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DE102008006068B3 - Schweißsystem für mehrschichtige Verbundrohre aus Kunststoff und Metall - Google Patents

Schweißsystem für mehrschichtige Verbundrohre aus Kunststoff und Metall Download PDF

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DE102008006068B3
DE102008006068B3 DE102008006068A DE102008006068A DE102008006068B3 DE 102008006068 B3 DE102008006068 B3 DE 102008006068B3 DE 102008006068 A DE102008006068 A DE 102008006068A DE 102008006068 A DE102008006068 A DE 102008006068A DE 102008006068 B3 DE102008006068 B3 DE 102008006068B3
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pipes
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Vinko Rebersek
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Ke Kelit Kunststoffwerk GmbH
Original Assignee
Individual
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Verbindung von Rohren aus Kunststoff, insbesondere für mehrschichtige Verbundrohre. Alle bisher bekannten Schweißsysteme und Verfahren sind für mehrschichtige Rohre aus Kunststoff und Metall nicht geeignet. Da die äußere Kunststoffschicht der üblichen Verbundrohre vergleichsweise dünn und nicht tragfähig ist, wird ein Schweißverfahren der die äußere Schichten zweier zu verbindenden Rohre verbinden würde ausgeschlossen. Auch das bei Kunststoffrohren gängige Stoßverfahren, bei dem die Stoßflächen zweier Rohre gleichen Durchmessers mittels einer Heizvorrichtung bis zu deren Schmelzpunkt erhitzt werden und danach axial zusammengefügt werden, ist wegen der Metallschicht bei Verbundrohren nicht anwendbar. Zur Lösung dieser Aufgabe wurde hier eine Verbindung entwickelt, die durch einen kostengünstigen Schweißprozess alle Kunststoffschichten des Verbundrohres (2) einbezieht, um die Stabilität der Verbindung zu gewährleisten und die Metallschicht (3) völlig ummantelt, um eine mögliche Korrosion zu verhindern. Erfindungsgemäß wird das mehrschichtige Verbundrohr durch einen Schweißvorgang an einen Fitting (1) gekoppelt, der durch seine Form an das Rohr (2) von seiner Innenseite als auch von seiner Außenseite anliegt. Die innere Anliegefläche des Fittings weist eine Hülse (4) aus Metall oder aus einem hitzebeständigen Kunststoff auf, die zur inneren Stabilität des Fittings beiträgt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Verbindung von Rohren aus Kunststoff, insbesondere für mehrschichtige Verbundrohre, bestehend aus mehreren verschiedenen Schichten aus Kunststoff und Metall. Die Verbindung wird durch jeweils ein Rohrteil und ein Fittingselement hergestellt, wobei die einzelnen Elemente zeitgleich an ihrer angefassten Stoßfläche durch eine Heizvorrichtung angeweicht oder angeschmolzen werden und danach längs an deren Stoßfläche zusammengefügt werden. Durch das Zusammenfließen des Kunststoffs beider Teile kommt es zu einem Verschweißen und es bildet sich eine unlösbare Verbindung zwischen Rohr und Fitting.
  • Bei den bisher gängigen Verfahren wurden unter anderem äußere Heizelemente, wie in den Dokumenten DE 1 831 453 U und DE 199 13 836 A1 beschrieben wird, so genannte Elektromuffen mit integrierten Heizelementen, wie aus den Dokumenten EP 0 711 948 B1 und DE 38 08 229 A1 zu erschließen ist, oder äußere Spann- und Vakuumvorrichtungen benutzt, wie in EP 0 263 980 A2 dargestellt. Alle bisher bekannten Schweißsysteme und Verfahren haben jedoch eines gemeinsam – sie sind für mehrschichtige Rohre aus Kunststoff und Metall nicht geeignet. Da die äußere Kunststoffschicht der üblichen Verbundrohre vergleichsweise dünn und nicht tragfähig ist, wird ein Schweißverfahren der die äußere Schichten zweier zu verbindenden Rohre verbinden würde ausgeschlossen. Auch das bei Kunststoffrohren gängige Stoßverfahren, bei dem die Stoßflächen zweier Rohre gleichen Durchmessers mittels einer Heizvorrichtung bis zu deren Schmelzpunkt erhitzt werden und danach axial zusammengefügt werden, ist offensichtlich wegen der Metallschicht bei Verbundrohren nicht anwendbar.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verbindung zu entwickeln, die durch einen kostengünstigen Schweißprozess alle Kunststoffschichten des Verbundrohres einbezieht, um die Stabilität der Verbindung zu gewährleisten und die Metallschicht völlig ummantelt, um eine mögliche Korrosion zu verhindern.
  • Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das mehrschichtige Verbundrohr durch einen Schweißvorgang an einen Fitting gekoppelt wird, der durch seine Form an das Rohr von seiner Innenseite als auch von seiner Außenseite anliegt. Die innere Anliegefläche des Fittings, der erfindungsgemäß aus Kunststoff besteht, weist eine Hülse aus Metall oder aus einem hitzebeständigen Kunststoff auf, die zur inneren Stabilität des Fittings, insbesondere bei dem Schmelzvorgang des Verbindens des Kunststoffs beider Verbindungskörper, beiträgt. Diese Hülse wird durch einen Rand oder Zahn im Inneren des Kunststofffittings gehalten. Der Schmelzvorgang findet auf die bereits bekannte Weise statt. Die beiden Verbindungskörper werden axial auf eine übliche elektrische Heizvorrichtung, mit mindestens einem Heizring, der genau den Konturen des Rohrs und/oder des Fittings entspricht, geschoben. Diese beiden zu verbindenden Teile werden dann bis zum Erweichungs- oder Schmelzpunkt erhitzt, in axialer Richtung von der Heizvorrichtung entnommen und wieder axial ineinander gestoßen. Durch die spezielle Ausbildung des Heizrings wird das zu verbendende Rohr von der Außen- sowie von der Innenseite erhitzt. Die radiale spaltförmige Öffnung des Fittings bildet eine den Konturen des Rohrs angepasste Anliegefläche. Durch das Anschmelzen des Fittings wird das hineingepresste Rohr von allen Seiten von der flüssigen Fittingmasse umhüllt und mit dem flüssigen Kunststoff des Rohrs zusammengeschweißt.
  • Vor dem Verschweißprozess kann das zu verbindende Rohr an seinem Ende auch mittels eines herkömmlichen Rohraufweitverfahrens aufgeweitet werden, dies ermöglicht einen gleich bleibenden Innendurchmesser der Verbindung und somit gleich bleibende Durchflusscharakteristika des durchströmenden Fluids oder Gases.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist der Heizring, der mit einer hitzeresistenten und/oder kunststoffabweisenden Schicht beschichtet sein kann.
  • Dieser wird an eine übliche Heizvorrichtung angebracht und ist wie bereits beschrieben nach den Konturen des zu verbindenden Rohres ausgebildet und kann an der Seite eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, die das Entweichen des beim Erhitzen überflüssigen Kunststoffes ermöglichen. Ferner kann die an der Außenwand des Rohres anliegende Innenwand des Heizringes ein Rillen- oder Zackenprofil aufweisen, das ebenfalls ein Austreten der flüssigen Masse ermöglicht.
  • Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele anhand schematischer Zeichnungen erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 die Anordnung des zu verbindenden Rohres und Fittings;
  • 2 den Erhitzungsvorgang des Rohres und Fittings nach 1 mittels einer Heizvorrichtung;
  • 3 die unlösbare Verbindung des Rohres und Fittings nach 1 und 2 nach dem Schweißvorgang;
  • 4 den Heizring.
  • Weitere Einzelheiten, Erläuterungen und Merkmale der Erfindung sind aus der Beschreibung einzelner Figuren und der Patentansprüche im Folgenden zu erschließen:
  • 1 ein Axialschnitt der zwei Verbindungskörper – ein Verbundrohr (2) aus zwei Schichten aus Kunststoff (2a, 2c) und einer Schicht aus Metall (2b) und ein Fitting (1) aus Kunststoff mit einer inneren Hülse (1b) aus Metall, wobei die Hülse einen radialen Fixierzahn (1d) aufweist und der Fitting an der selben Stelle eine Rille (1d), der Fitting weist auch eine konische radiale Vertiefung (1c) auf, die nach dem Erhitzungsprozess genau der Anliegefläche des Rohrendes (2) entspricht;
  • 2 ein Axialschnitt der bereits aufgeschobenen Verbindungskörper (1 und 2) auf eine beispielsweise elektrische Heizvorrichtung (3) aus Metall, an die mittels einer Schraube (6) und Mutter (7) zwei Heizringe angebracht sind. Ein Heizring (4) entspricht dabei den Konturen des zu verbindenden Rohrendes (2), der zweite Heizring (5) entspricht den Konturen des mit dem Rohr (2) zu verbindenden Fittings (1);
  • 3 ein Axialschnitt einer Schweißverbindung der Verbindungskörper (1 und 2) nach einer bereits durchgeführten Aufschmelzung der Anliegeflächen der beiden Elemente. Dabei bilden sich bei dieser Darstellung Schweißnähte (8) aus Kunststoff. Das Ende des Verbundrohres (2) und die darin liegende und unverformte Metallschicht wird vom geschmolzenen Kunststoff (9) der beiden Verbindungskörper (1 und 2) vollkommen eingeschlossen;
  • 4 ein Frontalschnitt und ein Axialschnitt des Heizringes (4) mit einem Außenring (4a) und einem Innenring (4b), Austrittsöffnungen (4c) zum Entweichen des überflüssigen Materials und einer Schraubenöffnung (4d) zur Anbringung auf die Heizvorrichtung. Der Außenring (4a) weist bei dieser Darstellung ein Rillenprofil (4e) auf, der ebenfalls das Austreten flüssigen Materials ermöglicht.

Claims (5)

  1. Schweißsystem für mehrschichtige Verbundrohre aus Kunststoff und Metall zur Herstellung einer unlösbaren Verbindung zwischen Fitting (1) und Rohr (2) durch das Aufheizen des Rohrendes und der Anliegefläche (1c) des Fittings (1) mittels einer Heizvorrichtung (3) mit angebrachten ringförmigen Heizelementen (4 und 5), dadurch gekennzeichnet, dass der Fitting (1) so ausgebildet ist, dass er nach Erhitzen seines Hohlraumes (1c) und des mit ihm zu verbindenden Rohres (2) das Rohrende von seiner Innen- als auch von seiner Außenwand formschlüssig verbindet.
  2. Fitting (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in seinem Inneren eine Hülse (1b) aus hitzeresistentem Material oder aus Metall zur Stabilisierung seiner Innenwand aufweist.
  3. Fitting (1) und Hülse (1b) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fitting (1) eine Einrastrille (1d) und die Hülse (1b) einen Einrastzahn (1d) ausbilden, wodurch die Hülse (1b) im Fitting (1) einrastet.
  4. Ringförmiges Heizelement (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4a) auf der Innenseite ein Rillenprofil (4e) aufweist, das das Austreten von geschmolzenem Kunststoff ermöglicht.
  5. Ringförmiges Heizelement (4) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Heizelement (4) mindestens eine kleinere Öffnung (4c) aufweist, die das Austreten von geschmolzenem Kunststoff ermöglicht.
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