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Vorrichtung zum Anformen von nach außen gewölbten Umfangssicken an
den Enden von Rohren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anformen von nach
außen gewölbten Umfangssicken an den Enden von Rohren oder als Rohr endenden Werkstücken
aus thermoplastischem Kunststoff mit einem der Innenform des Rohrendes entsprechenden
Kern, der einen der Innenform der Sicke entsprechenden Umfangswulst aufweist, welcher
in den Kern versenkbar ist.
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Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung ist der Kern zweiteilig
ausgeführt und besitzt eine Umfangsrille, in welcher sich ein Gummiring erstreckt.
In der Normallage erhebt sich dieser Gummiring nicht über die Umfangsfläche des
zylindrischen Kerns. Werden jedoch die beiden den Kern bildenden Teile so gegeneinandergedrückt,
daß sich die axiale Erstreckung der Umfangsrille verringert, so quillt hierdurch
der Gummiring nach außen. Wird ein derartiger Kern im Inneren eines Rohres axial
zusammengeschoben, so wird hier durch das Nachaußenquellen des Gummiringes eine
Sicke im durch Erwärmung in dem thermoelastischen Bereich verformbaren, den Kern
umgebenden Rohrende erzeugt. Ein wesentlicher Mangel dieser bekannten Vorrichtung
liegt darin, daß eine exakte Bestimmung der Innenform der so erzeugten Sicke nicht
möglich ist, da sich das elastische Verhalten des Gummiringes nicht nur mit der
Temperatur sondern auch mit der Zeit ändert. Auch ist die Herstellung eines entsprechenden
Gummiringes außerordentlich schwierig, da die Formgebung dieses Gummiringes im elastisch
verformten Zustand erfolgen muß. Während einer derartigen Formgebung ändert sich
jedoch die innere Spannung des Gummiringes wegen der Formänderung ständig. Diese
Vorrichtung konnte sich daher in der Praxis nicht durchsetzen. Bei einer anderen
bekannten Vorrichtung, welche nach dem gleichen
Prinzip arbeitet,
wird das Nachaußendrücken des Gummiringes nicht durch axiales Zusammenschieben von
zwei den Gummiring zwischen sich in einer Rille aufnehmenden Kernteilen bewirkt,
sondern durch Aufblasen eines radial innerhalb des Gummiringes befindlichen Luftschlauches
mit Druckluft, so daß der Gummiring radial nach außen bewegt wird. Zum besseren
Anschmiegen des so verformten Rohrendes an den Kern ist bei dieser Vorrichtung eine
zusätzliche äußere Form vorgesehen. Bei dieser Vorrichtung treten die gleichen Schwierigkeiten
auf wie bei der vorerwähnten bekannten Vorrichtung.
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Die Schwierigkeiten der bekannten Vorrichtungen hat man bereits dadurch
beseitigt, daß man eine aus gegeneinander verschiebbaren, festen Metallteilen bestehende
Kernkonstruktion schuf, bei welcher mittels mechanischer Betätigungseinrichtungen
die den Ringwulst des Kerns darstellenden einzelnen Segmente in das Innere des Kerns
nacheinander eingezogen wurden. Diese bekannten Vorrichtunge arbeiten zwar einwandfrei,
sind jedoch in der Herstellung aufwendig.
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Die Erfindung schafft eine Vorrichtung der eingangs umrissenen Art,
welche die Einfachheit der erstgenannten beiden Vorrichtungstypen mit der Präzision
der letztgenannten
Vorrichtung vereinigt, ohne die Nachteile dieser
bekannten Vorrichtungen aufzuweisen.
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Bei der Vorrichtung gemäß Erfindung besteht der Umfangswulst aus einer
Mehrzahl über den Kreisumfang verteilter, nach innen in den eiern verschiebbarer
Haltestücke, die in ihrem mit der Rohrinnenfläche in Berührung kommenden Bereich
von einem entsprechend dem gewünschten Sickenprofil profilierten Federstreifen abgedeckt
sind, welcher mindestens an einer Stelle unterbrochen ist und bei nach innen in
den Kern verschobenen Haltestücken sich ebenfalls in die die Halte stücke aufnehmende
Vertiefung des Kerns einlegt. Ein derartiger Federstreifen, der in der Regel aus
einem hochwertigen Federstahl besteht, kanii mit großer Präzision hergestellt werden,
so daß man die gewünschte Innenform der Sicke im Rohrende genau erzielen kann. Die
Vorrichtung ist einfach herstellbar, da ein Mechanismus zum nach innen und außen
Schieben der Halte stücke einfach ist. Sollen die den Umfangswulst bildenden Teile,
also der Federstreifen und die Haltestücke, in das Innere des Kerns eingezogen werden,
so schieben sich an der Unterbrechung oder den Unterbrechungen des Federstreifens
die beiden Federstreifenenden übereinander, so daß die mit sich verringerndem Durchmesser
auftretende Verringerung des Raums zur Aufnahme des Federstreifens ausgeglichen
wird.
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Vorzugsweise liegen die Stoßflächen an jeder Unterbrehhung des Federstreifens
bei ausgefahrenem Umfangswulst aneinander an und verlaufen im Normalschnitt durch
die Achse des Kerns gesehen schräg. Durch diesen Schrägverlauf wird schon vorherbestimmt,
welches der beiden aneinanderstoßenden Federenden beim Übereinanderschieben derselben
innen und welches außen liegen soll.
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Im einfachsten Falle besteht der Federstreifen aus einem Stück, das
lediglich eine Unterbrechung aufweist. Ein derartiger Federstreifen muß nicht einmal
mittels einer gesonderten Formschlußverbindung wie z. B. durch Nieten an einem der
Haltestücke befestigt sein. Er kann so ausgebildet sein, daß er sich durch seine
eigene Vorspannung und Profilierung auf den Haltestücken hält. Es ist jedoch auch
möglich, den Federstreifen beispielsweise aus vier oder acht kurzen Streifenstücken
zusammenzusetzen. In diesem Fall muß natürlich jedes der Federstreifenteile gesondert
an einem Haltestück befestigt sein. Diese Xefestigung kann beispielsweise durch
Nieten erfolgen. Bei einer derartigen Konstruktion verlaufen vorteilhaft die Stoßflächen
des -einen Stückes an beiden Seiten schräg von außen nach innen, während sie am
benachbarten Teil schräg von innen nach außen verlaufen usw. Das heißt, in diesem
Falle ist jedes
Federstreifenteil vorzug3weise symmetrisch in Bezug
auf -die Axialebene des Kerns durch die Mitte des Federstreifeinteile.
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Um eine ungleiche Unterstützung des Federstreifens durch die Haltestücke
zu vermeiden, werden die Halte stücke im Kern vorteilhaft gegen Verschiebung in
Umfangsrichtung gesichert. Die Sicherung kann durch entsprechende Führungen an den
Kernteilen bewirkt werden, zwischen welchen die Haltestücke vorzugsweise genau radial
geführt sind.
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Eine andere Möglichkeit ist beispielsweise die der Führung der Haltestücke
an den Teilen zu ihrer radialen Verschiebung nach innen und-außen.
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Vorzugsweise ist zum nach außen in Wirkstellung Schieben der Haltestücke
eine in Axialrichtung des Kerns verschiebbare Keil- oder Kegelanordnung vorgesehen,
auf deren Umfangaflächen die Halte stücke aufreiten.
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Bei dieser können zum Beispiel sich in Richtung der Erzeugenden der
Kegelmantelfläche erstreckende Außenrippen vorgesehen sein, welche in entsprechende
Nuten der Haltestücke greifen und so das Verschieben der Haltestücke in Umfangsrichtung
verhindern.
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Um zu gewährleisten, daß die Haltestücke sich beim Zurückschieben
der Keil- oder Kegelanordnung auch wieder zurückbewegen, kann eine Feder vorgesehen
sein, welche bestrebt ist, die Haltestücke nach innen zu drücken. Die Feder kann
beispielaweise eine Schraubenfeder sein, welche sich ringförmig in Umfangsrichtung
des Kerns verlaufend durch alle haltestücke erstreckt.
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Eine andere Möglichkeit zum Gewährleisten des richtigen Einziehens
der Halte stücke besteht beispielsweise darin, daß man den oben erwähnten, sich
in Richtung der Erzeugenden der Kegelanordnung erstreckenden Rippen-Profil verleiht
und diese T-Profil-Rippen in entsprechenden T-förmigen Nuten der Haltestücke führt.
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Um eine sichere Anschmiegung des verformten Rohrendes an den den Ringwulst
aufweisenden Bereich des Kerns zu gewährleisten, kann eine äußere Andrückvorrichtung
für das verformte Rohrende vorgesehen sein. nachfolgend sind anhand der beigefügten
Zeichnungen zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung als erläuternde Beispiele
beachrieben.
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Big. 1 zeigt einen Axialschnitt durch die wesentlichen Teile einer
Vorrichtung gemäß Erfindung. In der oberen Hälfte ist die Vorrichtung dabei gerade
nach Beendigung der Formung der Sicke im Rohrende dargestellt, während die untere
Hälfte die Vorrichtung nach der hierauf erfolgenden, nach innen Versohiebung der
Haltestücke mit dem Pederstreifen zeigt.
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Fig. 2 zeigt einen Normalschnitt durch den Kern nach Figo1 im Bereich
des größten Durchmessers des Umfangswulstese Der in der oberen Hälfte von Fig. 1
gezeigte Zustand ist voll ausgezogen dargestellt, während der in der unteren Hälfte
von Fig. 1 gezeigte Zustand strichptnktiert angedeutet ist.
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Fig. 3 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 2 eine geringfügig abgewandelte
Ausführungsform, bei welcher anstelle eines sechsteiligen Federstreifens ein einteiliger
Federstreifen vorgesehen ist.
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Fig. 4 zeigt im Axialschnitt des Kerns eine abgewandelte Ausführungsform
des Haltestücks,des Federstreifens und der erzeugten Umfangssicke.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 besitzt eine Grundplatte 1, von
welcher sich eine den Kern tragende, senrechte Stirnplatte 1a erhebt. An die Stirnplatte
ia ist eine zylindrische Büchse 2 angeschraubt. Von der Platte 1a erstreckt sich
ein Zapfen 20 nach rechts, welcher an seinem in Fig. 1 rechten Enden ein zweites
topfförmiges Kernteil 3 trägt. An den Boden des topfförmigen Kernteils 3 schließt
ein Führungsteil 21 an, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des mit der
Muffe zu versehenden Rohres entspricht. Die Teile 3 und 21 sind an dem Zapfen 20
mittels der Mutter 22 festgeschraubt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die
Teile 3 und 21 so geformt, daß beim Aufschieben des in den thermoelastischen Temperaturbereich
erwärmten Kunststoffrohres 13 von links nach rechts in Fig. 1 infolge des erhöhten
Durchmessers des Teils 3 an das Rohrende zunächst eine Muffe angeformt wird.
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Der Zylinderteil 2 und der kopfteil 3 lassen zwischen sich einen normal
zur Achse des Kerns verlaufenden Schlitz frei, in welchem die Haltestücke 9 radial
nach innen und außen verschiebbar geführt sind. An jedes der Haltestücke 9 ist außen
jeweils ein Federstreifenstück 10 aufgenietet dessen Außenprofil dem gewünschten
Innenprofil der im Rohr
zu erzeugenden Sicke 23 entspricht. Wie
aus Pig. 2 ersichtlich, ist jedes Federstreifenstück nahe seinem einen Ende an dem
es tragenden Haltestück angenietet und erstreckt sich ein wesentliches Stück über
das gegen den Uhrzeigersinn benachbarte Haltestück. Das über daa nachbarte Haltestück
verlaufende Federstreifenende ist mit dem benachbarten Haltestück nicht verbunden
und kann sich locker relativ zu diesem verschieben. Durch Aussparungen in den Halte
stücken 9 erstreckt sich eine ringförmig verlaufende Schraubenfeder 14, Welche bestrebt
ist, alle Haltestücke 9 gleichmäßig radial nach innen zu ziehen.
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An einem derartigen nach innen Bewegen werden jedoch in der in der
oberen Hälfte von Fig. 1 gezeigten Lage die Haltestücke 9 von dem Kegelstück 4 gehindert.
Das Kegelstück 4 ist auf dem zentralen Zapfen 20 axial verschiebbare Es trägt außen
Keilnuten, in welchen Keile 16 geführt sind, die sich längs von Erzeugenden der
Mantelfläche des Kegelstückes 4 erstrecken. Die Keile 16 greifen außerdem in Keilnuten
der Halte stücke 9 ein und hindern so die Haltestücke 9 an einem Wandern in Umfangsrichtung.
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Das Kegelstück 4 ist wiederum gegen Drehung durch die Stifte 7 gehindert,
welche in Langlöchern 24 des Zapfens 20 geführt sind und das Kegelstück 4 mit einer
Betätigungsetange 5 verbinden, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch
verschiebbar
ist und zum Bewegen des Kegelstücks 4 zwischen den beiden in Fig. 1 oben und unten
dargestellten Endlagen dient. Zur genauen Fixierung der rechten Endlage des Kegelstücks,
welche den Maximaldurchmesser der im Rohr erzeugten UmNangssicke bestimmt, dient
eine Anschlagschraube 8, die von rechts in den Zapfen 20 eingeschraubt ist und mittels
einer Kontermutter 26 in ihrer Dreh- und Axiallage feststellbar ist.
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Zum Anformen einer Muffe an ein Rohr 13 wird das in den thermoelastischen
Bereich erwärmte, beispielsweise aus Polyvinylchlorid bestehende Rohr bis zum Anschlag
25 auf den Kern aufgeachoben. Dann werden durch nach rechts Verschieben des Kegelstücks
4 die Haltestücke 9 aus der in Fig. 1 unten dargestellten Lage in die in Fig. 1
oben dargestellte Lage verschoben. Vor Beginn der Verschiebung des Kegelstücks 4
wurde jedoch das Halte- und Formgebungsstück 15 aufgesetzt, so daß es das zu verformende
Rohr zu beiden Seiten des zu verformenden Bereiches fest an dem Kern hält. Nach
Formung der Sicke kann durch die Öffnungen 12 Kühlwasser zu und abgeführt werden,
um das Rohr im Bereich der Sicke zu erhärten. Das verringert die Fertigungezeit.
Nach Abkühlen der Sicke und muffe wird durch nach links Fahren der Stange 5 der
Kegelteil 4 nach links gezogen,
so daß die Feder 14 die Haltestücke
9 radial nach innen schieben kann. In dieser Lage kann das Muffenende über die Haltestücke
hinweggleiten7und die fertig geformte Muffe mit der Sicke kann vom Kern nun abgezogen
werden.
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Praktisch genau so arbeitet die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung, welche
sich von der nach Fig. 2 lediglich dadurch unterscheidet, daß ein einstückiger Federstreifen
11, der auch in Fig. 1 angedeutet ist, vorgesehen ist. Dieser Federstreifen ist
an dem seiner Unterbrechung gegenüberliegenden Haltestück 9 mittels Nieten befestigt.
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Die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion unterscheidet sich von der gemaß
Pig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß hier die Haltestücke 27 und der Federstreifen
28 so geformt sind, daß eine etwa rechteckige Sicke im Rohr 29 hergestellt wird.
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Ansprüche: