CH648393A5 - Elektro-schweissmuffe aus einem thermoplast zum verbinden von leitungselementen aus thermoplast. - Google Patents

Elektro-schweissmuffe aus einem thermoplast zum verbinden von leitungselementen aus thermoplast. Download PDF

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Description

Die Erfindung betrifft eine Elektro-Schweissmuffe aus einem Thermoplast zum Verbinden von Leitungselementen aus Thermoplast mit einem in einen Muffenkörper eingelegten Widerstandsheizdraht, wobei der Muffenkörper aus einem Innenkörper mit einer gerillten Aussenfläche und einem den Innenkörper umfassenden Aussenkörper zusammengesetzt ist und der Widerstandsheizdraht in den zwischen Stegen angeordneten Rillen des Innenkörpers eingebettet ist.
Elektro-Schweissmuffen, in deren Muffenkörper ein Widerstandsheizdraht eingelegt ist, mit dem durch Zufuhr elektrischer Ejiergie Wärme erzeugt wird, mit der der Muffenkörper teilweise geschmolzen wird und sich hierbei mit den zu verbindenden Leitungselementen verbindet, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform (DE-Patentschrift 2410 039) besteht der Muffenkörper aus einem Innenkörper mit einer am Aussenumfang angeordneten Rillung und einem Aussenkörper, wobei ein Widerstandsheizdraht im Grund der Rillen des Innenkörpers verlegt ist. Diese bekannte Elektromuffe wird in erheblichem Umfang zum Verbinden von Leitungselementen aus Thermoplast verwendet. Unter Leitungselementen sind hierbei Leitungsteile, Formstücke und Armaturen zu verstehen, deren Stutzen und Endpartien mittels solcher Elektro-Schweissmuffen verschweisst werden.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung für die Elektro-30 Schweissmuffe dadurch gelöst, dass die Wandstärke des Innenkörpers zunimmt, indem die Rillentiefe gegen die Muffenmitte hin abnimmt oder bei gleichbleibender Rillentiefe die lichte Weite des Innenkörpers gegen die Muffenmitte hin abnimmt. Für das Werkzeug zur Herstellung des Innenkörpers wird die 35 Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Innenfläche des Hohlkörpers eine Rillung mit einem vom Anguss- bzw. Anspritzpunkt aus abnehmenden Durchgang zwischen Rillung und Dorn aufweist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbei-40 spiel dargelegt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Schnittes einer Elektromuffe und zwei Stutzen von Leitungselementen,
Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1 mit einer ersten Ausführungsform,
45 Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung des Ausschnittes III in Fig. 1 mit einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 einen Schnitt des Werkzeugs zur Herstellung des Innenkörpers einer Elektro-Schweissmuffe und Fig. 5 einen Teilschnitt eines Werkzeugs nach Fig. 4, jedoch 50 mit einem zweiteiligen Dorn.
In Fig. 1 ist die Verbindung zweier Leitungselemente mit einer Elektro-Schweissmuffe schematisch dargestellt. Die Leitungselemente weisen Rohrstutzen 2,3 auf, die in den Muffenkörper 4 der Elektro-Schweissmuffe 1 bis zu einem Anschlag 5 eingeführt 55 sind. Im Muffenkörper 4 ist in der Nähe seines Innendurchmessers 6 ein Widerstandsheizdraht in Windungen verlegt, dessen Enden mit Kontaktstiften 8 verbunden sind, die in Vertiefungen 9 des Muffenkörpers gelagert sind.
Beim Zusammenstecken der Teile bleibt ein kleines Spiel 10 60 zwischen der Innenfläche 6 der Elektro-Schweissmuffe 1 und dem Aussendurchmesser der Stutzen 2,3 bestehen. Wird nun elektrische Energie durch den Widerstandsheizdraht 7 zugeführt, wird im Bereich der Innenfläche 6 der Muffenkörper 4 aufgeweicht und teilweise geschmolzen, wobei er sich - er wurde 65 bei seiner Herstellung aufgeweitet-zusammenzieht und sich satt an die Stutzen 2, 3 anlegt und sich mit diesen verschweisst.
Um auch eine einwandfreie Schweissung zu gewährleisten, wenn einer oder beide Stutzen nicht vollständig bis zum Anschlag
648 393
5 in die Elektro-Schweissmuffe 1 eingefahren werden, ist die Elektro-Schweissmuffe 1 gemäss Fig. 2 und 3 ausgeführt.
In Fig. 2 besteht der Muffenkörper 4 aus einem Innenkörper 15 und einem diesen umfassenden Aussenkörper 16. Der Innenkörper 15 weist auf seiner Aussenfläche Stege 17 mit dazwischenlie- 5 gen den Rillen 18 auf. Im Grund der Rillen 18 ist der Widerstandsheizdraht 7 gelagert. Die Innenwandstärke 19 ist die von der Innenfläche 6 des Innenkörpers 15 und vom Grund der Rillen
18 gebildete Materialschicht. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, nimmt die Innenwandstärke 19 gegen die Mitte, in der der Anschlag 5 io liegt, zu. Hierbei sind die randseitigen Rillen 18 gleich tief und damit die Innenwandstärke 19 ebenfalls gleich. Ab einer bestimmten Rille steigt die Innenwandstärke 19 an. Dieser Anstieg verläuft etwa in einem Winkel von 5-15° und weist je nach Grösse der Elektro-Schweissmuffe eine Länge von etwa 15 10-30 mm auf. Dadurch entsteht im Mittenbereich der Elektro-Schweissmuffe eine grössere Innenwandstärke 19, so dass die Temperatur des Widerstandsheizdrahts auf diese Partie später wirksam ist als in der eigentlichen Schweisszone im randseitigen Bereich der Heizdrahtwicklung. Die spätere Erwärmung der 20 Mittenpartie der Elektro-Schweissmuffe 1 bewirkt zudem, dass die Enden der Rohrstutzen 2,3, die sonst Einfallstellen bilden,
nicht oder nur wenig einfallen und dadurch ein besseres Verhalten in bezug auf den Schweissdruck zeigen. Ebenso günstig wirkt sich die spätere Erwärmung der Mittenpartie aus, wenn der Rohrstutzen nicht ganz bis zum Anschlag 5 in die Elektro-Schweissmuffe 1 eingeschoben wurde ; durch die spätere Erwärmung der Mittenpartie werden starke Deformationen, die gegebenenfalls zu Windungskurzschlüssen führen könnten, vermieden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform bleibt die Tiefe der Rillen 18 konstant. Die Zunahme der Innenwandstärke
19 gegen die Mittenpartie wird dadurch erreicht, dass die Innenfläche 6 des Innenkörpers 15 konisch verläuft und der freie Durchmesser etwas kleiner wird. Hierbei erstreckt sich die Konizität des Innenkörpers 15 nur über den Mittenbereich der Elektro-Schweissmuffe. Es ist jedoch auch möglich, die Konizi25
30
35
tät bis gegen die randseitige Rillenpartie auslaufen zu lassen.
Das in Fig. 4 vereinfacht dargestellte Werkzeug zur Herstellung des Innenkörpers 15 weist einen zweiteiligen Hohlkörper 25 auf, in dessen Hohlraum 26 ein Dorn 27 eingelegt ist. Die Innenfläche des Hohlkörpers 25 weist den Rillen 18 entsprechende Stege 28 auf, zwischen denen den Stegen 17 entsprechende Rillen 29 liegen. Die Innenwandstärke 19 wird durch die freien Ränder der Stege 28 und die Aussenfläche des Doms 27 gebildet. Gegen die Mitte des Hohlraums 26 verringert sich die Höhe der Stege 28, wodurch der Raum für die Zunahme der Innenwandstärke des Innenkörpers 15 geschaffen wird. In der Mitte des Hohlraums 26 ist ein Anspritzpunkt 30 vorgesehen. Wie ohne Schwierigkeit aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der grössere Durchgang in der Mittenpartie für den Fluss des gespritzten Kunststoffes erkennbar.
Dieser grössere Durchgang kann auch gemäss Fig. 5 durch ein Werkzeug 25 erreicht werden, dessen Stege 28 konstante Höhe aufweisen, der Dorn 27 jedoch konisch ausgebildet ist. Es ist jedoch in diesem Falle erforderlich, den Dorn 27 zweiteilig auszubilden, damit der gespritzte Innenkörper 15 aus dem Werkzeug 25 bzw. vom Dorn 27 getrennt werden kann.
Das Material für die beschriebene Elektro-Schweissmuffe kann Polyäthylen, Polypropylen, PVC oder ein anderer geeigneter Kunststoff sein. Zweckmässig wird das Material für die Elektro-Schweissmuffe gleich oder ähnlich wie das Material der Leitungsel'emente gewählt. Die beschriebene Elektro-Schweiss-muffe kann für das Verbinden anderer Werkstücke Verwendung finden, vorausgesetzt, dass sie an ihren Enden derart geformt sind, dass sie mit geringem Spiel in die Elektro-Schweissmuffe eingeschoben werden können.
Durch die beschriebene Elektro-Schweissmuffe wird die Zuverlässigkeit der Verbindung von Leitungselementen verbessert, selbst dann, wenn die Enden der Leitungselemente nicht vollständig bis zum Anschlag der Elektro-Schweissmuffe eingeschoben werden. Gleichzeitig mit der Verbesserung der Elektro-Schweissmuffe wird auch die Standzeit des Werkzeugs für den Innenkörper wesentlich erhöht.
M
2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

648 393 PATENTANSPRÜCHE
1. Elektro-Schweissmuffe aus einem Thermoplast zum Verbinden von Leitungselementen aus Thermoplast mit einem in einen Muffenkörper eingelegten Widerstandsheizdraht, wobei der Muffenkörper aus einem Innenkörper mit einer gerillten Aussen-fläche und einem den Innenkörper umfassenden Aussenkörper zusammengesetzt ist und der Widerstandsheizdraht in den zwischen Stegen angeordneten Rillen des Innenkörpers eingebettet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Innenkörpers (15) zunimmt, indem die Rillentiefe gegen die Muffenmitte hin abnimmt oder bei gleichbleibender Rillentiefe die lichte Weite des Innenkörpers gegen die Muffenmitte hin abnimmt.
2. Elektro-Schweissmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitige Rillenpartie gleiche Tiefe der Rillen (18) und die daran gegen die Mitte hin anschliessende Rillenpartie abnehmende Tiefe der Rillen (18) aufweist.
3. Elektro-Schweissmuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Rand der Stege (17) unabhängig von der Tiefe der Rillen (18) auf demselben Durchmesser liegt
4. Elektro-Schweissmuffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Rand der Stege (17) denselben Durchmesser wie der Aussendurchmesser des Innenkörpers (15) aufweist.
5. Werkzeugsatz zum Herstellen der Schweissmuffe nach Anspruch 1 mit je einem Werkzeug zur Herstellung des Innen-und Aussenkörpers des Muffenkörpers, wobei das Werkzeug für die Herstellung des Innenkörpers ein geteilter Hohlkörper mit einem eingelegten Dorn ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche des Hohlraums (26) des Werkzeugs für die Herstellung des Innenkörpers (15) eine Rillung (29) mit einem vom Anguss- bzw. Anspritzpunkt (30) aus abnehmenden Durchgang zwischen dem freien Rand der Rillenstege (28) und dem Dorn (27) aufweist.
6. Werkzeugsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (27) zweiteilig mit gegen den Anguss- bzw. Anspritzpunkt (30) abnehmendem Durchmesser ausgebildet ist.
7. Werkzeugsatz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der abnehmende Durchgang bzw. der abnehmende Durchmesser des Dorns (27) eine Neigung von 5-15° bildet.
Um eine einwandfreie Verbindungzu erreichen, ist es erforderlich, dass die Stutzen oder Enden der Leitungselemente bis zu dem im Innern der Muffe befindlichen Anschlag einzuführen sind und erst dann die Verschweissung vorzunehmen ist. Ist 5 jedoch der Stutzen nicht vollständig in die Elektromuffe eingeführt, kann in diesem Bereich eine erhöhte Erwärmung auftreten; es kann dann in extremen Fällen eine Zerstörung der Elektromuffe an dieser Stelle auftreten, so dass eine einwandfreie Verbindung der Leitungselemente nicht mehr gewährleistet 10 ist. Bei der bekannten Elektro-Schweissmuffe wird der Innenkörper mit der Rillung zur Aufnahme des Widerstandsheizdrahtes in einem Spritzgussverfahren hergestellt, wobei gewöhnlich ein zweiteiliges Werkstück mit einem eingelegten Dorn verwendet wird. Da der Anspritzpunkt für dieses Werkzeug gewöhnlich 15 in der Mitte des Muffenkörpers vorgesehen wird, ist es nicht zu vermeiden, dass die in unmittelbarer Nähe des Anspritzpunktes liegenden Stege zur Herstellung der Rillen hoch beansprucht sind. Dies bedeutet, dass die Anzahl der mit diesem Werkzeug hergestellten Innenkörper begrenzt ist. 20 DerErfindungliegtdieAufgabezugrunde, einerseits eine Elektro-Schweissmuffe der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass Fehischweissungen auch bei nicht volleingeführtem Stutzen in die Muffe vermieden werden und dass andererseits das Werkzeug für die Herstellung des Innenkörpers 25 dieser Schweissmuffe so ausgebildet ist, dass die Standzeit bzw. die Zahl der herzustellenden Werkstücke wesentlich gesteigert werden kann. .
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