe eingelegt oder eingeschoben werden muss, ergibt sich eine vergleichsweise einfache und baustellengerechte Handhabung, wobei gegebenenfalls die Muffe den kleinstmöglichen Durchmesser ohne Endaufweitungen erhalten kann. Das Aufbringen des Pressdruckes über das Heizelement bereitet keine Schwierigkeiten, und es kann letzteres immer wieder verwendet werden, da es ja nach vollzogener Schweissung abgenommen wird. Das wa¯h- rend des Schweissvorganges freiliegende Heizelement ergibt auch keine kritischen Stellen bei den Stromanschlüssen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass trotz der Erwärmung von der Aussenseite ein gutes Verschmelzen des Materials der einander übergreifenden Kunststoffrohre od. dgl. erreicht wird, Besonders zweckmässig ist es, wenn ein als den äusseren Kunststoffteil bzw. die Muffe umschliessendes Spannband ausgebildetes Heizelement verwendet wird, weil es dann besonders einfach ist, den Pressdruck aus- zuüben bzw. das Heizelement eben selbst als Druckelement dient und somit eine Doppelfunktion erfüllt. Um zu verhindern, dass das Heizelement, über das ja der Pressdruck ausgeübt wird, beim Schweissvorgang unter Bildung scharfer Randkanten in den äusseren Kunststoffteil bzw. die Muffe einsenkt, kann dem Heizelement eine hitzebeständige Beilage, beispielsweise ein Glasfasergewebe.+ mit die Heizelementbreite übersteigender Breite unterlegt werden. Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs- gemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das als Heizelement dienende Spannband aus zwei Parallelstreifen besteht, die an einem Ende leitend verbunden sind und sich zu einem Einzelstreifen vereinen, dessen Breite höchstens dem Abstand der Parallelstreifen voneinander entspricht, wobei jeder Parallelstreifen im Bereich seines freien Endes eine Anschlussfahne od. dgl. zur Verbindung mit einer Stromquelle aufweist und am Einzelstreifenende sowie an den Parallelstreifenenden Kuppelglieder für den Angriff eines Spanntriebes vorgesehen sind. Durch diese Ausbildung des Heizelementes bzw. Spannbandes ist es möglich, den Einzelstreifen zwischen den Parallelstreifen durchzuziehen, also mit einander kreuzenden Bandenden zu arbeiten und die eingeschlossene Muffe ohne Unterbrechungsstelle zu umschlingen. Es braucht dann nur an den Kuppelgliedern der Spanntrieb angesetzt und die Stromquelle mit den beiden Anschlussfahnen verbunden zu werden. Dabei sind die Einzelstreifen aber so eng angeordnet, dass zwischen ihnen keine unbeheizte Zone entsteht, es ergibt sich vielmehr eine sowohl in Rohrlängsrichtung als auch in Umfangsrichtung einheitliche endlose Schweissnaht durch überall gleiche Wärmeund Druckeinwirkung. Zum Spannen des Spannbandes wäre es möglich, an den beiden Enden der Parallelstreifen einerseits und am Einzelstreifen anderseits je ein Zugelement angreifen zu lassen. Um Platz zu sparen und eine einfache Konstruktion zu erzielen, ist es aber günstiger, wenn der Spanntrieb aus zwei auf einer Führung relativ zueinander verschiebbaren Backen, die über die Kuppelglieder mit den einander kreuzenden Streifenenden verbindbar sind, und einer die Backen verstellenden Schraubenspindel besteht. Mit Hilfe der Schraubenspindel werden zum Spannen des Heizelementes die Backen und damit auch die Streifenenden auseinandergedrückt, so dass die Spannvorrichtung zwischen den Streifenenden angeordnet werden kann und damit sehr wenig Raum beanspruchen. Selbstverständlich wäre es auch möglich, an stelle der Schraubenspindel einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbentrieb zum Auseinanderschieben der Backen heranzuziehen. In weiterer Ausbildung der Erfindung weist schliesslich die eine Backe eine Bohrung mit Muttergewinde für die sie durchsetzende Schraubenspindel auf, die sich über eine Druckfeder an der anderen Backe abstützt. Durch die Feder wird ein dauernder Spreizdruck auf die beiden Backen ausgeübt, so dass der Spanndruck beim Einsinken der Streifen in die Muffe während des Schweissvorganges aufrecht erhalten bleibt, ohne die sich dabei ergebende Durchmesserverringerung der Muffe im Bereich des Heizelementes laufend mit der Schraubenspindel ausgleichen zu müssen. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand bed- spielsweise vereinfacht dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 ein als Heizelement dienendes Spannband in Streckstellung Fig. 2 einen Spanntrieb in Draufsicht und Fig. 3 Spannband und Spanntrieb in Gebrauchsstellung in Seitenansicht. Das als Heizelement dienende Spannband besteht aus zwei Parallelstreifen 1, die an ihrem einen Ende leitend verbunden sind und sich zu einem Einzelstreifen 2 vereinen. Die Breite dieses Einzelstreifens 2 entspricht dem Abstand der Parallelstreifen 1 voneinander, so dass beim Umschlingen einer Muffe der Einzelstreifen 2 zwischen den Parallelstreifen 1 hindurchgezogen werden kann. Jeder Parallelstreifen 1 weist im Bereich seines freien Endes eine Anschlussfahne 3 zur Verbin- dung mit einem Schweissautoinaten od. dgl. auf. Ferner sind am Ende des Einzelstreifens 2 und an den Parallel streifenenden Kuppelglieder 4 in Stiftform für den Angriff eines allgemein mit 5 bezeichneten Spanntriebes vorgesehen. Der Spanntrieb weist zwei Backen 6 auf, die auf zwei eine Führung bildenden Stangen oder Rohren 7 relativ zueinander verschiebbar sind, Die Backen 6 sind mit Bohrungen 8 versehen, in die die Kuppelglieder bzw. Stifte 4 eingreifen können. Die eine Backe 6 besitzt ein Muttergewinde 9 für eine sie durchsetzende Schraubenspindel 10. Die Schraubenspindel 10 stützt sich an der anderen Backe 6 über eine Druckfeder 11 ab und trägt einen Handgriff 12. Gemäss Fig. 3 soll ein zur Fernwärmeversorgung dienendes Mantelrohr, das aus einem inneren Stahlrohr 13, einem Aussenmantel 14 und einer Schaumstoffzwischenschicht 15 besteht, mit einer Verbindungsmuffe 16 verschweisst werden. Das Spannelement 1, 2 wird auf die Muffenaussenseite aufgebracht, so dass es die Muffe 16 umschlingt. Dann wird die Spannvorrichtung 5 über die Kuppelglieder 4 mit den Enden des Spannbandes 1, 2 verbunden, es werden die Backen 6 mit Hilfe der Schraubenspindel zur Erzeugung des Pressdruckes auseinandergeschoben, und es werden die Streifen 1 des Spannbandes mit Hilfe der Anschlussfahnen 3 an Spannung gelegt.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verschweissen zweier einander übergreifender rohrförmiger Kunststoffteile, insbe sÏndere einesPohres(14) mit einer aufgeschobenen##(#, durch Erwärmen der Kunststoffteile im Schweissstellen- bereich mittels eines elektrischen Heizelementes(1,2)ind Zusammenpressen dieser Teile, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Heizelement auf den äusseren Kunststoffteil aussenseitig bzw. auf die Muffenaussenseite aufgebracht, der Pressdruck über das Heizelement ausge übt und letzteres nach vollzogener Schweissung abgenommen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein als den äusseren Kunststoffteil bzw. die Muffe umschliessendes Spannband ausgebildetes Heizelement verwendet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heizelement eine hitzebeständige Bet- lage, beispielsweise ein Glasfasergewebe, mit die Heizelementbreite übersteigender Breite unterlegt wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das als Heizelement dienende Spannband (1, 2) aus zwei Parallelstreifen (1) besteht, die an einem Ende leitend verbunden sind und sich zu einem Einzelstreifen (2) vereinen, dessen Breite höchstens dem Abstand der Parallelstreifen (1) voneinander entspricht, wobei jeder Parallelstreifen (1) im Bereich seines freien Endes eine Anschlussfahne (3) od. dgl. zur Verbindung mit einer Stromquelle aufweist und am Einzelstreifenende sowie an den Parallelstreifenenden Kuppelglieder (4) für den Angriff eines Spanntriebes (5) vorgesehen sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanntrieb aus zwei auf einer Führung (7) relativ zueinander verschiebbaren Bakken (6),die über die Kuppelglieder (4) mit den einander kreuzenden Streifenenden verbindbar sind, und einer die Backen (6) verstellenden Schraubenspindel (10) besteht. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Backe (6) eine Bohrung (9) mit Muttergewinde für die sie durchsetzender Schraubenspindel (10) aufweist, die sich über eine Druckfeder (11) an der anderen Backe (6) abstützt.

Inventors: EGGER, KARL, ING. LUCIAN HALADA
Applicants: KUNSTSTOFFWERK KARL EGGER
Application year: 1986
Main classification: B29C65
IPC codes: F16L47, B29C65