DE20213972U1 - Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres sowie Verbindungsanordnung mit einem Anschlußabschnitt und einem Verbindungsabschnitt - Google Patents

Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres sowie Verbindungsanordnung mit einem Anschlußabschnitt und einem Verbindungsabschnitt

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Description

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HENZE GmbH Kunststoffwerk 5. September 2002
Josef-Kitz-Straße 9 Mü/gro (20020448)
53840 Troisdorf Q02559DE00
Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres sowie Verbindungsanordnung mit einem Anschlußabschnitt und einem Verbindungsabschnitt
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres, insbesondere eines aus einem Band aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten Wickelrohres, zur Verbindung mit einem weiterem Kunststoffrohr aus thermoplastischen Kunststoff.
Zum Verbinden von Kunststoffrohren werden diese in der Regel miteinander verschweißt. In der EP 0 535 247 Bl ist eine solche Schweißverbindung zwischen zwei Kunststoffrohren gezeigt. Ein erstes Rohr weist einen Anschlußabschnitt mit einer zylindrischen Anschlußbohrung auf, in die durch eine Öffnung der Bohrung ein Verbindungsabschnitt eines zweiten Kunststoffrohres einführbar ist. In die Innenfläche der Anschlußbohrung ist ein Widerstandsheizdraht eingelassen. Dieser verläuft wendelförmig über eine bestimmte Länge der Anschlußbohrung und ist mit zwei Pohlen zur Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle verbunden. Durch Anschließen an die Energiequelle läßt sich der Heizdraht bis zum Schmelzpunkt des Kunststoffmaterials erhitzen, so daß das erste Rohr mit dem zweiten Rohr eine
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thermische stoffschlüssige Verbindung eingeht.
Versagt der Widerstandsheizdraht jedoch, zum Beispiel weil dieser aufgrund einer mechanischen Beschädigung des Anschlußabschnitts unterbrochen ist, kann keine Verschweißung durchgeführt werden oder es kommt zu einer nicht vollständig umlaufenden Verschweißung, die Undichtigkeiten aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres zur Verbindung mit einem weiterem Kunststoffrohr sowie eine Verbindungsanordnung, welche einen Anschlußabschnitt und einen Verbindungsabschnitt aufweist, bereitzustellen, wobei ein sichere Verbindung zwischen dem Anschlußabschnitt und dem Verbindungsabschnitt sichergestellt ist, auch wenn der Anschlußabschnitt beschädigt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres, insbesondere eines aus einem Band aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten Wickelrohres, zur Verbindung mit einem weiterem Kunststoffrohr aus thermoplastischem Kunststoff, umfassend
- eine Längsachse,
- einen Basiskörper,
- der einstückig mit dem Rohr ausgebildet ist,
- der eine erste Umfangsflache aufweist, die zur thermisch-stoffschlüssigen Verbindung mit einer gegengleich ausgebildeten zweiten Umfangsflache eines Verbindungsabschnitts des weiteren Kunststoffrohres bestimmt ist,
- mindestens zwei Widerstandsheizdrähte,
- die umlaufend in die erste Umfangsflache eingelassen sind,
gelöst.
Durch eine solche Ausbildung des Anschlußabschnitts ist gewährleistet, daß selbst beim Versagen eines der Widerstandsheizdrähte eine sichere Verbindung zwischen dem Anschlußabschnitt und dem Verbindungsabschnitt des weiteren Kunststoff rohres gewährleistet ist.
Die Widerstandsheizdrähte können gemeinsame elektrische Anschlußpole aufweisen, so daß mit einem herkömmlichen Schweißgerät sämtliche Widerstandsheizdrähte betrieben werden können.
Vorzugsweise sind die Widerstandsheizdrähte wendelförmig in die erste Umfangsflache eingelassen. Hierbei können die Widerstandsheizdrähte axial hintereinander angeordnet sein. Dadurch wird ermöglicht, daß zwischen zwei der Widerstandsheizdrähte eine umlaufende Ringnut in der ersten Umfangsflache vorgesehen werden kann. Diese Ringnut ist leitungsmäßig mit einer Bohrung zum Anschließen einer Druckluftquelle verbunden. Somit läßt sich nach Ausführen der Verschweißung die Dichtigkeit dadurch überprüfen, daß die Ringnut mit Druckluft beaufschlagt wird und überprüft wird, wie hoch der Druckabfall während einer vorgegebenen Zeitspanne ist. Somit läßt sich durch einfache Mittel die Verschweißung kontrollieren.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel· ist vorgesehen, daß eine Anschlußbohrung mit einer die erste Umfangsflache bildenden Innenumfangsflache versehen ist, wobei der Verbindungsabschnitt des weiteren Kunststoffrohres eine die zweite Umfangsfläche darstellende Außenumfangsflache aufweist und in die Anschiußbohrung einführbar ist.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Verbindungsanordnung mit
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einem oben beschriebenen Anschlußabschnitt und dem Verbindungsabschnitt des weiteren Kunststoffrohres gelöst, bei der die erste Umfangsfläche in Anlage zur zweiten Umfangsflache steht.
Zwischen zwei axial benachbarten Widerstandsheizdrähten kann eine umlaufende Ringnut in der ersten Umfangsflache oder in der zweiten Umfangsflache vorgesehen sein. Die Ringnut ist leitungsmäßig mit einer Bohrung zum Anschließen einer Druckluftquelle verbunden, so daß, wie bereits bei dem Anschlußabschnitt erläutert, eine Überprüfung der Verschweißung vorgenommen werden kann.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Anschlußabschnitt eine Anschlußbohrung mit einer die erste Umfangsflache bildenden Innenumfangsflache aufweist, und daß der Verbindungsabschnitt des weiteren Kunststoffrohres eine die zweite Umfangsflache darstellende Außenumfangsflache aufweist und in der Anschlußbohrung sitzt.
Das Kunststoffrohr kann aus Polypropylen (PP) oder aus Polyethylen (PE) hergestellt sein. Somit lassen sich entsprechende Kunststoffrohre kostengünstig herstellen. Um chemisch beständige Kunststoffrohre herzustellen, wird vorzugsweise Polyvinyllidenfluorid (PVDF) verwendet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zweier miteinander verbundener Kunststoffrohre;
Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine Verbindungsan-
Ordnung mit einem Anschlußabschnitt und einem Verbindungsabschnitt im nicht verbundenen Zustand;
Fig. 3 die Verbindungsanordnung gemäß Fig. 2 im verbundenen Zustand;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Schaltkreise zweier Widerstandsheizdrähte.
In Fig. 1 ist ein Kunststoffrohr 1 im Teilschnitt dargestellt. Das Kunststoffrohr 1 ist koaxial zu einer Längsachse 3 angeordnet und weist eine zylindrische Innenfläche 4 zum Transport von flüssigen Medien auf. An einem Längsende weist das Kunststoffrohr 1 einen Anschlußabschnitt 2 auf. Ferner weist das Kunststoffrohr 1 einen ersten Rohrkörper 5 und einen um diesen angeordneten zweiten Rohrkörper 6 auf. Der erste Rohrkörper 5 ist aus einem Band aus einem thermoplastischen Kunststoff im Wickelverfahren hergestellt. Der zweite Rohrkörper 6 ist aus einem um den ersten Rohrkörper 5 gewickelten Hohlprofil 7 hergestellt, wobei das Hohlprofil 7 einen quadratischen Querschnitt aufweist. Der zweite Rohrkörper 6 dient zur Stabilisierung des Kunststoffrohres 1.
Das Kunststoffrohr 1 ist über den Anschlußabschnitt 2 mit einem Verbindungsabschnitt 8 eines weiteren Kunststoffrohres 9 verbunden. Das weitere Kunststoffrohr 9 weist ebenfalls eine koaxial zur Längsachse 3 angeordnete Innenfläche 10 auf, welche im verbundenen Zustand der Kunststoffrohre 1, 9 bündig in die Innenfläche 4 übergeht und zum Transport von flüssigen Medien dient. Das weitere Kunststoffrohr 9 ist ebenfalls aus einem zylindrischen ersten Rohrkörper 11 und einem zweiten Rohrkörper 12 aus einem Hohlprofil 13 gefertigt.
Die Verbindung zwischen dem Anschlußabschnitt 2 und dem Verbindungsabschnitt 8 wird im folgenden, zusammen mit den Fig. 2 und 3 erläutert. Der Anschlußabschnitt 2 umfaßt einen Basiskörper 14 sowie zwei Widerstandsheizdrähte 15, 15'. In dem Basiskörper 14 ist eine Anschlußbohrung 16 eingebracht, welche eine erste Umfangsflache in Form einer konischen Innenumfangsflache 17 bildet. In die Innenumfangsflache 17 sind zwei wendeiförmige Rillen 18, 18' eingebracht. In die Rillen 18, 18' sind die Widerstandsheizdrähte 15, 15' eingelegt, so daß diese lediglich geringfügig über die Innenumfangsflache 17 hinausragen.
Die Widerstandsheizdrähte 15, 15' weisen jeweils eine Seele 19 aus einem einen elektrischen Widerstand bildenden Metalldraht auf. Die Seele 19 ist von einer Umhüllung 20 aus einem thermoplastischen Kunststoff umschlossen. Bei der Fertigung des Anschlußabschnitts 2 wird die Umhüllung 20 erhitzt und in die jeweilige Rille 18, 18' eingedrückt. Dies kann z.B. mit Heißluft geschehen, wobei die Widerstandsheizdrähte 15, 15' mit einer Rolle in die Rillen 18, 18' gedrückt werden. Somit ist sichergestellt, daß die Widerstandsheizdrähte 15, 15' fest mit dem Anschlußabschnitt 2 verbunden sind, so daß diese beim Transport oder beim Aufschieben auf den Verbindungsabschnitt 8 nicht gelöst werden können. Vorzugsweise sind die Umhüllung 20 und der Basiskörper 14 aus demselben Kunststoff gefertigt.
Die Anschlußbohrung 16 weist eine Öffnung 21 auf, durch welche der Verbindungsabschnitt 8 des weiteren Kunststoffrohres 9 in die Anschlußbohrung 16 eingeführt werden kann. Die Innenumfangsf lache 17 erweitert sich in Richtung zur Öffnung 21. Der Anschlußabschnitt 2 weist an der Öffnung 21 eine erste Stirnfläche 22 auf, welche in die Innenumfangsflache 17 übergeht. Die Innenumfangsflache 17 geht am der ersten Stirnfläche 22 beabstandeten axialen Ende der Innenumfangsflache 17 in eine
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erste Anlagefläche 23 über, welche um die Längsachse 3 angeordnet ist.
Der Verbindungsabschnitt 24 des weiteren Kunststoffrohres 9 weist eine gegengleich zur Innenumfangsflache 17 ausgebildete zweite Umfangsflache in Form einer Außenumfangsflache 25 auf. An einem freien Ende des weiteren Kunststoffrohres 9 ist eine zweite Stirnfläche 27 vorgesehen, welche in die Außenumfangsflache 25 übergeht. An dem der zweiten Stirnfläche 27 entfernt angeordneten axialen Ende der Außenumfangsflache 25 geht die letztere in eine zweite Anlagefläche 26 über.
Im eingeschobenen Zustand des Verbindungsabschnitts 8 (Fig. 3) befindet sich die Innenumfangsflache 17 in Anlage zur Außenumfangsflache 25. Ferner befinden sich die erste Stirnfläche 22 und die zweite Anlagefläche 26 sowie die erste Anlagefläche 23 und die zweite Stirnfläche 27 jeweils in Anlage. Aufgrund der Konusform der Innenumfangsflache 17 und der Außenumfangsflache 25 wird das Einführen des Verbindungsabschnitts 8 in die Anschlußbohrung 16 erleichtert. Ferner ist gewährleistet, daß zwischen der Innenumfangsflache 17 und der Außenumfangsflache 25 kein Radialspiel vorhanden ist, welches zu einem Lufteinschluß führen könnte und die Verschweißung beeinträchtigen würde. Ferner ist durch die Abstützung der ersten Stirnfläche 22 gegen die zweite Anlagefläche 26 sowie der Abstützung der ersten Anlagefläche 23 gegen die zweite Stirnfläche 27 eine Anzugsbegrenzung gewährleistet, durch die eine Überbelastung vermieden wird, bei der aufgrund der konusförmigen Innenumfangsfläche 17 und der konusförmigen Außenumfangfläche 25 hohe Radialkräfte auftreten würden, die eine zu große Verformung des Anschlußabschnitts 2 und des Verbindungsabschnitts 8 zur Folge hätten.
Um im eingeschobenen Zustand des Verbindungsabschnitts 8 das
Kunststoffrohr 1 und das weitere Kunststoffrohr 9 axial zu sichern, bildet der Basiskörper 14 eine vom Verbindungsabschnitt 8 abgewandte erste Stützfläche 29. Der Verbindungsabschnitt 8 weist eine entsprechende zweite Stützfläche 30 auf, welche der ersten Stützfläche 29 abgewandt ist. Somit lassen sich Spannelemente vorsehen, welche gegen die erste Stützfläche 29 und die zweite Stützfläche 30 abgestützt sind und eine Axialkraft aufbringen, so dass zwischen der Innenumfangsflache 17 und der Außenumfangsflache 25 eine Fügedruck herrscht, welcher für eine sichere Verschweißung erforderlich ist.
Die beiden Widerstandsheizdrähte 15, 15' sind wendelförmig in zwei Rillen 18, 18' der Innenumfangsflache 17 eingelegt. Die beiden Widerstandsheizdrähte 15, 15' sind axial beabstandet hintereinander angeordnet. Zwischen den Widerstandsheizdrähten 15, 15' ist eine umlaufende Ringnut 35 in die Innenumfangsf lache 17 eingebracht. Die Ringnut 35 ist leitungsmäßig mit einer Bohrung 36 verbunden. Die Bohrung 36 ist wiederum mit einem Ventil 37 verbunden, über welches die Bohrung 36 nach außen hin abgesperrt werden kann. Über das Ventil 37 läßt sich eine Druckluftquelle anschließen, so daß die Ringnut 35 nach dem Verschweißen mit Druckluft beaufschlagt werden kann. Im Anschluß daran läßt sich die Ringnut 35 und Bohrung 36 nach außen hin absperren und nach einer vorbestimmten Zeit überprüfen, ob ein Druckabfall stattgefunden hat. Sofern der Druckabfall eine vorgegebene Grenze nicht überschreitet, ist sichergestellt, daß die Verschweißung ordnungsgemäß durchgeführt wurde.
Nach dem Einführen des Verbindungsabschnitts 8 in die Anschlußbohrung 16 und dem axialen Verspannen des Anschlußabschnitts 2 und des Verbindungsabschnitts 8 werden die Widerstandsheizdrähte 15, 15' an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und aufgrund des elektrischen Widerstands der See-
len 19 erhitzt. Hierbei wird die Schmelztemperatur des Kunststoffs erreicht, so daß sich Aufschmelzbereiche 28 bilden, in denen das Material des Anschlußabschnitts 2 und das Material des Verbindungsabschnitts 8 thermisch stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Schaltaufbaus der Widerstandsheizdrähte 15, 15' . Beide Widerstandheizdrähte 15, 15' sind wendelförmig ausgeführt und weisen jeweils einen ersten elektrischen Anschluß 31, 31' und einen zweiten elektrischen Anschluß 32, 32' auf. Die beiden ersten elektrischen Anschlüsse 31, 31' sind gemeinsam mit einem ersten elektrischen Anschlußpol 23 verbunden. Die zweiten elektrischen Anschlüsse 32, 32' sind gemeinsam mit einem zweiten elektrischen Anschlußpol 34 verbunden. Die beiden elektrischen Anschlußpole 33, 34 lassen sich mit herkömmlichen Schweißgeräten verbinden.
10
HENZE GmbH Kunststoffwerk 5. September 2002
Josef-Kitz-Straße 9 Mü/gro (20020448)
53840 Troisdorf Q02559DE00
Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres sowie Verbindungsanordnung mit einem Anschlußabschnitt und einem Verbindungsabschnitt
Bezugszeichenliste
1 Kunststoffrohr
2 Anschlußabschnitt
3 Längsachse
4 Innenfläche
5 erster Rohrkörper
6 zweiter Rohrkörper
7 Hohlprofil
8 Verbindungsabschnitt
9 weiteres Kunststoffrohr
10 Innenfläche
11 erster Rohrkörper
12 zweiter Rohrkörper
13 Hohlprofil
14 Basiskörper
15, 15' Widerstandsheizdraht
16 Anschlußbohrung
17 Innenumfangsflache
11
18, 18' Rille
19 Seele
2 0 Umhüllung
21 Öffnung
22 erste Stirnfläche
23 erste Anlagefläche
24 Verbindungsabschnitt
25 Außenumfangsflache
26 zweite Anlagefläche
27 zweite Stirnfläche
28 Aufschmelzbereich
29 erste Stirnfläche
30 zweite Stirnfläche
31, 31' erster elektrischer Anschluß
32, 32' zweiter elektrischer Anschluß
33 erster elektrischer Anschlußpol
34 zweiter elektrischer Anschlußpol
35 Ringnut
36 Bohrung
37 Ventil

Claims (11)

1. Anschlußabschnitt eines Kunststoffrohres, insbesondere eines aus einem Band aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellten Kunststoffrohres, zur Verbindung mit einem weiteren Kunststoffrohr aus thermoplastischem Kunststoff, umfassend
- eine Längsachse (3),
- einen Basiskörper (14),
- der einstückig mit dem Kunststoffrohr (1) ausgebildet ist,
- der eine erste Umfangsfläche (17) aufweist, die zur thermisch-stoffschlüssigen Verbindung mit einer gegengleich ausgebildeten zweiten Umfangsfläche (25) eines Verbindungsabschnitts (8) des weiteren Kunststoffrohres (9) bestimmt ist,
- mindestens zwei Widerstandsheizdrähte (15, 15'),
- die umlaufend in die erste Umfangsfläche (17) eingelassen sind.
2. Anschlußabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizdrähte (15, 15') gemeinsame elektrische Anschlußpole (33, 34) aufweisen.
3. Anschlußabschnitt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizdrähte (15, 15') wendelförmig verlaufen.
4. Anschlußabschnitt nach einem der Anspüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizdrähte (15, 15') axial hintereinander angeordnet sind.
5. Anschlußabschnitt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei axial benachbarten Widerstandsheizdrähten (15, 15') eine umlaufende Ringnut (35) in der ersten Umfangsfläche (17) vorgesehen ist.
6. Anschlußabschnitt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (35) leitungsmäßig mit einer Bohrung (36) zum Anschließen einer Druckluftquelle verbunden ist.
7. Anschlußabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußbohrung (16) mit einer die erste Umfangsfläche bildenden Innenumfangsfläche (17) vorgesehen ist, wobei der Verbindungsabschnitt (8) des weiteren Kunststoffrohres (9) eine die zweite Umfangsfläche darstellende Außenumfangsfläche (25) aufweist und in die Anschlußbohrung (16) einführbar ist.
8. Verbindungsanordnung mit einem Anschlußabschnitt (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und dem Verbindungsabschnitt (8) des weiteren Kunststoffrohres (9), wobei die erste Umfangsfläche (17) in Anlage zur zweiten Umfangsfläche (25) steht.
9. Verbindungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei axial benachbarten Widerstandsheizdrähten (15, 15') eine umlaufende Ringnut (35) in der ersten Umfangsfläche (17) oder in der zweiten Umfangsfläche (25) vorgesehen ist.
10. Verbindungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (35) leitungsmäßig mit einer Bohrung (36) zum Anschließen einer Druckluftquelle verbunden ist.
11. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlußabschnitt (2) eine Anschlußbohrung (16) mit einer die erste Umfangsfläche bildenden Innenumfangsfläche (17) aufweist, und
daß der Verbindungsabschnitt (8) des weiteren Kunststoffrohres (9) eine die zweite Umfangsfläche bildende Außenumfangsfläche (25) aufweist und in der Anschlußbohrung (16) sitzt.
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