NO127824B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for forming av en forbindelsesmuffe ved enden av et rør av termoplastisk materiale.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for forming av en forbindelsesmuffe ved enden av et ror av termoplastisk materiale, i hvilket den ene ende av det tilsluttende ror kan skyves inn, idet der i muffen er lagret i det minste én elastisk tetningsring, og i det minste på den ene side av tetningsringen er anordnet en fast ring, som med en overflate danner et aksiailt anslag for tetningsringen.

Ved kjente forbindelsesmuffer av dette slag ligger tetningsringen som regel ved innskjovet ror fullstendig an mot den ringformede rilles innervegg. Den kraft som må utoves for ringens deformering ved innskyvning av den innskytende rorende, tiker da sterkt med akende deformering, slik at det ved montering

under visse omstendigheter kreves forholdsvis store krefter.

En annen ulempe ved den kjente konstruksjon er at det ofte forekommer at den rorende som skyves inn presser ringen ut av den ringformede rille, slik at man må utfore monteringen med meget stor omhu. Dessuten kan den spenning som ringen under sin deformering utover på muffens sikk, som opptar ringen og danner den ringformede rille, ved uheldige dimensjonsavvikelser mellom muffen og rorenden ofte bli uonsket stor, idet deformerings-kraften som nevnt oker sterkt med okende deformering.

Oppfinnelsen tilveiebringer en forbindelsesmuffe som eliminerer ulempene med den kjente forbindelsesmuffe, og som er spesielt velegnet for ror med store diametre. Fremgangsmåten i overens-stemmelse med oppfinnelsen kjennetegnes ved at den resp. de faste ringer og eventuelt også en eller flere tetningsringer eller efter muffens forming igjen borttagbare fyllringer på-

fores en stort sett sylindrisk kjerne, hvis ytre form svarer til muffens onskede indre form, at denne kjerne med ringene skyves inn i den i muffens retning utvidede, til det termoplastiske formbarhetsområde oppvarmede rorende resp. den oppvarmede rorende skyves på denne kjerne, at muffeenden ved avkjoling bringes til å herde over kjernen og ringene, at kjernen trekkes ut av muffeenden resp. denne trekkes av fra kjernen, og at til slutt eventuelt fyllringen resp. fyllringene igjen fjernes fra muffen og tetningsringen resp. tetningsringene legges inn i muffen.

Ved store rordiametre er det fordelaktig om man for muffens herding trykker denne sammen utenifra. Materialet vil derved foye seg bedre efter kjernen og stotteringene. Spesielt gunstig er fremgangsmåten, om man påvirker denne sammentrykking ved hjelp av det ytre lufttrykk ved å suge bort luft"fra området mellom muffe og kjerne.

For å unngå en for hurtig herding av muffeenden som befinner seg i termoelastisk temperaturområde, ved kjernens innskyvning, oppvarmes kjernen med fordel forst. Én'temperatur på '50°C har vist seg egnet ved pplyvihylkloridror. Ved denne utformning vil rorenden ved innskyvning mote en inn-skyvningsmotstand som vokser vesentlig langsommere enn ved rund ringprofil, idet luftrommet mellom omkretsrennen og rilleveggen er vilkårlig kompressibelt og selv ved innskjovet rorende utover en eftergivende trykkraft. En annen betydelig fordel er at det trykk som utoves på den ringformede rille blir jevnt fordelt på grunn av luftputen mellom tetningsringen og den ringformede rille. Selv ved store, toleransebetingede avvikelser av muffens og rorets diameter fra angitt diameter vil det her ikke opptre uonsket hoye spenningstopper i ringsikken. Spesielt ved store rordimensjoner med de dermed forbundne produksjonstoleranser kreves en forholdsvis stor deformeringsvei. Av denne grunn er de vanlige tetningsorganer uegnet, idet de betinger adskillig storre deformeringskrefter, noe som kan gjore det umulig å opp-rette rorforbindelsen på en forsvarlig måte.

Ved de hittil vanlige tetningsringer ble ringens trykk mot muffen og den innskjovne rorende fremkalt ved den elastiske rings bestrebelser på å gjeninnta sin opprinnelige form. Ved anordningen ifolge oppfinnelsen tilveiebringes en stor del av trykkraften ved hjelp av den komprimerte luftpute mellom tetningsringen og rilleveggen.

Hvelvingen av tetningsringens innside strekker seg fortrinnsvis bare over midtområdet av ringens indre omkretsflate, hvis frie kanter er avrundet. Dette oker deformerbarheten og letter rorendens innskyvning.

Ved små rordiametre har de ringformede riller og de deri beliggende tetningsringer forholdsvis store dimensjoner for at tet-nlngsringene skal holdes godt på plass i de ringformede riller. Ved storre rordiametre opptrer det en vanskelighet forsåvidt som de i forhold til rordiameteren relativt tynne tetningsringer er tilboyelige til å falle ut av sikken eller xlen ringformede rille i den ovre del på grunn av sin egenvekt. Ved rorendens innskyvning i jnuffen forekommer t3et således of te at rorenden skader tetningsringen og presser den ut av sin rille. Dette vanskeliggjor selvsagt monteringen. Riktignok kan man klebe tetningsringen fast i sikken, men dette er meget omstende-

lig.

Ved foreliggende oppfinnelse unngås også disse vanskeligheter. Oppfinnelsen bygger på den tanke at ringens sete i muffens om-kretsrille kan forbedres ved at omkretsrillen og eventuelt også ringen gis et tverrsnitt som er spesielt gunstig for ringens fastholdelse.

En utforelsesform som spesielt foretrekkes for store rordiametre kjennetegnes således ved at det i det minste på én side av minst én tetningsring i rillen forloper en fast stottering som med sin ytterflate er i anlegg mot rillens vegg og som med en sidevegg danner et aksialt motlager for tetningsringen. Dermed står man fullstendig fritt når det gjelder utformningen av denne vegg og kan gi den en slik form at den holder tetningsringen fast i den ringformede rille.

Anordningen av en eller flere slike faste stotterihger begrenser seg selvsagt ikke til den ovenfor omtalte utformning av tetningsringen. Den kan selvsagt også benyttes ved andre former av tetningsringen,.f.eks. ved ringer med sirkulær profil. Den foretrukne former imidlertid den omtalte med en omkretsrenne som inneholder luft.

Hvis det bare anordnes én stottering, anbringes denne fortrinnsvis på den side |av tetningsringen som vender bort fra muffeåp-ningen, idet dette motvirker tetningsringens utpresning fra rillen, når rorenden skyves inn. En bedre losning er dog å anordne en fast stottering på begge sider av tetningsringen.

Spesielt god sikring mot at tetningsringen presses eller faller ut av rillen som opptar den, oppnås ved at den sidevegg av den faste ring som danner et aksialt motlager for tetningsringen, på minst,én stottering er trukket frem på sin inner-kant mot tetningsringen, slik at denne fremtrukne kant griper under tetningsringen.

Tetningsringen kan også være fast forbundet med:minst én stottering. Denne faste forbindelse kan f.eks. opprettes ved at tetningsringen ved sproytestoping påfores den faste ring eller omvendt.

Monteringen kan f.eks. skje slik at hver fast ring består av to halvdeler, hvorav forst den ene og derefter den andre settes inn i muffens indre. I dette tilfelle må den faste ring være delt. Det foretrekkes imidlertid en utforelse hvor ringen er utformet av et forholdsvis hardt, elastisk kunststoff og bare er brutt på ett sted. Hvis en slik ring i utspendt tilstand har storre diameter enn i montert tilstand og hvis dimensjonene velges slik at ringens bruddsted i det vesentlige er lukket, når ringen er anbragt i sporet, vil de faste ringer sitte godt.

Det foretrekkes imidlertid en konstruksjon, hvor den eller de faste ringer er lukket i seg selv. Monteringen av slike ringer vil bli omtalt nedenfor.

Fortrinnsvis har hver stottering tilnærmet trekantprofil, hvor den lengste side dannes av ringens sylindriske innerflate, den

korteste side er konkavt hvelvet i anlegg mot tetningsringen og den tredje side er i anlegg mot rilleveggen. En slik utformning gjor det mulig å gi rormuffens ringsikk, som opptar tetningsor-ganene, en særdeles gunstig form, når det gjelder fasthet. Den er dessuten spesielt fordelaktig for monteringsmetoden ifolge oppfinnelsen som vil bli beskrevet nedenfor.

Den faste ring består med fordel av kunststoff, fortrinnsvis

av et termoplastisk kunststoff. Best egnet er et kunststoff med tilnærmet samme eller fortrinnsvis noe hoyere mykningstem-peratur enn rormaterialets, idet den nedenfor omtalte fremgangsmåte for fremstilling av anordningen derved begunstiges.

Materialvalget treffes fortrinnsvis slik at de faste ringers

og rorets materiale forholder seg kjemisk og fysikalsk likt.

I det folgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere under henvis-ning til tegningene, hvor det er gjengitt et par utforelses-eksempler. Fig. 1 viser et aksialsnitt av en rorforbindelse, i hvilken inngår en forbindelsesmuffe fremstilt efter fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et sterkt forstorret aksialsnitt av en del av en tetningsring ifolge oppfinnelsen, hvor ringen er lagt inn i ringsikken, men rorenden ennu ikke er skjovet på plass.

i

Fig. 3 viser et jaksialsnitt i annen målestokk av et par faste stotteringer, slik som de kan benyttes ifolge oppfinnelsen. Fig. 4 viser i samme fremstilling en annen utforelsesform av et par stotteringer. Fig. 5 viser et aksialsnitt av den ovre halvdel av den foretrukne utforelsesform av en ifolge oppfinnelsen utformet forbindel-sesmuf fe med to tetningsringer og tre stotteringer. Fig. 6 er et aksialsnitt som viser fremstillingen av den foretrukne utforelsesform av en forbindelsesmuffe ifolge oppfinnelsen med bare én tetningsring og to stotteringer under kjernens innskyvning. Fig. 7 viser samme konstruksjon efter avsluttet innskyvning av kj ernen. Fig. 8 viser i annen målestokk og fra siden den foretrukne utforelsesform av en kjerne for fremstilling av en muffe med stotteringer i omkretssikken efterat rorenden er skjovet over kjernen.

i

i

Fig. 9 viser skjematisk i annen målestokk den totale anordning for gjennomforing av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen, sett fra siden.

Fig. 10 viser anordningen ifolge fig. 9, sett fra venstre.

Fig. 11 viser anordningen ifolge fig. 9 sett ovenfra.

Fig. 12 viser en fyllring i annen målestokk.

Forst beskrives den enkleste utforelsesform av en rorforbindelse i hvilken inngår en forbindelsesmuffe fremstilt efter fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen som vist i fig. 1 og 2.

Rorforbindelsen mellom de ekstruderte ror 1 og 2 av polyvinylklorid omfatter en muffe 3, som er utstyrt med en ringsikk 4.

I denne forloper den elastiske tetningsring 5, som består av natur- eller syntetisk gummi og som ved sin indre vulst 12 er i tettende anlegg mot den innskjdvne rorende 1.

Som vist i fig. 2 har den ringformede rille 6, som dannes av ringsikken 4, tilnærmet trapesform som sterkt nærmer seg rek-tangulær form. Den ringformede rilles kanter er avrundet. Rillens dybde svarer fortrinnsvis til ca. halvparten av dens aksiale utstrekning.

Tetningsringen 5 er lagt inn i den ringformede rille. Selv om ringens stivhet ikke strekker til ved store rordiametre, vil den fastholdes ved anlegg mot rillens sideområder 7 og 8, idet ringens utstrekning i aksial retning i utspendt tilstand er noe storre enn ringrillens tilsvarende dimensjon. Ringens 5 ytre omkretsflate er konkav, slik at dens ytre profil begrenses av en lett buet linje 9, som går over i de avrundede hjorner 10. Også på innsiden er ringens hjorner 11 avrundet. Ved 12 viser ringen en konveks hvelving, som rager ut over den indre grenselinje av toleranseområdet 13 for den ytre diameter av den rorende som skal skyves inn. På begge sider av ringvulsten 12 forloper ringens inner.flaté lett innadhvelvet ved 14.

Når rorenden 1 skyves inn, vil den med sin konisk tilspissede ende presse ringvulsten 12 utover, slik at denne legger seg av-tettende mot rorenden. Luftkammeret 15 mellom ringsikken og ringens ytterflate vil dessuten presses sammen, slik at et konstant trykk Tcan utoves mot hele den ytre ringrillef.late.

Ringens sidevulster 11 presses derved nedover og forstorrer således ringens anleggsflate, slik at et mindre flatetrykk vir-

ker på det innskjovne ror.

I det folgende beskrives den konstruksjon, hvor det er anordnet faste stotteringer for tetningsringen.

Ved den konstruksjon som er vist i fig. 5 er rorets 21 ende utformet som innskyvningsmuffe 22. Ved 23 har muffen en utvid-else, hvor de faste stotteringer 24, 25 og 26 samt tetningsringene 27 og 28 er anordnet. Roret består av polyvinylklorid, det samme gjelder de faste ringer 24, 25 og 26. Tetningsring-

ene 27 og 28 består av myk gummi. Forbindelsen egner seg for ledninger som står under trykk, det være seg innvendig eller utvendig trykk.

Slik det fremgår av tegningen, er de faste stotteringer 25 med sine skrå ytterflater i fast anlegg mot veggen for muffens ut-videlse 23. Mellom stotteringene 25 og 26 hhv. 24 og 26 gjen-står en ringformet rille 30 hhv. 31 med tilnærmet trapesformet tverrsnitt. Disse rillers tverrsnitt er utvidet utad. Derved fås godt hold for tetningsringene 27 og 28 og man unngår at ringene presses ut av rillene, når den.spisse rorende skyves inn. De faste stotteringers 24, 25 og 26 indre diameter er av hensyn til produksjonstoleransene noe storre enn den ytre diameter av det ror 29 som skal skyves inn. For å unngå rift-dannelse er de kanter på ringene 24, 25 og 26 som er i anlegg mot rormuffens innerflate, avrundet.

Ved de stotteringer 32 og 33 som er vist i fig. 4.er det anordnet en rille med<1>svalehaleprofil på de sider, som vender mot hverandre. Slike ringer egner,seg spesielt.godt for fast forbindelse med gummiringen. For dette formål anbringes de i. den form som er bestemt for fremstilling av gummiringen.

Når gummi-tetningsringen sproy/tes, fylles de,svale-

haleformede spor,med gummi og det oppstår en god og.fast forbindelse.

Den muffekonstruksjon som er vist i.fig. 6 og 7-utgjor<en foretrukkét utfbrelsesform av en muffe med bare én tetnings-

ring. Den skiller seg fra konstruksjonen spm vist i fig. 5 ved

at det istedenfor to tetningsringer bare er anordnet én tetningsring. Hele tetningskonstruksjonens aksiale utstrekning er således meget mindre enn ved anordningen ifolge fig. 5.

Et utforelseseksempel på fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen for fremstilling av muffeforbindelsen skal nu beskrives under hen-visning til fig. 6 og 7, hvor kjernen 36 er vist i snitt i den ovre halvdel.

Kjernen 36 består stort sett av en stålmantel, hvis ytre form

i det vesentlige svarer til den indre form av rormuffen som skal fremstilles. Kjernens i fig. 7 viste hoyre ende er avsmalnende for at den termoplastiske rorende lettere skal kunne skyves over.

For å holde den hoyre stottering 41 har kjernen noen radialt bevegelige stifter 44, som under påvirkning av en fjær 45 soker å bevege seg så langt inn i kjernen at de ikke rager ut over kjernens omkretsflate. Stiftene samarbeider med en konisk styredel 49, som sitter på den stang 51 som er aksialt fort i lagerskivene 48 og 50. Når stangen ved aksial forskyvning forskyves mot hoyre i den stilling som er vist i fig. 6 og 7, presses stiftene 44 radialt utover og danner således anslag for stotteringen 41. På kjernen 36 sitter det videre en aksialt forskyvbar bossing 37, som skal sikre at stotteringen 40 ikke gripes av enden 52 på muffeenden 47 og forskyves langs kjernen. Da den i fig. 6 og 7 viste venstre ende av stotteringen 40 fortrinnsvis er så skarpkantet som mulig for at det ikke skal oppstå smusskamre, er berdringsflaten mellom < bossingen 37 og stotteringen 40 konisk, som antydet på tegningen.

På bossingen 37 sitter en likeledes aksialt forskyvbar bos- . sing 38, som skal fastholde radialt innad tetningsringen 42 for innskyvning i den elastisk deformerbare muffeende 47.

Hoyre ende av denne ring kan under innskyvning i muffeenden gripes av enden 5 2 og glir da på bossingen 37.

For gjennomfbring av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er stangen 51 skjovet mot venstre, slik at stiftene 44 er trukket inn i kjernen. Forst skyves stotteringen 40 på kjernen, derefter den elastiske gummitetningsring 42 og derefter stotteringen 41. Imens befinner bossingene37 og 38 seg i den i fig. 6 viste

stilling, hvor de holdes fast. De to stotteringer 40 og 41 kan også være fremstilt av et kunststoff som mykner ved hoyere tem-peratur enn rorets materiale. Stangen 51 beveges mot hoyre,

slik at også ringen 41 hindres fra forskyvning. Fortrinnsvis påfores stotteringene 40 og 41 samt tetningsringen 4 2 og kjernen 36 et glidemiddel på utsiden for anbringelsen.

Nu skyves kjernen inn i muffeenden som imens ved mykning er bragt i elastisk deformerbar tilstand. Muffeenden vil da ut-vides, som det vil fremgå av fig. 6. Når den ytre kant 52 på muffeenden er kommet i den stilling som vist i fig. 6, vil den mot trykket av en svak, ikke vist fjær skyve bossingen 38 foran seg. Når bossingen 38 har nådd den ytre anslagsflens på bossingen 37, betjener den en ikke vist endekoblingsdel, som efter en viss forsinkelse beveger bossingene 37 og 38 mot venstre.

I denne tilstand har nemlig muffens ytterste, venstre ende 52 allerede omsluttet tetningsringen 42 og holder den sammenspendt i radial retning.: Enden 52 er videre kommet så langt på stotte-ringens 40 ytre, koniske omkrets at den ikke lenger prover å skyve ringen fremfor seg, men på grunn av ringens 40 skrånende omkretsflate holder denne på plass. Nu kan de to bossinger 37 og 38 unnværes og bringes ut av sin aktive stilling. Denne stilling av ringene er vist i fig. 7. Det vesentlige er selvsagt at bossingens 38 indre diameter må velges slik at hoyre bossingflate fremdeles er i tilstrekkelig anlegg mot venstre flate av rormuffeénden, når de to bossinger 37 og 38 trekkes tilbake i'uvirksom;stilling, som vist i fig. 7. Nu glir

kjernen lengre inn i den elastiske muffeende, som trekker seg sammen igjen efter: å ha utvidet seg over ringvulsten som dannes av ringene. Kjernen glir inntil venstre ende 52 av muffeenden er kommet til anlegg mot bossingens 37 hoyre ende. Om nodvendig kan den produserte sikk hu også efterformes utenfra. Som regel ér dette ikke nodvendig.

Til slutt avkjoles muffen for å herdes. Stangen 51 kan nu beveges mot venstre, stiftene 44 trekkes inn og kjernen 36 kan trekkes ut av muffen.

Mere fordelaktig og enklere enn med den i fig. 6 og 7 fremstilte anordning gjennomfores fremgangsmåten med den i fig. 8-11 fremstilte anordning.

Denne anordning omfatter en deformeringskjerne 61 som bæres av en sokkel 60. Over kjernen 61 er det anordnet en dusjanordning 62 for kjoling og herding av rormuffen 63, som er utformet rundt kjernen 61. I kjernen forloper en sentral boring 64,

som via en ledning 65 er koblet til en luftavsugningsanordning 66. Fra boringen 64 går radiale, tynne boringer 67, 68, 69 og 70 til områder på kjernens overflate hvor den deformerbare rormuffe ved hjelp av det produserte undertrykk skal bringes til å foye seg særdeles godt efter kjernen. I ringformede riller 71, 7 2 i kjernen 61 ligger såkalte 0-ringer 73, 74, som ved undertrykksproduksjon mellom kjernen 61 og rormuffen 63 av-tetter det mellom O-ringene beliggende område utad. På sin venstre ende har kjernen et anslag 75 for den termoplastiske rormuffe 63. Videre er det anordnet et flatt trinn 76 på kjernens omkrets, hvor stotteringen 77 stotter seg, når roret skyves over kjernen. Dette trinn er meget flatt og kan f.eks. ha en hoyde på 1 mm.

Foran kjernen 61 bærer sokkelen 60 en fastspenningstang 79,

som ved hjelp av en hydraulisk sylinder 78 er forskyvbar i kjernens aksialretning og som tjener til å spenne fast den rorende som skal deformeres. Fastspenningstangen 79 åpnes og lukkes ved hjelp av den hydrauliske sylinder 80. I sokkelen 60 er det anbragt et hydraulisk aggregat 81 for betjening av sylindrene 78 og 80.

For fremstilling av en rormuffe med stotteringer 77 og 82 oppvarmes kjernen 61 forst til ca. 50°C. Derefter skyves den lukkede stottering. 77, en elastisk men hard fyllring 83, som er slisset som vist i fig. 12, og den annen stottering 82 på kjernen i den stilling som er vist i fig. 8. Derefter spen-nes roret, som i endeområdet ved oppvarming til ca. 110°C til 120°C er gjort elastisk deformerbart, fast i tangen 79, slik at rorenden er i anlegg mot anslagsplaten 85, som er svingbar om aksen 84. Platen 85 svinges derefter ut av rorets bevegelses-

bane,og roret skyves ved hjelp av den hydrauliske sylinder 78

over kjernen 61 i den stilling som er vist i fig. 8. Derefter kobles vakuumaggregatet 66 inn, som ved avsugning av luft gjen-

nom ledningene 65, 64, 67, 68, 69 og 70 trekker den ennu defor-

merbare rorende 63 i tett anlegg mot kjernen også på de steder hvor rorets muffe er boyd innover.

Ca. 1/4 til 1/2 minutt senere kobles dusjanordningen 62 inn,

slik at den ferdige rormuffe dusjes med vann og derved avkjoles og herdes. Efter at vakuumaggregatet 66 og dusjen 62 er koblet ut igjen, trekkes tangen 79 med roret tilbake fra kjernen 61.

Delene 77, 83 og 82 folger roret, som derefter tas ut av tangen

79. Ved hjelp av en dor som fores inn i boringen 86, trekkes fyllringen 83 innover under elastisk deformering og fjernes fra muffens indre. I den derved frigitte ringformede rille anbringes en tetningsring, fortrinnsvis av det slag som er vist i fig. 2, under\elastisk deformering.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for forming av en forbindelsesmuffe ved enden av et ror av termoplastisk materiale, i hvilket den ene ende av det tilsluttende ror (1, 29, 36) kan skyves inn, idet der i muffen (3,122, 43, 52, 63) er lagret i det minste én elastisk tetningsring (5, 27, 28, 42), og i det minste på den ene side av tetningsringen er anordnet en fast ring {24, 25, 26, 32, 33, 40, 41, 77, 82), som med en overflate danner et aksialt anslag for tetningsringen, karakterisert ved at den resp. de faste ringer (24, 25, 26, 32,

33, 40, 41, 77, 82) og eventuelt også en eller flere tetningsringer (5, 27, 28i, 4 2) eller efter muffens forming igjen borttagbare fyllringer (83) påfores en stort sett sylindrisk kjerne (36, 61), hvis ytre form svarer til muffens onskede indre form, at denne kjerne med ringene skyves inn i den i muffens retning utvidede, til det termoplastiske formbarhetsom råde oppvarmede rorende (23, 52) resp. den oppvarmede rorende skyves på denne kjerne, at muffeenden bringes til å herde over kjernen og ringene ved avkjoling, at kjernen trekkes ut av muffeenden resp. denne trekkes av fra kjernen, og at til slutt eventuelt fyllringen resp. fyllringene igjen fjernes fra muffen og tetningsringen resp. tetningsringene legges inn i muffen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at muffen presses sammen utenifra for herdingen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at sammenpressingen skjer ved hjelp av det ytre lufttrykk ved utsuging av luften i området mellom muffe og kjerne.