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Dokumentenidentifikation DE69220781T2 26.02.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0569625
Titel Rohrmuffe und Apparat und Verfahren zu deren Herstellung
Anmelder Hill 27 S.A., Luxembourg, LU
Erfinder Jones, Gary, West Yorkshire, Halifax HX2 7TS, GB;
Cawrey, Paul, Syston, Leicester, GB
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69220781
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, NL, PT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 14.04.1992
EP-Aktenzeichen 923033203
EP-Offenlegungsdatum 18.11.1993
EP date of grant 09.07.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.02.1998
IPC-Hauptklasse B29C 70/70
IPC-Nebenklasse F16L 47/02   B29D 23/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrformstück sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen desselben.

Rohrformstücke werden allgemein eingesetzt, um die Enden von Kunststoffrohren, beispielsweise Gasversorgungsrohren aus Kunststoff, miteinander zu verbinden. Derartige Rohre müssen über eine dichte Verbindungsstelle miteinander verbunden werden, so daß in Funktion kein Gas an der Verbindungsstelle austreten kann.

Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen einer derartigen dichten Verbindungsstelle besteht darin, die Enden der miteinander zu verbindenden Kunststoffrohre in einer zylindrischen Kunststoffhülse miteinander in Kontakt zu bringen, wobei in einer Bohrungsinnenfläche der Hüse ein elektrischer Leiter normalerweise in Form einer Spiralwendel aus Kupfer eingebettet ist. Wenn sich die Enden der beiden Rohre in der Hülse befinden, wird ein elektrischer Strom durch den Draht geleitet, so daß sich der Draht erhitzt und so das Kunststoffmaterial entweder an der Bohrungsfläche der Hülse oder an den Oberflächen der Rohre oder an beiden schmilzt. Dadurch werden die Enden der beiden Rohre mit der Hülse zu einer gasdichten Verbindungsstelle verschmolzen bzw. verschweißt.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen eines derartigen Rohrformstücks wird eine spiralförmige Nut in der Bohrungsinnenfläche der Hülse hergestellt, und ein Abschnitt Kupferdraht wird in die Nut eingelegt. Ein Nachteil von Hülsen die nach diesem Verfahren nach dem Stand der Technik hergestellt werden, besteht darin, daß der Draht nicht sicher in der Nut gehalten wird und sich von der Oberfläche der Hülse lösen kann. Dies kann insofern unerfreulich sein, als wenn sich der Draht aus der Nut gelöst hat, es schwierig ist, ihn wieder in selbige einzulegen, und wenn die Spiralwendel aus Draht nicht gleichmäßig in der Hülse verteilt ist, kann die Wirksamkeit der Hülse als eine dichte Verbindungsstelle beeinträchtigt werden.

EP 86,359 offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrformstücks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei der Draht wenigstens teilweise in einer derartigen Nut eingeschlossen ist. Die Vorrichtung macht den Einsatz von Komponenten sowohl innerhalb als auch außerhalb des betreffenden Rohrformstücks erforderlich, um diesen Einschluß zu ermöglichen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Formstücks des Typs geschaffen, der zum Verbinden der Enden von Rohren eingesetzt wird, wobei die Vorrichtung eine Schneideinrichtung, die einen Schnitt in einer Bohrungsinnenfläche eines im wesentlichen hohlen Rohrformstücks herstellt, eine Drahtverlegeeinrichtung, die einen Drahtabschnitt in dem Schnitt verlegt, sowie eine Drahteinschließeinrichtung, die den Draht in dem Schnitt einschließt, umfaßt, wobei in Funktion, wenn die Schneideinrichtung den Schnitt ausführt, die Drahtverlegeeinrichtung den Schnitt ausführt, die Drahtverlegeeinrichtung den Draht in dem Schnitt verlegt und die Einschließeinrichtung auf das Oberflächenmaterial auf einer Seite des Schnitts einwirkt und das Material auf die andere Seite des Schnitts zu drückt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einschließeinrichtung den Draht in dem Schnitt durch die Reibungsbewegung der Einschließeinrichtung in bezug auf die Bohrungsfläche des Formstücks einschließt, wobei die relative Reibungsbewegung allein aus dem Inneren des Rohrformstücks beim Verlegen des Drahtes erzeugt wird.

Vorzugsweise stellt die Schneideinrichtung einen Schnitt her, der im wesentlichen senkrecht zu der Bohrungsinnenfläche ist.

Vorzugsweise umfaßt der Schnitt, der von der Vorrichtung hergestellt wird, eine Nut.

Vorzugsweise enthält die Vorrichtung eine erste Leiteinrichtung, die, wenn die Nut geschnitten wird, das Material auf einer Seite der Nut zunächst in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Richtung des Schnittes leitet. Vorzugsweise leitet die Leiteinrichtung das Material auf einer Seite der Nut in einer Richtung auf die andere Seite der Nut zu.

Die Vorrichtung leitet den Draht vorzugsweise von einer Position vor der Schneideinrichtung in die Nut über die Schneideinrichtung und in die Nut unmittelbar hinter der Schneideinrichtung ein.

Vorzugsweise drückt die Vorrichtung das Oberflächen material auf einer Seite der Nut so, daß es auf die andere Seite der Nut zu gefaltet wird.

Vorzugsweise drückt die Vorrichtung das Oberflächenmaterial auf einer Seite der Nut so, daß es wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

Vorzugsweise wird Material auf einer Seite der Nut durch Kontakt des Oberflächenmatenais mit einer Reibfläche so gedrückt, daß es wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrformstücks zum Verbinden der Enden von Rohren geschaffen, wobei das Verfahren das Herstellen eines Schnitts in einer Bohrungsfläche eines Formstücks, das Einleiten eines Drahtes in den Schnitt und das Einschließen des Drahtes in dem Schnitt umfaßt, wobei, wenn der Schnitt hergestellt wird, der Draht in dem Schnitt verlegt wird und der Draht anschließend in dem Schnitt eingeschlossen wird, indem Oberflächenmaterial auf einer Seite des Schnittes auf die andere Seite des Schnittes zu gedrückt wird, wenn der Draht verlegt wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Einschließen des Drahtes in dem Schnitt bewirkt wird, indem Reibungsdruck auf die Bohrungsfläche des Formstücks ausgeübt wird, wobei der Reibungsdruck allein aus dem Inneren des Rohrformstücks erzeugt wird.

Vorzugsweise ist der Schnitt im wesentlichen senkrecht zu der Bohrungsinnenfläche des Körpers.

Vorzugsweise schließt das Verfahren das Schneiden einer Nut in der Bohrungsfläche des Formstücks ein.

Vorzugsweise wird der Reibungsdruck erzeugt, indem mit einer Reibungsfläche auf das Oberflächenmaterial gedrückt wird, um das Material durch Druck auf die andere Seite der Nut zu zu bewegen.

Vorzugsweise schließt das Verfahren das Leiten des Oberflächenmaterials in einer ersten Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung des Schneidens ein. Das Verfahren schließt des weiteren vorzugsweise das Leiten des Oberflächenmatenals in einer zweiten Richtung auf die andere Seite der Nut zu ein, um den Draht einzuschließen.

Vorzugsweise schließt das Verfahren das In-Fluß-Bringen des Oberflächenmatenals auf die andere Seite der Nut zu durch Reibungswärme ein.

Das Verfahren kann die Schritte des Reibens einer Bohrung des Formstücks und des anschließenden Schneidens der Nut und des unmittelbar darauffolgenden Verlegens des Drahtes einschließen. Das Verfahren kann weiterhin das Schneiden der Nut und das Verlegen des Drahtes beim Verbleiben der durch das Reiben der Bohrung erzeugten Wärme in dem Formstück umfassen.

Die Erfindung schließt ein Rohrformstück zum Einsatz beim Verbinden wenigstens zweier Rohrabschnitte ein, wobei das Rohrformstück mit einem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt hergestellt wird. Der Schnitt in dem Rohrformstück umfaßt vorzugsweise eine Nut.

Das Material des Rohrformstücks umfaßt Kunststoffmaterial.

Vorzugsweise ist der Draht integral in der Bohrungsinnenfiache des Körpers eingeschlossen.

Vorzugsweise umfaßt der Drahtabschnitt eine Spirale, die sich koaxial zu der Bohrung des Körpers erstreckt.

Vorzugsweise wird Draht in der Nut wenigstens teilweise durch gefaltetes Oberflächenmaterial von der Bohrungsflache des Körpers eingeschlossen.

Vorzugsweise wird der Draht in der Nut wenigstens teilweise durch geschmolzenes Oberflächenmaterial von der Bohrungsfläche des Körpers eingeschlossen.

Daß der Draht von dem Kunststoffmaterial eingeschlossen wird, hat den Vorteil, daß er in der Bohrungsfläche gehalten wird und sich nicht aus ihr löst.

Vorzugsweise wird der Draht in der Nut wenigstens teilweise durch geschmolzenes Oberflächenmaterial von der Bohrungsfläche des Körpers eingeschlossen.

Bei dem Rohrformstück kann es sich um ein Winkelformstück, wie beispielsweise ein L- förmiges Formstück handeln. Das angewinkelte Rohrstück kann wenigstens zwei Drahtabschnitte aufweisen, von denen wenigstens einer zumindest teilweise in einem Schenkel des Winkelformstücks eingebettet ist, wobei der andere wenigstens teilweise in dem anderen Schenkel des Winkelformstücks eingebettet ist.

Die Enden des Drahtabschnitts können so angeordent sein, daß sie sich im wesentlichen in dem Bereich eines gemeinsamen Endes des Formstücks befinden.

Die Vorrichtung kann zwei im wesentlichen parallele Schnitte in der Bohrungsinnenfläche des Rohrformstücks herstellen, und einen Drahtabschnitt in jeden Schnitt einlegen.

Vorzugsweise verlegt, wenn die Schneideinrichtung den Schnitt ausführt, die Drahtverlegeeinrichtung einen Drahtabschnitt in jeden Schnitt, und Oberflächenmaterial auf einer Seite jedes der Schnitte wird auf die andere Seite der Schnitte zu gedrückt, um die Drahtabschnitte in den Schnitten einzuschließen, wenn der Draht verlegt wird.

Die Drahtteile können Teile des gleichen Drahtabschnitts umfassen.

Vorzugsweise sind die Schneideinrichtung, die Drahtverlegeeinrichtung und die Einschließeinrichtung miteinander verbunden. Die Schneideinrichtung, die Drahtverlegeeinrichtung und die Einschließeinrichtung können sich zwangsweise zusammen in bezug auf das Rohrformstück bewegen.

Die Vorrichtung enthält vorzugsweise eine erste Leiteinrichtung, die, wenn die Nut geschnitten wird, das Material auf einer Seite der Nut zunächst in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung des Schnittes leitet. Als Alternative oder ergänzend dazu kann die erste Leiteinrichtung das Material auf einer Seite der Nut in einer Richtung auf die andere Seite der Nut zu leiten.

Die erste Leiteinrichtung kann einen ersten Kanal umfassen, der an die Schneideinrichtung angrenzend angeordnet und im wesentlichen parallel zur Richtung des Schnittes ist. Vorzugsweise umfaßt die erste Leiteinrichtung einen zweiten Kanal, der in bezug auf die Schneidrichtung hinter dem ersten Kanal angeordnet ist, wobei der zweite Kanal nicht parallel zu dem ersten Kanal ist.

Die Reibfläche erstreckt sich vorzugsweise hinter der ersten Leiteinrichtung in bezug auf die Schneidrichtung.

Bei einem bevorzugten Aufbau ist die erste Leiteinrichtung in einem vorderen Abschnitt der Reibfläche in bezug auf die Schneidrichtung ausgebildet.

Es kann eine zweite Leiteinrichtung vorhanden sein, die hinter der Schneideinrichtung angeordnet ist und den Draht in die durch die Schneideinrichtung geschnittene Nut leitet.

Vorzugsweise ist die zweite Leiteinrichtung in einem vorderen Abschnitt der Reibfläche in bezug auf die Richtung des Schnittes ausgebildet.

Vorzugsweise leitet die Vorrichtung den Draht von einer Position vor der Schneideinrichtung in die Nut, über die Schneideinrichtung und in die Nut unmittelbar hinter der Schneideinrichtung.

Der Winkel, den der in die Nut einzuleitende Draht zu der Oberfläche der Bohrung bildet, ist vorzugsweise flach.

Die Schneideinrichtung schneidet vorzugsweise eine Nut, die im wesentlichen senkrecht zu der Bohrungsfläche des Formstücks ist.

Vorzugsweise umfaßt die Schneideinrichtung eine einzelne Schneidfacette, die nicht senkrecht zur Richtung des Schnittes ist.

Die Vorrichtung kann das Oberflächenmaterial auf einer Seite der Nut so drücken, daß es auf die andere Seite der Nut zu gefaltet wird.

Vorzugsweise drückt die Vorrichtung das Oberflächenmaterial auf einer Seite der Nut so, daß es wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

Das Oberflächenmaterial auf einer Seite der Nut kann durch den Kontakt des Oberflächenmaterials mit der Reibfläche so gedrückt werden, daß es wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

Die Vorrichtung kann Oberflächenmaterial auf jeweils beiden Seiten der Nut auf die jeweils andere Seite der Nut zu drücken.

Der Schnitt, der von der Schneideinrichtung hergestellt wird, kann eine Nut umfassen.

Die Vorrichtung kann mit einer Reibeinrichtung versehen sein, die eine Oberfläche einer Bohrung des Formstücks reibt.

Die Reibeinrichtung kann sich zwangsweise zusammen mit der Schneideinrichtung, der Drahtverlegeeinrichtung und der Einschließeinrichtung in bezug auf das Rohrformstück bewegen.

Das Verfahren kann das Herstellen zweier im wesentlichen paralleler Schnitte in der Bohrungsfläche des Formstücks und des Einleitens eines Drahtabschnitts in jeden Schnitt einschließen.

Das Verfahren kann das gleichzeitige Herstellen zweier Schnitte in der Bohrungsfläche des Rohrstücks und des Einleitens eines Drahtabschnitts in jeden der zwei Schnitte einschließen.

Vorzugsweise werden, wenn die Schnitte hergestellt werden, die Drahtabschnitte in den Schnitten verlegt, und anschließend wird der Draht in jedem Schnitt eingeschlossen, indem Oberflächenmaterial auf einer Seite jedes Schnitts auf die andere Seite dieses Schnitts gedrückt wird, während der Draht verlegt wird.

Das Verfahren kann das Schneiden einer Nut bzw. von Nuten in der Bohrungsfläche des Formstücks umfassen.

Das Verfahren kann das Verlegen von Teilen des gleichen Drahtabschnitts in den Schnitten einschließen.

Das Verfahren kann das Leiten des Oberflächenmaterials in einer ersten Richtung im wesentlichen parallel zu der Schneidrichtung einschließen. Vorzugsweise schließt das Verfahren das Leiten des Oberflächenmaterials in einer zweiten Richtung auf die andere Seite der Nut zu ein, um den Draht einzuschließen.

Das Verfahren kann das in-Fluß-Bringen des Oberflächenmaterials auf die andere Seite der Nut zu durch Reibungswärme umfassen.

Vorzugsweise schließt das Verfahren die Schritte des Reibens einer Bohrung des Formstücks und des anschließenden Schneidens der Nut und des unmittelbar darauffolgenden Verlegens des Drahtes ein.

Bei einer bevorzugten Ausführung umfaßt das Verfahren das Reiben der Bohrung, das Schneiden der Nut und das Verlegen des Drahtes mit der gleichen Vorrichtung.

Das Verfahren kann das Schneiden der Nut und das Verlegen des Drahtes beim Verbleiben der durch das Reiben der Bohrung erzeugten Wärme in dem Formstück umfassen.

Das Reiben der Bohrung unmittelbar vor dem Schneiden der Nut, das ausgeführt wird, um eine einheitliche Wanddicke des Rohrformstücks zu gewährleisten, und das Verlegens des Drahtes mit der gleichen Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß die Oberfläche der Bohrung vom Reiben noch warm ist und das Material daher ausreichend weiter erhitzt werden kann, indem es an die Reibungsfläche gedrückt wird, um das Material auf die andere Seite der Nut zu fließen zu lassen.

Vorzugsweise umfaßt das Verfahren die Schritte des Schneidens der Nut, des Leitens von Oberflächenmaterial, das durch das Schneiden in einer ersten Richtung im wesentlichen parallel zu der Schneidrichtung und anschließend in einer zweiten Richtung auf die andere Seite der Nut zu verschoben wird, und des anschließenden Drückens mit einer Reibungsfache auf das Oberflächenmaterial, um zu bewirken, daß das Oberflachenmaterial wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

Das Verfahren kann das Drücken von Oberflächenmaterial auf jeweils beiden Seiten der Nut auf die jeweils andere Seite der Nut zu einschließen.

Die Schneideinrichtung kann zwei im wesentlichen parallele Schnitte in der Bohrungsinnenfläche des Rohrformstücks herstellen, und die Drahtverlegeeinrichtung kann einen Drahtabschnitt in jedem der zwei Schnitte verlegen, wobei die Einschließeinrichtung die Drahtabschnitte in den Schnitten durch Bewegung der Einschließeinrichtung in bezug auf die Bohrungsfläche des Formstücks einschließt.

Die Drahtverlegeeinrichtung kann Teile desselben Drahtabschnitts in den Schnitten verlegen.

Die Einschließeinrichtung kann den Draht in dem Schnitt durch Reibungsbewegung der Einschließbewegung in bezug auf die Bohrungsflache des Formstücks einschließen.

Das Verfahren kann das Herstellen zweier im wesentlichen paralleler Schnitte in der Bohrungsfläche des Formstücks, des Einleitens eines Drahtabschnitts in jeden Schnitt und des Einschließens der Drahtabschnitte in den Schnitten durch Bewegung der Einschließeinrichtung in bezug auf die Bohrungsflache des Formstücks einschließen.

Das Verfahren kann das gleichzeitige Herstellen zweier Schnitte in der Bohrungsfläche des Formstücks sowie des Einleitens eines Drahtabschnitts in jeden Schnitt einschließen.

Das Verfahren kann das Einleiten von Teilen desselben Drahtabschnitts in die Schnitte einschließen.

Das Verfahren kann das Einschließen des Drahtes in dem Schnitt durch Reibungsbewegung der Einschließeinrichtung in bezug auf die Bohrungsfläche des Formstücks einsch ließen.

Die Erfindung schließt darüber hinaus jegliche Kombination der hier beschriebenen Merkmale und Beschränkungen ein.

Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1 ein Rohrformstück gemaß einer Ausführung der Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Bohrungsinnenflache des Rohrformstücks in Fig. 1 ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführung einer Drahtverlegevorrichtung gemäß der Erfindung ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in Fig. 3 ist,

Fig. 5 eine Hinteransicht der Vorrichtung in Fig. 3 ist,

Fig. 6 eine detailliertere Ansicht einer Reibeflache der Vorrichtung in Fig. 3 ist,

Fig. 7 eine Hinteransicht eines Schneidwerkzeugs der Vorrichtung in Fig. 3 ist,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Schneidwerkzeug in Fig. 7 ist,

Fig. 9 eine Unteransicht des Schneidwerkzeugs in Fig. 7 ist, und

Fig. 10 die Vorrichtung in Fig. 3 in bezug auf das Rohrformstück in Fig. 1 zeigt.

Fig. 1 zeigt ein Kunststoff-Rohrformstück 10 der Art, die verwendet wird, um die Enden von Rohren (nicht dargestellt), wie beispielsweise Gasrohren, miteinander zu verbinden. Das Formstück 10 ist hohl und im allgemeinen zylindrisch und weist eine Bohrungsinnenflache 11 auf. In die Bohrungsflache 11 ist eine Spiralwendel aus Kupferdraht 12 (in Fig. 2 deutlicher dargestellt) eingebettet, wobei ein erstes Ende 12a derselben von einem ersten Anschluß 13a an der Außenseite des Formstücks 10 vorsteht, und das zweite Ende 12b derselben von einem zweiten Anschluß 13b an der Außenseite des Formstücks 10 vorsteht.

Fig. 2 zeigt in Schnittansicht einen Teil der Bohrungsflache 11 des Formstücks 10 mit der darin eingebetteten Spiralwendel aus Kupferdraht 12. Die Windungen des Drahtes 12 sind von dem Kunststoffmaterial der Bohrungsflache 11 eingeschlossen, so daß die Bohrungsflache 11 wellig ist. Der Draht wird fest in der Bohrungsflache 11 gehalten und kann sich nicht lösen, wie dies bei bisherigen Formstücken dieser Art der Fall war.

In Funktion werden, wenn das Formstück zwei Kunststoffrohre (nicht dargestellt) verbinden soll, die Enden der Rohre jeweils in die entsprechenden Enden des Formstücks 10 eingeführt. Der Durchmesser der Bohrung des Formstücks 10 wird so gewahlt, daß er in Reibungspassung mit den Rohren ist, die durch ihn verbunden werden sollen. Wenn die Rohre positioniert worden sind, wird ein elektrischer Strom durch den Kupferdraht 12 geleitet, indem die Enden 12a, 12b der Wendel an eine Spannungsquelle angeschlossen werden. Der Fluß von elektrischem Strom durch den Draht 12 bewirkt, daß sich der Draht erwarmt, wobei die Wärme bewirkt, daß das den Draht 12 umgebende Kunststoffmaterial schmilzt. Darüber hinaus schmilzt die Warme des Drahtes wenigstens teilweise die Außenflächen der Rohre. Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Stromfluß in dem Draht 12 unterbrochen, und die Rohre und das Formstück können sich abkühlen. Das Ergebnis ist ein Verschweißen jedes Rohrs mit dem Formstück 10, so daß eine relativ feste Verbindungsstelle entsteht. Es ist wichtig, daß die Verbindungsstelle gasdicht ist und das Formstück 10 somit Gasrohre dichtend verbinden kann.

Fig. 3 bis 5 zeigen eine Vorrichtung zum Verlegen des Drahtes 12 in einem Formstück 10 (in Fig. 1 und 2 dargestellt).

Die Drahtverlegevorrichtung umfaßt einen Kopfabschnitt 14 aus Stahl sowie einen Trägerarm 15 aus Stahl, der mit dem Kopfabschnitt 14 verbunden ist und ihn trägt.

An dem Kopfabschnitt 14 ist ein erster Schneider 16 (in Fig. 7 bis 9 detaillierter dargestellt) angebracht, sowie eine erste und eine zweite Laufrolle 17 und 15, die den Kupferdraht (nicht dargestellt) während des Drahtverlegevorgangs leiten. Der Kopfabschnitt 14 weist eine bogenförmige Tragfläche 19 auf (in Fig. 6 detaillierter dargestellt), die flammengehärtet und poliert wurde. Des weiteren ist ein zweiter Schneider 20 an dem Kopfabschnitt 14 an der der Seite des Kopfabschnitts 14, an der der erste Schneider 16 angebracht ist, gegenüberliegenden Seite angebracht.

In Funktion wird ein hohles, zylindrisches Kunststoff-Formstück (wie beispielsweise 10 in Fig. 1) an der Spindel einer CNC-Maschine (nicht dargestellt) angebracht, und der Trägerarm 15 der Drahtverlegeeinrichtung wird in dem Werkzeug halter der Maschine angebracht.

Die CNC-Maschine ist so programmiert, daß sie das Formstück 10 mit einer ersten festen Geschwindigkeit, normalerweise 2000 Umdrehungen pro Minute, dreht und die Drahtverlegevorrichtung in die Bohrung des Formstücks 10 schiebt, ohne daß sie zunächst in Kontakt mit dem Form stück 10 kommt.

Wenn die Drahtverlegevorrichtung vollständig im Inneren des sich drehenden Formstücks 10 positioniert ist, wird an dem Ende, an dem das Formstück an der Spindel befestigt ist, die Drahtverlegevorrichtung so bewegt, daß die zweite Schneideinrichtung 20 in die Bohrungsinnenfläche des Formstücks bis zu einer vorgegebenen Tiefe einschneidet, und die Drahtverlegevorrichtung wird allmählich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit aus dem Inneren der Bohrung des Formstücks herausgezogen, wobei die Bohrungsfläche weiter mit der vorgegebenen Tiefe geschnitten wird, um so einen Reibevorgang auszuführen. Dadurch ist gewährleistet, daß die Bohrungsfläche durchgehend eben ist und für den Drahtverlegevorgang vollständig zylindrisch ist.

Wenn der Kopfabschnitt 14 vollständig herausgezogen wurde und etwaiges Span- oder Abfallmaterial entfernt worden ist, bewirkt die CNC-Maschine, daß der Kopfabschnitt 14 erneut in die Bohrung des Formstücks 10 bis an die Position eintritt, die er zum Beginn des Reibeverfahrens einnahm.

Im folgenden wird der Drahtverlegevorgang ausführlich unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 5, die die Drahtverlegevorrichtung zeigen, Fig. 6, die die bogenförmige Reibfläche 19 des Kopfabschnitts 14 detaillierter zeigt, und Fig. 7 bis 9, die den ersten Schneider 16 der Drahtverlegevorrichtung detaillierter zeigen, beschrieben.

Beim Drahtverlegevorgang bewirkt die CNC-Maschine, daß sich das Formstück 10 mit ungefähr 50 Umdrehungen pro Minute dreht, und anschließend wird der erste Schneider 16 mit der Bohrungsflache 11 (in Fig. 1 und 2 dargestellt) in Kontakt gebracht, um eine Nut in selbige zu schneiden. Die Nut ist im wesentlichen senkrecht zu der Bohrungsfläche 11 des Formstücks 10. Die Richtung der Bewegung des stationären Schneiders 16 in bezug auf die sich drehende Bohrungsfläche 11 wird durch Pfeil A in Fig. 5 und 7 dargestellt.

Der Schneider 16 weist eine einzelne Schneidfacette 21 auf, die einen Winkel von ungefähr 70º zur Schneidrichtung bildet. Darüber hinaus weist der Schneider 16 ein Loch 22 auf, das durch den Schneider 16 von der Vorderseite des Schneiders 16 (in Fig. 4 und 8 dargestellt) bis zur Rückseite des Schneiders 16 (in Fig. 9 dargestellt) verläuft, und das an der Vorderseite größer ist als an der Rückseite. Dieses Loch dient dazu, den Kupferdraht (nicht dargestellt) von den Leitlaufrollen 17 und 18 aufzunehmen und es dem Draht zu ermöglichen, durch den Schneider 16 an eine Position hinter dem Schneider 16 in bezug auf die Schneidrichtung (A) hindurchzutreten.

Wenn die Schneidfacette 21 des Schneiders 16 eine Nut in die sich drehende Bohrungsfläche 11 des Formstücks 10 schneidet, wird ein Rand (nicht dargestellt) aus Kunststoffmaterial zur einen Seite des Schneiders 16 hin verschoben. Dieser Rand wird durch einen ersten Leitkanal 23 an der Reibfläche 19 des Kopfabschnitts 14 (in Fig. 6 detailliert dargestellt) geleitet, wobei der erste Leitkanal 23 im wesentlichen parallel zu der Schneidrichtung (A) ist.

Nachdem der Rand aus verschobenem Kunststoffmaterial durch den ersten Leitkanal 23 in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Schneidrichtung geleitet wurde, trifft der Rand auf einen zweiten Leitkanal 24 auf, der über die Reibflache 19 in einem Winkel von ungefähr 450 zu dem ersten Kanal 23 verläuft. Die Wirkung des zweiten Kanals 24 besteht darin, den Rand auf die gegenüberliegende Seite der gerade geschnittenen Nut zu drücken. Bevor dies eintritt, wird der Draht (nicht dargestellt) durch das Loch 23 in dem ersten Schneider 16 geleitet und tritt in einen dritten Leitkanal 25 ein, der den Draht in die neu geschnittene Nut leitet.

Sobald der Draht in die geschnittene Nut eingelegt worden ist, wird der Rand aus verschobenem Material durch den Kanal 24 auf die andere Seite der Nut zu gedrückt, so daß er den verlegten Draht wenigstens teilweise abdeckt. Die Fläche 19 drückt anschließend auf das verschobene Material und bewirkt, daß es aufgrund von Reibung erwärmt wird. Dadurch wird das verschobene Material verformt und schließt den Draht in der geschnittenen Nut ein.

Wenn der Kopfabschnitt 14 aus der Bohrung des sich drehenden Formstücks 10 durch die CNC-Maschine mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit herausgezogen wird, wird der Draht in Form einer Spiralwendel verlegt, die in einer spiralförmigen Nut in der Bohrungsfläche 11 des Formstücks 10 eingeschlossen ist (siehe Fig. 2).

Das Reiben der Bohrungsfläche 11 unmittelbar vor dem Drahtverlegevorgang hat den Vorteil, daß die Bohrungsfläche durch die von dem reibenden (zweiten) Schneider 20 bewirkte Reibung noch warm ist, wenn der Drahtverlegevorgang beginnt. Dadurch wird die Bohrungsfläche 11 durch die Reibfläche 19 weiter durch Reibung erwärmt, da sie das verschobene Kunststoffmaterial über den Draht fließen läßt, und den Draht so in der neu geschnittenen Nut eingebettet.

Der kontinuierliche Vorgang des Drahtverlegens beinhaltet daher das zeitweilige Öffnen einer Nut, das Verlegen von Draht in der Nut und das unmittelbar darauffolgende Einschließen des Drahtes in der Nut.

Weitere Drehungen des Formstücks 10 bewirken, daß die Reibfläche 19 an Bereiche der Bohrungsfläche 11 drückt, in denen bereits bei vorherigen Umdrehungen Draht verlegt worden ist.

In der Praxis drückt die Reibfläche 19 normalerweise periodisch über ungefahr 5 Umdrehungen auf einen eingeschlossenen Drahtabschnitt, bis der Kopfabschnitt 14 vollstandig von diesem Drahtabschnitt abgezogen worden ist. Dieser wiederholte Kontakt tragt zum Einbetten und Einschließen des Drahtes in der Bohrungsfläche 11 bei.

Fig. 10 zeigt, wie sich die Drahtverlegevorrichtung dem sich drehenden Formstück 10 nähert.

Es liegt auf der Hand, daß die obengenannte Vorrichtung und das Verfahren abgewandelt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. So muß beispielsweise keine CNC-Maschine eingesetzt werden, um die Drahtverlegevorrichtung zu betreiben, obwohl sich dies als praktisch herausgestellt hat.

Des weiteren könnte mit dem Verlegen des Drahtes an dem Ende des Formstücks 10, das am weitesten von der Spindel der Maschine entfernt ist, begonnen werden, wobei der Kopfabschnitt 14 allmählich in die Bohrung des Formstücks 10 eindringt.

Wenn ein winkliges bzw. "Knie"-Formstück (nicht dargestellt) erforderlich ist, um beispielsweise zwei Rohre in einem Winkel miteinander zu verbinden, ist es praktisch, zwei Drahtwendel einzusetzen, wobei jeweils einer in jedem Schenkel des Knies eingebettet wird. Um dies zu erreichen, werden bei der Vorrichtung zwei Gruppen von Schneid- und Drahtverlegevorrichtungen eingesetzt, die nebeneinander angeordnet sind (nicht dargestellt) und die zwei parallele spiralförmige Schnitte in einem ersten Schenkel herstellen und einen Drahtabschnitt in jedem Schnitt verlegen. Der Vorgang wird anschließend für den anderen Schenkel wiederholt.

Die Drahtabschnitte in jedem der entsprechenden Schenkel sind Teil ein und desselben Drahtabschnitts, der doppelt geknickt worden ist, wobei die beiden losen Enden des Drahtes praktischerweise am selben Ende des Formstücks austreten. Dadurch entsteht eine Doppelwendel in jedem Schenkel, wobei jede Doppelwendel ein einzelner Drahtabschnitt ist. Jeder Abschnitt kann dann einen Strom leiten, um ein Rohr an jedem Ende des Knieformstücks abzudichten.

Der Leser wird auf alle Veröffentlichungen und Dokumente hingewiesen, die gleichzeitig mit dieser Patentbeschreibung oder zuvor im Zusammenhang mit dieser Anmeldung eingereicht wurden, und die der Öffentlichkeit mit dieser Patentbeschreibung zugänglich sind, wobei der Inhalt all dieser Veröffentlichungen und Dokumente hiermit durch Verweis einbezogen wird.

Alle in dieser Patentbeschreibung offenbarten Merkmale (einschließlich aller beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) und/oder alle Schritte aller damit offenbarten Verfahren bzw. Prozesse können auf jede beliebige Weise miteinander kombiniert werden, wobei Kombinationen ausgeschlossen sind, bei denen wenigstens einige dieser Merkmale und/oder Schritte einander ausschließen.

Jedes in dieser Patentbeschreibung offenbarte Merkmal (einschließlich aller beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) kann, soweit nicht ausdrücklich anderweitig erklärt, durch alternative Merkmale ersetzt werden, die den gleichen, äquivalenten oder ähnlichen Zwecken dienen. Damit stellt jedes offenbarte Merkmal, wenn nicht ausdrücklich anderweitig erklärt, lediglich ein Beispiel einer unter einen Oberbegriff fallenden Reihe äquivalenter oder ähnlicher Merkmale dar.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der aufgeführten Ausführung beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf jedes neuartige Merkmal oder jede neuartige Kombination der in dieser Patentbeschreibung offenbarten Merkmale (einschließlich aller beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen), bzw. auf jeden neuartigen Schritt oder jede neuartige Kombination der Schritte aller damit offenbarten Verfahren oder Prozesse.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrformstücks (100) des Typs, der zum Verbinden der Enden von Rohren eingesetzt wird, wobei die Vorrichtung eine Schneideeinrichtung (16), die einen Schnitt in einer Bohrungsinnenfläche (11) eines im wesentlichen hohlen Rohrformstücks herstellt, eine Drahtverlegeeinrichtung (17, 18, 22, 25), die einen Drahtabschnitt (12) in dem Schnitt verlegt, sowie eine Drahteinschließeinrichtung (19, 24), die den Draht in dem Schnitt einschließt, umfaßt, wobei in Funktion, wenn die Schneideeinrichtung (16) den Schnitt ausführt, die Drahtverlegeeinrichtung (17, 18, 22, 25) den Draht (12) in dem Schnitt verlegt und die Einschließeinrichtung (19, 24) auf das Oberflächenmaterial auf einer Seite des Schnitts einwirkt und das Material auf die andere Seite des Schnitts zu drückt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einschließeinrichtung (19, 24) den Draht (12) in dem Schnitt durch die Reibungsbewegung der Einschließeinrichtung (19, 24) in bezug auf die Bohrungsfläche (11) des Formstücks einschließt, wobei die relative Reibungsbewegung allein aus dem Inneren des Rohrformstücks beim Verlegen des Drahtes erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schneideinrichtung (16) einen Schnitt herstellt, der im wesentlichen senkrecht zu der Bohrungsinnenfläche (11) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schnitt, der von der Vorrichtung hergestellt wird, eine Nut umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die eine erste Leiteinrichtung (23, 24) enthält, die, wenn die Nut geschnitten wird, das Material auf einer Seite der Nut zunächst in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung des Schnittes leitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Leiteinrichtung (23, 24) das Material auf einer Seite der Nut in einer Richtung auf die andere Seite der Nut zu leitet.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung den Draht (12) von einer Position vor der Schneideinrichtung (16) in die Nut über die Schneideinrichtung (16) und in die Nut unmittelbar hinter der Schneideinrichtung (16) einleitet.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung das Oberflächenmaterial auf einer Seite der Nut so drückt, daß es auf die andere Seite der Nut zu gefaltet wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung das Oberflächenmaterial auf einer Seite der Nut so drückt, daß es wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Oberflächenmatenal auf einer Seite der Nut durch den Kontakt des Oberflächenmaterials mit einer Reibfläche so gedrückt wird, daß es wenigstens teilweise auf die andere Seite der Nut zu fließt.

10. Verfahren zum Herstellen eines Rohrformstücks zum Verbinden der Enden von Rohren, wobei das Verfahren das Herstellen eines Schnitts in einer Bohrungsfläche (11) eines Formstücks (10), das Einleiten eines Drahtes (12) in den Schnitt und das Einschließen des Drahtes (12) in dem Schnitt umfaßt, wobei, wenn der Schnitt hergestellt wird, der Draht (12) in dem Schnitt verlegt wird und der Draht (12) anschließend in dem Schnitt eingeschlossen wird, indem Oberflächenmaterial auf einer Seite des Schnittes auf die andere Seite des Schnittes zu gedrückt wird, wenn der Draht verlegt wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Einschließen des Drahtes (12) in dem Schnitt bewirkt wird, indem Reibungsdruck auf die Bohrungsfläche (11) des Formstücks (10) ausgeübt wird, wobei der Reibungsdruck allein aus dem Inneren des Rohrformstücks (10) erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schnitt im wesentlichen senkrecht zu der Bohrungsinnenfläche (11) des Körpers ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, das das Schneiden einer Nut in der Bohrungsfläche (11) des Formstücks (10) umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei der Reibungsdruck erzeugt wird, indem mit einer Reibungsfläche (19) auf das Oberflächenmaterial gedrückt wird, um das Material durch Druck auf die andere Seite der Nut zu zu bewegen.

14. Verfahren nach Anspruch 10, das das Leiten des Oberflächenmaterials in einer ersten Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung des Schneidens einschließt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, das das Leiten des Oberflächenmaterials in einer zweiten Richtung auf die andere Seite der Nut zu einschließt, um den Draht einzuschließen.

16. Verfahren nach Anspruch 10, das das In-Fluß-Bringen des Oberflächenmaterials auf die andere Seite der Nut zu durch Reibungswärme umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 10, das die Schritte des Reibens einer Bohrung des Formstücks und des anschließenden Schneidens der Nut und des unmittelbar darauffolgenden Verlegens des Drahtes einschließt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, das das Schneiden der Nut und das Verlegen des Drahtes (12) beim Verbleiben der durch das Reiben der Bohrung erzeugten Wärme in dem Formstück umfaßt.

19. Rohrformstück (10) zum Einsatz beim Verbinden wenigstens zweier Rohrabschnitte, wobei das Rohrformstück mit einem Verfahren nach Anspruch 10 hergestellt wird.

20. Rohrformstück nach Anspruch 19, wobei der Schnitt eine Nut umfaßt.

21. Rohrformstück nach Anspruch 19, wobei das Material des Rohrformstücks Kunststoffmaterial umfaßt.

22. Rohrformstück nach Anspruch 19, wobei der Draht (22) integral in der Bohrungsinnenfläche (11) des Körpers eingeschlossen ist.

23. Rohrformstück nach Anspruch 19, wobei der Drahtabschnitt (12) eine Spirale umfaßt, die sich koaxial zu der Bohrung des Körpers erstreckt.

24. Rohrformstück nach Anspruch 19, wobei der Draht (12) in der Nut wenigstens teilweise durch gefaltetes Oberflächenmaterial von der Bohrungsfläche des Körpers eingeschlossen wird.

25. Rohrformstück nach Anspruch 19, wobei der Draht (12) in der Nut wenigstens teilweise durch geschmolzenes Oberflächenmaterial von der Bohrungsfläche (11) des Körpers eingeschlossen wird.







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