Kunststoffrohres

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufheizung eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens.

Im Endlosverfahren hergestellte Kunststoffrohre werden zur Lagerung, zum Transport und zur Verwendung in der Regel in bestimmte Längen geteilt. Insbesondere in der Kanalisationstechnik gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichen Rohrlängen, die an einer Baustelle in geeigneter Weise zu Rohrsträngen zusammengesteckt werden. Ein Ende eines Rohres ist dabei mit einer Muffe versehen, in die das Spitzende eines weiteren Rohres einsteckbar ist.

Zur Herstellung einer Muffe an einem Rohr wird das entsprechende Ende des Rohres in der Regel zunächst bis auf die Verformungstemperatur aufgeheizt und dann mittels eines Formwerkzeugs die Muffe ausgeformt.

Zur Aufheizung des Endabschnitts eines Kunststoffrohres bis auf die Verformungstemperatur ist es bekannt, den Endabschnitt außenseitig mittels äußerer Heizbacken zu kontaktieren und die Innenseite des Endabschnitts durch einen Heizdorn kontaktlos aufzuheizen. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ist in der Regel ein Spalt zwischen Heizdorn und Rohrinnenwandung vorhanden. Die Wärmeübertragung erfolgt hierbei über Strahlungswärme. Bekannt ist es auch, die Rohrinnenseite durch Heißluft aufzuheizen.

Aus der DE 25 36 306 B2 ist es bekannt, die Aufheizung der Endabschnitte eines Rohres mittels eines Infrarotstrahlers vorzunehmen, der während der Aufheizung über einen Luftstrom gekühlt wird. Eine ähnliche Ausbildung findet sich in der EP 1 315 604 B1 , bei der mehrere Strahlungsheizkörper exzentrisch auf einem um die Rohrachse rotierend antreibbaren Träger angeordnet sind und ihnen zugeordnete Gasdüsen die Innenseite des Kunststoffrohres an der Stelle der größten Wärmestrahlung abkühlen. Die Abkühlung ist notwendig, weil zur Verkürzung der Aufheizzeit einerseits ein hoher Energieeintrag in das Rohrinnere erforderlich ist, aber andererseits eine Strahlungsheizung ohne Kühlung des Rohrinneren zu übermäßigen Oberflächentemperaturen führen würde. Anstelle eines Strahlungsheizkörpers sind auch Kontaktheizkörper bekannt, die als Spreizdorne ausgebildet sind, die jedoch aufwendig herzustellen und zu betreiben sind.

Ein weiteres Problem bei der Aufheizung von Kunststoff röhren liegt darin, dass an der Schnittkante eines Rohres, insbesondere wenn dieses aus stark schrumpfenden Kunststoffen, wie z. B. Polypropylen, Polyethylen oder PVC, hergestellt ist, eine gewisse Schrumpfung im Durchmesser vorhanden ist. Wenn der Endabschnitt eines Rohres über äußere Heizbacken in Kontakt mit dem Rohr aufgeheizt wird, fehlt aufgrund der Schrumpfung des Endbereichs des Rohres dort ein unmittelbarer Kontakt, so dass auf der Außenseite im Endbereich des Rohres keine genügende Aufheizung auftritt. Das führt dazu, dass bei der anschließenden Herstellung der Muffe am Ende des Rohres die Maßhaltigkeit beeinträchtigt werden kann. Wenn ein in die Muffe einzusteckendes Spitzende eines weiteren Rohres mit maximalem Durchmesser eingesteckt werden soll, muss auf einer Baustelle häufig ein solches Rohr daher als nicht passend verworfen werden.

Auch kann eine Lagerung bei erhöhter Temperatur zur Schrumpfung im Endbereich des Rohres vor einer Sicke führen, und das Rohr schwer steckbar machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufheizung eines Endabschnitts eines Kunststoffrohres zur Vorbereitung der Ausbildung einer Muffe anzugeben, bei dem eine vollständige Aufheizung des Endabschnitts des Rohres bis zur Schnittkante möglich ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 5 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Beim Gegenstand der Erfindung erfolgt die Aufheizung des Endabschnitts eines Kunststoffrohres zur Vorbereitung der Ausbildung einer Muffe dadurch, dass der Endabschnitt außenseitig mittels Heizbacken in Kontakt gebracht und innenseitig mittels eines vom Ende in das Kunststoffrohr einführbaren Heizdorns auf ober über die Verformungstemperatur des Kunststoffrohes aufgeheizt wird.

Erfindungsgemäß wird bei diesem Verfahren ein Heizdorn verwendet, dessen Durchmesser entlang eines ersten vorderen Längenabschnitts geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Endabschnitts des Rohres gewählt ist, wobei der Durchmesser des Heizdorns sich über einen an den ersten Längenabschnitt anschließenden zweiten Längenabschnitt aber derart vergrößert, dass das Ende des zweiten Längenabschnitts beim Aufheizen des Endabschnitts des Rohres in Kontakt mit der Innenseite des Rohres kommt, wodurch das Ende des Endabschnitts des Rohres bei dessen Aufheizung sowohl mit den äußeren Heizbacken als auch dem Heizdorn in Kontakt steht.

Obgleich der Heizdorn über den ersten Längenabschnitt einen kleinen Spalt zur Innenseite des Rohres bildet, verringert sich der Spalt zum Ende des zweiten Längenabschnitts hin derart, dass das rückwärtige Ende des Heizdorns beim Einschieben in das Rohr in Kontakt mit der Innenseite des Rohres treten kann und damit das Rohr soweit aufweiten kann, dass es auch an ihrer Schnittkante in Kontakt mit den äußeren Heizbacken treten kann, so dass eine erforderliche Aufheizung des Rohres bis zur Schnittkante hin erfolgt.

Der Heizdorn ist vorzugsweise als zylindrischer Metallkörper mit einem entlang eines ersten vorderen Längenabschnitts gewählten ersten Durchmesser und einem zweiten Längenabschnitt am Ende des Heizdorns mit einem zweiten Durchmesser ausgebildet, wobei der zweite Durchmesser größer als der erste Durchmesser gewählt ist. Der zweite Längenabschnitt vergrößert sich keilförmig vom ersten Durchmesser zum zweiten Durchmesser am Ende des Heizdorns.

Beim Einschieben eines derartigen Heizdorns in ein Kunststoffrohr verdrängt die endseitige keilförmige Form eine mögliche Einschrumpfung des Kunststoffrohres nach außen, so dass das an der Schnittkante liegende äußere Ende des Kunststoff rohres an der Außenseite in Kontakt mit den äußeren Heizbacken treten kann und damit eine ausreichende Aufheizung des Rohres stattfinden kann. Der erste Längenabschnitt verläuft vorzugsweise bis in den Bereich einer im Rohr während der Aufmuffung auszubildenden Sicke, und der zweite Längenabschnitt entspricht etwa der Länge zwischen der Schnittkante und der vorzusehenden Sickenausbildung.

Die Heiztemperatur für Polypropylen- und Polyethylen-Rohre betragen vorzugsweise 150° - 160° C für die äußeren Heizbacken und 140° - 180° C für die Oberfläche des Heizdorns.

Bei PVC-Rohren betragen die bevorzugten Temperaturen für die äußeren Backen 130° - 150° C und für den Heizdorn 120° - 160° C.

Der Keilwinkel des zweiten Längsabschnitts beträgt etwa 2 - 20°, vorzugsweise 5°.

An den zweiten Längenabschnitt schließt sich vorzugsweise noch ein dritter zylinderförmiger Längenabschnitt an, dessen Durchmesser dem Durchmesser des rückwärtigen Endes des zweiten Längenabschnitts entspricht.

Der zylindrische Heizdorn besteht insbesondere aus Vollaluminium oder einer Aluminiumlegierung und enthält eine zentrale Bohrung zur Aufnahme eines zentralen Heizelements, das z. B. als elektrische Heizpatrone ausgebildet sein kann. Anstelle eines zentralen Heizelements kann der Heizdorn auch ringförmig am Umfang angeordnete Bohrungen zur Aufnahme jeweils eines Heizstabes enthalten. Der Heizdorn kann dabei ringförmig ausgebildet sein, so dass dessen Gesamtmasse verringert ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein Kunststoffrohr mit aufgesetzten Heizbacken sowie eingefahrenem Heizdorn,

Fig. 2 eine Seitenschnittansicht durch ein Kunststoffrohr mit außenseitigen

Heizbacken, wobei der Heizdorn in einer ersten oberen Stellung außerhalb des Rohres und in einer zweiten unteren Stellung im in das Rohr eingeschobenen Zustand dargestellt ist,

Fig. 2a die Einzelheit Y von Fig. 2 in vergrößerter Darstellung, wobei die

Schrumpfung des Kunststoffrohres an der Schnittkante erkennbar ist, und

Fig. 2b die Einzelheit Z von Fig. 2, wobei deutlich wird, dass die keilförmige

Aufweitung des Heizdorns zu einer Kontaktierung der Innenseite des Kunststoffrohres führt.

Der in Fig. 1 dargestellte Querschnitt zeigt ein Kunststoffrohr 1 , das sich im Spalt zwischen zwei äußeren Heizbacken 2, 3 sowie einem inneren Heizdorn 4 befindet. Der Heizdorn 4 ist als zylindrischer Körper dargestellt, wobei dieser entweder einen zentralen Heizstab oder mehrere ringförmig auf dem Umfang verteilte kleinere Heizstäbe enthalten kann. Im letzteren Fall kann der Heizdorn auch ringförmig ausgebildet sein, um die Gesamtmasse des Heizdorns zu verringern. Das Material des Heizdorns besteht vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit großer Wärmeleitfähigkeit.

Die äußeren schalenförmigen Heizbacken 2, 3 werden in Kontakt mit der Außenseite des Kunststoffrohres 1 gebracht. Bei geschlossenen Heizbacken wird das Rohr derart fixiert, das ein seitliches Wegschieben des Rohres beim Einfahren des Heizdorns, insbesondere wenn die rückwärtige Schräge (zweiter Längenabschnitt 5) das Rohrende auseinanderdrückt, verhindert wird. Der zylindrische Heizdorn 4 weist einen geringen Abstand von 0,5 - 2 mm zur Innenseite des Kunststoffrohres auf, um Fertigungstoleranzen des Kunststoffrohres ausgleichen zu können, so dass beim Ein- und Ausfahren des Heizdorns in und aus dem Kunststoffrohr keine Verklemmung stattfinden kann.

Die Temperatur der äußeren Heizbacke liegt für Polypropylen- und Polyethylen- Rohre bei 150° - 160° C, und die Temperatur des Heizdorns beträgt 140° - 180° C.

Bei Verwendung der Heizeinrichtung für PVC-Rohre liegt die Temperatur der äußeren Heizbacken bei 130° - 150° C und die des Heizdorns bei 120° - 160° C. Zur Gleitverbesserung des Heizdorns beim Ein- und Ausfahren in das oder aus dem Rohr ist die Oberfläche des Heizdorns harteloxiert, so dass sich eine glatte und harte Oberfläche ergibt.

Fig. 2 zeigt die Anordnung in Seitenansicht mit einem Kunststoffrohr 1 , auf dessen Außenseite Heizbacken 2, 3 angeordnet sind, die in Kontakt mit dem Kunststoffrohr 1 stehen. In der oberen Hälfte der Fig. 2 ist der Heizdorn 4 außerhalb des Kunststoffrohres dargestellt. Der Heizdorn weist einen vorderen ersten Längenabschnitt 6 und einen rückwärtigen zweiten Längenabschnitt 5 auf. Es ist erkennbar, dass auf dem zweiten rückwärtigen Längenabschnitt 5 eine keilförmige Vergrößerung des Durchmessers vorhanden ist, wobei der Keilwinkel 8 2° - 20° und bevorzugt etwa 5° beträgt. Der vordere Längenabschnitt 6 ist geradzylindrisch ausgebildet. Die Längenabschnitte 6 und 5 gehen stufenlos ineinander über. An den zweiten Längenabschnitt schließt sich noch ein weiterer dritter Längenabschnitt 7 an, der wieder geradzylindrisch ausgebildet ist, so dass der zweite Längenabschnitt 5 einen stufenlosen Übergangsbereich zwischen erstem und drittem Längenabschnitt bildet.

Fig. 2b zeigt die Einzelheit Z von Fig. 2. Es ist dargestellt, wie das Kunststoffrohr 1 an der Schnittkante über die keilförmige Fläche 5 nach außen gedrückt wird und damit im Gegensatz zu Fig. 2a, die die Einzelheit Y von Fig. 2 darstellt, in Kontakt mit der äußeren Heizbacke 2 steht. Aufgrund der kurzen Strecke, über die der Heizdorn 4 eine Verklemmung des Rohres 7 zwischen Heizdorn 4 und äußerer Heizbacke 2 bewirkt, kann die entstandene Klemmkraft mittels ausreichender Zug- und Druckkraft auf den Heizdorn 4 leicht überwunden werden.

Die vordere Kante des Heizdorns 4 am vorderen Ende des Längenabschnitts 6 kann abgeschrägt ausgeführt werden, um zu vermeiden, dass ein übermäßig am Ende geschrumpftes Rohr zu Problemen bei der Einführung des Heizdorns in das Rohr führen kann. Bezugszeichen Kunststoffrohr

Heizbacke

Heizbacke

Heizdorn

erster Längenabschnitt

zweiter Längenabschnitt

dritter Längenabschnitt

Keilwinkel