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Title:
CLAMP MADE OF A THERMALLY WELDABLE MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/106313
Kind Code:
A1
Abstract:
A clamp made of a thermally weldable material for pipes (4) also made of a weldable material has two segments (1, 2) which enclose in the assembled state the entire circumference of the pipe (4) and can be fixed to one another by mutually facing support surfaces (1b, 2b). The clamp also has a heating device (3) provided with at least one heat conductor (6) and fixed to the inner surface (1a) of at least one segment (1). In order to provide a clamp which ensures a tight connection with the pipe (4) while having a simple structure, it is proposed according to the invention that the heating device (3) be fixed in the assembled state exclusively to the inner surface (1a) of one segment (1) only and that the heating device (3) project on both sides over the support surfaces (1b) of said segment (1) in the direction of the other segment (2).

Inventors:
TAPPE MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/004123
Publication Date:
November 10, 2005
Filing Date:
April 19, 2005
Export Citation:
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Assignee:
GWC GAS WATER COMPONENTS GMBH (DE)
TAPPE MICHAEL (DE)
International Classes:
B29C65/34; F16L47/03; (IPC1-7): F16L47/03
Foreign References:
US3987276A1976-10-19
DE19623353C11998-01-29
US6364367B12002-04-02
GB808725A1959-02-11
DE29616864U11996-12-05
DE19623353C11998-01-29
Attorney, Agent or Firm:
Hofmeister, Frank (Ratingen, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schelle aus thermisch schweißfähigem Material für ebenfalls aus einem schweißfähigen Material bestehende Rohrleitungen (4), mit zwei Segmenten (1 , 2), die im zusammengesetzten Zustand die Rohrleitung (4) vollumfänglich umschließen und über einander zugekehrte Anlageflächen (1b, 2b) aneinan¬ der festlegbar sind, sowie mit einer, mit mindestens einem Heizleiter (6) ver¬ sehenen Heizvorrichtung (3), die fest mit der Innenfläche (1a) mindestens ei¬ nes Segments (1) verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Heizvorrichtung (3) im Montagezustand ausschließlich mit der Innen¬ fläche (1a) nur eines ersten Segments (1) fest verbunden ist und die Heizvor¬ richtung (3) die Anlageflächen (1b) dieses Segments (1) beidseitig in Rich¬ tung des anderen, zweiten Segments (2) überragt.
2. Schelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (3) die Anlageflächen (1b) beidseitig um mindestens 20° überragt.
3. Schelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvor¬ richtung (3) im Montagezustand mindestens 70%, vorzugsweise 80% bis 90%, des Umfangs der Rohrleitung (4) umspannt.
4. Schelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass in der Innenfläche (2a) des nicht mit der Heizvorrichtung (3) versehenen zweiten Segments (2) im wesentlichen der Dicke der Heizvorrich¬ tung (3) entsprechende Rücksprünge (9) zur Aufnahme der das erste Seg¬ ment (1) überragenden Bereiche (3a) der Heizvorrichtung (3) ausgebildet sind.
5. Schelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass an dem mit der Heizvorrichtung (3) versehenen Segment (1) ein Rohrabgang (8) ausgebildet ist, wobei in der Heizvorrichtung (3) ein zu¬ mindest dem Innendurchmesser (d) des Rohrabgangs (8) entsprechende Aussparung (7) ausgebildet ist.
6. Schelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurch¬ messer (d) des Rohrabgangs (8) in etwa dem Innendurchmesser (D) der Rohrleitung (4) entspricht.
7. Schelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass an den einander zugewandten Anlageflächen (1b, 2b) der Segmente (1, 2) Zentriervorrichtungen ausgebildet sind.
8. Schelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorrich¬ tungen als Vorsprünge (10) und korrespondierende Ausnehmungen (11) zur Aufnahme der Vorsprünge (10) an der jeweils gegenüberliegenden Anlage¬ fläche (1b, 2b) ausgebildet sind.
9. Schelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Heizvorrichtung (3) aus einem elastischen Kunststoffmate¬ rial, insbesondere einem thermoplastischen Material, besteht.
Description:
Schelle aus thermisch schweißfähigem Material

Die Erfindung betrifft eine Schelle aus thermisch schweißfähigem Material für e- benfalls aus einem schweißfähigen Material bestehende Rohrleitungen, mit zwei Segmenten, die im zusammengesetzten Zustand die Rohrleitung vollumfänglich umschließen und über einander zugekehrte Anlageflächen aneinander festlegbar sind, sowie mit einer, mit mindestens einem Heizleiter versehenen Heizvorrichtung, die fest mit der Innenfläche mindestens eines Segments verbunden ist.

Zum Verbinden von Kunststoffrohrleitungen, zum nachträglichen Anschließen von Rohrabgängen sowie zu Reparaturzwecken ist es bekannt, mit einer Heizvorrich¬ tung versehene Schellen aus thermisch schweißfähigem Material zu verwenden. Die aus zwei Segmenten bestehende Schelle wird auf die zu bearbeitende Rohrlei¬ tung aufgesetzt und die beiden Segmente miteinander verbunden. Anschließend wird die Heizvorrichtung bestromt und über den in ihr verlegten Heizleiter so auf¬ geheizt, dass die beiden Segmente der Schelle miteinander und mit der Rohrlei¬ tung eine stoffschlüssige Schweißverbindung eingehen.

Um im Bereich der beiden aneinander anliegenden Anlageflächen der Schellen¬ segmente eine mediendichte Schweißverbindung zu gewährleisten, ist es aus der DE 196 23 353 C1 bekannt, die Innenflächen beider Segmente jeweils mit einer Heizvorrichtung zu versehen. Die Heizvorrichtungen sind dabei so ausgebildet, dass die Heizvorrichtungen die Anlageflächen mit abwechselnden voneinander beabstandeten Zähnen überragen und diese Zähne Aufnahme in korrespondieren¬ den Lücken des jeweils anderen Segments finden. Zwar ermöglichen diese be¬ kannten Schellen eine mediendichte Schweißverbindung, jedoch ist die Ausbildung der in beiden Segmenten angeordneten Heizvorrichtungen mit der gegenseitigen Verzahnung sehr aufwendig und somit teuer.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die A u f g a b e zugrunde, eine Schelle der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine mediendichte Verbindung mit der Rohrleitung gewährleistet.

Die L ö s u n g dieser Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Heizvorrichtung im Montagezustand ausschließlich mit der In¬ nenfläche nur eines Segments fest verbunden ist und die Heizvorrichtung die An¬ lageflächen dieses Segments beidseitig in Richtung des anderen Segments über¬ ragt.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Heizvorrichtung in nur einem Segment der Schelle stellt eine deutliche Vereinfachung der Herstellung und Handhabung dar. Dadurch, dass die Heizvorrichtung die Anlageflächen beidseitig überragt, wird eine mediendichte Schweißverbindung der Schellensegmente im zusammengesetzten Zustand gewährleistet. Hierzu überragt die Heizvorrichtung die Anlageflächen beidseitig um mindestens 20°.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Heizvorrichtung im Montagezustand mindestens 70%, vorzugsweise 80% bis 90%, des Umfangs der Rohrleitung umspannt.

Um Platz für das aufschmelzende Material der das erste Segment überragenden Bereiche der Heizvorrichtung zu schaffen, sind in der Innenfläche des nicht mit der Heizvorrichtung versehenen zweiten Segments im wesentlichen der Dicke der Heizvorrichtung entsprechende Rücksprünge zur Aufnahme der das erste Seg¬ ment überragenden Bereiche der Heizvorrichtung ausgebildet.

Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an dem mit der Heizvorrichtung versehenen Segment ein Rohrabgang aus¬ gebildet ist, wobei in der Heizvorrichtung eine zumindest dem Innendurchmesser des Rohrabgangs entsprechende Aussparung ausgebildet ist. Aufgrund der guten Mediendichtigkeit der Schweißverbindung ist es möglich, den Innendurchmesser des Rohrabgangs so zu wählen, dass dieser dem Innendurchmesser der mit der Schelle versehenen Rohrleitung entspricht.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass an den einander zugewand¬ ten Anlageflächen der Segmente Zentriervorrichtungen ausgebildet sind. Diese Zentriervorrichtungen, die auch die Abdichtung im Bereich der Anlageflächen er¬ höhen, sind vorzugsweise als Vorsprünge und korrespondierende Ausnehmungen zur Aufnahme der Vorsprünge an der jeweils gegenüberliegenden Anlagefläche ausgebildet.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Heizvorrichtung aus einem elastischen Kunststoffmaterial, insbesondere einem thermoplastischen Ma¬ terial, besteht. Die Elastizität des Heizvorrichtungsmaterials ist vorteilhaft, um die Heizvorrichtung zum Aufsetzen auf eine Rohrleitung aufbiegen zu können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehöri¬ gen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schelle aus thermisch schweißfähigem Material nur beispielhaft dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schelle im geöffneten Zustand;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Schelle gemäß Fig. 1 im eine Rohrleitung umschließenden zusammengesetzten Zustand und

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Heizvorrichtung.

Die in den Abbildungen Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Schelle aus thermisch schweißfähigem Material für ebenfalls aus einem schweißfähigen Material beste¬ hende Rohrleitungen besteht im wesentlichen aus zwei Segmenten 1 und 2, näm¬ lich dem oberen Segment 1 und dem unteren Segment 2, sowie einer Heizvorrich¬ tung 3, die fest mit Innenfläche 1a des oberen Segments 1 verbunden ist. Selbst¬ verständlich ist es auch möglich, die Heizvorrichtung 3 fest mit der Innenfläche 2a des unteren Segments 2 zu verbinden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind beide Segmente 1 und 2 als im Quer¬ schnitt halbkreisförmige Segmente 1 und 2 ausgebildet. Zum Aufsetzen der einzel¬ nen Segmente 1 und 2 auf eine fertig verlegte Rohrleitung ist dies die einzig mögli¬ che Ausgestaltungsform. Wenn jedoch die Möglichkeit oder Notwendigkeit besteht, die Segmente 1 und 2 der Schelle auf eine Rohrleitung aufzuschieben, kann ein Segment 1 oder 2 der Schelle auch eine Querschnittsform aufweisen, die die Halb¬ kreisform überschreitet, beispielsweise einen Dreiviertelkreis. Das jeweils andere Segment 2 oder 1 weist dann einen entsprechen verkleinerten Umschlingungsgrad auf, damit die beiden zusammengefügten Segmente 1 und 2 im montierten Zu¬ stand eine Rohrleitung 4 vollumfänglich umschließen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie weiterhin aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weisen beide Segmente 1 und 2 beidsei¬ tig flanschförmige Anlageflächen 1b und 2b auf, über die die beiden Segmente 1 und 2 im montierten Zustand fest aneinander anliegen und miteinander ver¬ schraubt werden können. Alternativ oder zusätzlich zur Verschraubung ist es auch möglich, die flanschförmigen Anlageflächen 1b und 2b beispielsweise durch Ver¬ klemmen druckdicht miteinander zu verbinden.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Segmente 1 und 2 als vollständig voneinander trennbare, separate Segmente 1 und 2 ausgebildet. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die beiden Segmente 1 und 2 entlang einer der flanschartigen Anlageflächen 1b und 2b über eine Scharnierverbindung verschwenkbar aneinander festzulegen.

Die an der Innenfläche 1a des oberen Segments 1 festgelegte Heizvorrichtung 3 besteht, wie aus Fig. 3 ersichtlich, aus einem in diesem Fall rechteckigen Grund¬ körper 5, auf dem zumindest einseitig mindestens ein Heizleiter 6 angeordnet ist. Die dargestellte Heizvorrichtung 3 weist im Grundkörper 5 eine zentrale Ausspa¬ rung 7 auf, da das obere Segment 1 mit einem Rohrabgang 8 versehen ist. Der Durchmesser d der Aussparung 7 entspricht dabei mindestens dem Innendurch¬ messer d des Rohrabgangs 8.

Das Festlegen der Heizvorrichtung 3 an der Innenfläche 1a des oberen Segments 1 erfolgt beim Herstellen des oberen Segments 1. Die fertige Heizvorrichtung 3 wird in eine Spritzform eingelegt und nachfolgend das obere Segment 1 auf die Heizvorrichtung 3 aufgespritzt.

Wie aus den Abbildungen Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Heizvorrichtung 3 so di¬ mensioniert, dass die Heizvorrichtung 3 die Anlageflächen 1b des oberen Seg¬ ments 1 beidseitig in Richtung des unteren Segments 2 überragt, wobei die die Anlageflächen 1b überragenden Bereiche 3a der Heizvorrichtung 3 die Anlageflä¬ chen um jeweils mindestens 20° überragen. Vorteilhafterweise ist die Heizvorrich¬ tung 3 so ausgebildet, dass sie, wie aus Fig. 2 ersichtlich, im Montagezustand mindestens 70%, vorzugsweise 80% bis 90%, des Umfangs der Rohrleitung 4 um¬ spannt. Selbstverständlich sind auch 100% überschreitende Umschlingungen mög¬ lich, bei denen sich die die Anlageflächen 1b überragenden Bereiche 3a der Heiz¬ vorrichtung 3 gegenseitig überlappen.

Zur Aufnahme der die Anlageflächen 1b überragenden Bereiche 3a der Heizvor¬ richtung 3 sind in der Innenfläche 2a des unteren Segments 2 im wesentlichen der Dicke der Heizvorrichtung 3 entsprechende Rücksprünge 9 zur Aufnahme eben dieser Bereiche 3a der Heizvorrichtung 3 so ausgebildet, dass die Schelle im zu¬ sammengesetzten Zustand eine Innenfläche mit einem über den gesamten Um¬ fang gleichen Durchmesser aufweist.

Um einerseits das Zusammenfügen der beiden Segmente 1 und 2 zu erleichtern, andererseits aber auch die Dichtigkeit der Schelle zu verbessern, sind an den ein¬ ander zugewandten Anlageflächen 1b und 2b der Segmente 1 und 2 Zentriervor¬ richtungen ausgebildet. Diese Zentriervorrichtungen sind bei der dargestellten Aus¬ führungsform als Vorsprünge 10 und korrespondierende Ausnehmungen 11 zur Aufnahme der Vorsprünge 10 an der jeweils gegenüberliegenden Anlagefläche 1b, 2b ausgebildet.

Eine solchermaßen ausgebildete Schelle aus einem thermisch schweißfähigen Material für eine ebenfalls aus einem schweißfähigen Material bestehende Rohrlei¬ tung 4 wird wie folgt verwendet:

Die in den Abbildungen Fig. 1 und 2 dargestellte Schelle wird verwendet, um eine Rohrleitung 4 nachträglich mit einem Rohrabgang 8 zu versehen. Hierzu ist am oberen Segment 1 der Schelle der Rohrabgang 8 angeformt. Zum Aufsetzen des mit der Heizvorrichtung 3 versehenen oberen Segments 1 auf die Rohrleitung 4 werden die die Anlageflächen 1b des oberen Segments 1 überragenden Bereiche 3a der Heizvorrichtung 3 nach außen gebogen und anschließend das obere Seg¬ ment 1 der Schelle auf die Rohrleitung 4 aufgesetzt. Da der Grundkörper 5 der Heizvorrichtung 3 vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoffmaterial, insbe¬ sondere einem thermoplastischen Material, besteht, lassen sich die Bereiche 3a einfach und ohne bleibende Verformung aufbiegen.

Im zweiten Schritt wird das untere Segment 2 so auf die Rohrleitung 4 aufgesetzt, dass die Vorsprünge 10 und Ausnehmungen 11 der an den einander zugewandten Anlageflächen 1b und 2b der Segmente 1 und 2 ausgebildeten Zentriervorrichtun¬ gen ineinander greifen und die überlappenden Bereiche 3a der Heizvorrichtung 3 Aufnahme in den Rücksprüngen 9 der Innenfläche 2a des unteren Segments 2 finden. Anschließend werden die beiden solchermaßen lagegenau zueinander po¬ sitionierten Segmente 1 und 2 druckdicht miteinander verschraubt.

Nachfolgend wird der mindestens eine Heizleiter 6 der Heizvorrichtung 3 bestromt. Das Aufheizen des Heizleiters 6 führt dazu, dass nicht nur der Grundkörper 5 der Heizvorrichtung 3, sondern auch die mit der Heizvorrichtung 3 in Kontakt stehen¬ den Innenflächen 1a und 2a der Segmente 1 und 2 und die Mantelfläche 4a der Rohrleitung 4 aufgeschmolzen werden und nach dem anschließenden Erkalten eine stoffschlüssige und mediendichte Schweißverbindung bilden.

Durch die Ausbildung der die Anlageflächen 1b des oberen Segments 1 der Schel¬ le deutlich überragenden Bereiche 3a der Heizvorrichtung 3 ist es möglich, den Innendurchmesser d des Rohrabgangs 8 so zu wählen, dass dieser dem Innen¬ durchmesser D der Rohrleitung 4 entspricht. Die die Kontaktebene der beiden Segmente 1 und 2 weit überlappenden Bereiche 3a der Heizvorrichtung 3 gewähr¬ leisten die mediendichte Verschweißung der beiden Segmente 1 und 2 im Bereich der durch die aneinander anliegenden Anlageflächen 1b und 2b gebildeten Kon¬ taktebene.

Eine solchermaßen ausgebildete Schelle zeichnet sich dadurch aus, dass diese bei einfachem konstruktivem Aufbau eine mediendichte Verbindung mit der Rohr- leitung 4 gewährleistet und darüber hinaus das Anformen von Rohrabgängen 8 mit einem großen Innendurchmesser d ermöglicht. Bezugszeichenliste oberes Segment Innendurchmesser 1a Innenfläche D Innendurchmesser 1b Anlagefläche unteres Segment 2a Innenfläche 2b Anlagefläche Heizvorrichtung 3a überstehender Bereich 4 Rohrleitung 4a Mantelfläche 5 Grundkörper 6 Heizleiter 7 Aussparung 8 Rohrabgang 9 Rücksprung 10 Vorsprung 11 Ausnehmung