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Title:
THERMOWELDABLE CLIP FOR CONDUITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/032824
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clip for conduits made out of a thermoweldable material (11), comprising at least two shells (10) and having an electrically heatable conductor on the inner surfaces of the shells. The windings (25) of the conductor are arranged solely on the inner surfaces (15) in a semi-circular zone (12, 12') on each end area (31, 31') and in a flat strip (13) which is placed solely between the two semi-circular zones (12, 12') on the inner surface (32) of one longitudinal flange. Part of the cross section of the conductor protrudes out of the contact surfaces.

Inventors:
HINTZEN WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/008195
Publication Date:
July 01, 1999
Filing Date:
December 14, 1998
Export Citation:
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Assignee:
MANIBS SPEZIALARMATUREN (DE)
HINTZEN WERNER (DE)
International Classes:
B29C65/34; F16L47/03; F16L47/02; F16L55/168; (IPC1-7): F16L47/02; B29C65/34
Foreign References:
DE19519341C11996-06-20
DE19644055A11997-12-18
CH652473A51985-11-15
DE29616864U11996-12-05
Attorney, Agent or Firm:
Mentzel, Norbert (Kleiner Werth 34 Wuppertal, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Schelle aus thermisch schweißfähigem Material (11) für ein ebenfalls aus schweißfähigem Material bestehendes Leitungsrohr, wie eine Reparaturschelle, aus mindestens zwei das Leitungsrohr im Gebrauchsfall umschließenden Schalen (10), von denen ggf. mindestens eine einen Rohrabgang aufweist, und mit im Gebrauchsfall einander paarweise zugekehrten Längsflanschen (17,19) an den beiden Schalen (10), die unter Druck aneinander befestigbar sind, und mit wenigstens einem in Windungen (25) angeordneten durchgehenden, elektrisch aufheizbaren Leiter (21) an der Innenfläche (15) der Schalen (10), und mit elektrischen Anschlüssen (18,28) an der Außenseite (14) der beiden Schalen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (25) des Leiters (20) einerseits an den Schaleninnenflächen (15) nur in je einer Halbringzone (12,12') in den beiden Endbereichen (31, 31') der Schale (30) verlaufen, dass die Windungen (25) des Leiters (21) andererseits zwischen diesen beiden Halbringzonen (12,12') in einem ebenen Band (13) verlaufen, das nur an der Innenfläche (32) des einen Längsflansches (17) angeordnet ist, dass der Leiter (21) mit einem Teil seines Querschnitts (22) aus der Kontaktfläche (15,32) der schalenseitigen Halbringzonen (12,12') bzw. des längsflanschseitigen Bandes (13) herausragt, und dass beide Schalen (10) zwar hinsichtlich ihrer Form und der Anordnung des Leiters (21) gleich ausgebildet sind, aber bei ihrer paarweisen Nutzung in der Schelle in zueinander gewendeter Position liegen.
2. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (21) in Form eines ebenen Mäanders (23) vorgeformt ist und einen mäanderförmigen Heizstrang (20) bildet und dass dieser Heizstrang (20) in den schalenseitigen Halbringzonen (12,12') und dem längsflanschseitigen Band (13) in Windungen (25) verläuft, wobei der Mäander (23) mit seiner einen Breitseite (29) in den Kontaktflächen (15,52) angeordnet liegt.
3. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mäanderförmige Heizstrang (20) in Windungen (25) verlegt und dann in ein Vorprodukt aus Kunststoff integriert ist, und dass dieses Vorprodukt an der Schaleninnenfläche (15) und an der Innenfläche (32) des einen Längsflansches (17) angeordnet wird uund sich bei der Herstellung der Schale (10) mit dem Kunststoff (11) der Schale untrennbar verbindet.
4. Schelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (25) des Heizstrangs (20) aus im Wesentlichen linearen Windungsschenkeln (26) und aus benachbarte Windungsschenkel (26) verbindenden Windungsbögen (27) bestehen, wobei die Windungsschenkel (26) in der Halbringzone (12,12') in parallelen Radialebenen verlaufen, während die Windungsschenkel (26) im Längsflansch (17) in einer gemeinsamen Axialebene angeordnet sind. GEÄNDERTEANSPRÜCHE [beim Internationalen Büro am 04. Mai 1999 (04.05.99) eingegangen ; ursprünglicher Anspruch 1 geändert ; alle weiteren Ansprüche unverändert (1 Seite)] Schelle aus thermisch schweißfähigem Material (11) für ein ebenfalls aus schweißfähigem Material bestehendes Leitungsrohr, wie eine Reparaturschelle, aus mindestens zwei das Leitungsrohr im Gebrauchsfall umschließenden Schalen (10), von denen ggf. mindestens eine einen Rohrabgang aufweist, und mit im Gebrauchsfall einander paarweise zugekehrten Längsflanschen (17,19) an den beiden Schalen (10), die unter Druck aneinander befestigbar sind, und mit wenigstens einem in Windungen (25) angeordneten, durchgehenden, elektrisch aufheizbaren Leiter (21) an der Innenfläche (15) der Schalen (10), und die Windungen (25) des Leiters (21) einerseits an den Schaleninnenflächen (15) nur in je einer Halbringzone (12,12') in den beiden Endbereichen (31,31') der Schale (30) verlaufen, wobei die Winungen (25) des Leiters (21) andererseits zwischen diesen beiden Halbringzonen (12,12') in einem ebenen Band (13) verlaufen, und mit elektrischen Anschlüssen (18,28) an der Außenseite (14) der beiden Schalen (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Band (13) nur an der Innenfläche (32) des einen Längsflansches (17) angeordnet ist, daß beide Schalen (10) hinsichtlich ihrer Form und der Anordnung des Leiters (21) gleich ausgebildet sind, aber bei ihrer paarweisen Nutzung in der Schelle in zueinander gewendeter Position liegen, dass der Leiter (21) mit einem Teil seines Querschnitts (22) aus der Kontaktfläche (15,32) der schalenseitigen Halbringzonen (12,12') bzw. des längsflanschseitigen Bandes (13) herausragt. (Hieran schließen sich die Ansprüche 24 unverändert an. E r k l ä r u n g nach Artikel 19 Die Druckschrift DE 195 19 341 Cl offenbart zwar auch eine Schelle aus thermisch schweißfähigem Material für Leitungsrohre, bei der zwei ein Rohr übergreifende Schalen offenbart werden, und jede Schale einen ersten Längsflansch und auch einen zweiten Längsflansch besitzt. Außerdem offenbart die vorbekannte Lösung Windungen eines Leiters 42 bzw. 44 an den Schaleninnenflächen 8 bzw. 10 in einer jeweiligen Halbringzone. Außerdem sind auch die Verbindungsflächen 14,16 bzw. 15,17 der Flansche 18,19 bzw. 20,21 mit einer Heizwicklung 24,25 versehen. Dazu heißt es in Spalte 3, Zeilen 2932, daß in wenigstens einer der einander zugeordneten Verbindungsflächen 14,16 sowie 15,17 eine Heizwicklung 24,25 angeordnet ist. Dazu wird dann weiterhin in Spalte 3, Zeilen 38 und 39 ausgeführt, daß die Heizwicklung 24 bzw. 25 in wenigstens einer der Verbindungsflächen 14,16 bzw. 15,17 angeordnet ist. Somit weist diese Lösung keinesfalls auf die erfindungsgemäßen Merkmale hin, wonach das aus einem Heizleiter gebildete Band 13 nur an der Innenfläche 32 eines einzigen Längsflansches 17 angeordnet ist, und daß beide Schalen 10 hinsichtlich ihrer Form und Anordnung des Leiters 21 gleich ausgebildet sind, so daß bei der paarweisen Nutzung zweier Schalen zu einer Schelle diese Schalen in zu einander gewendeter Position liegen. Dadurch ist sichergestellt, daß beim aneinandergefügten Verschweißen der beiden Schalen im Fugenbereich auf beiden Seiten die Längsflansche durch einen Leiter zur Schweißung beheizbar sind. Diese Maßnahmen, die eine einheitliche Gestaltung der Schalen und damit eine einfache Fertigung und Lagerhaltung ermöglichen, finden sich in der entgegengehaltenen DE 195 19 341 Cl nicht einmal andeutungweise. Die DE 196 44 055 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer zumindest bereichsweise aus thermisch anschweißbarem Material bestehenden Rohrarmatur für aus thermisch schweißfähigem Werkstoff bestehende Leitungsrohre. Schalen im Sinne des Erfindungsgegenstandes offenbart diese Entgegenhaltung nicht, weshalb sie offensichtlich auch nur im Hinblick auf den erfinderischen Gehalt der Unteransprüche 2 bis 4 genannt wurde. Die CH 652 473 A offenbart zwar auch eine Schweißverbindung für Kunststoffrohre, wobei jedoch keine Halbschalen Verwendung finden, an die im Bereich ihrer mittigen Trennfuge einander paarweise zugekehrten Längsflanschen angeordnet sind. Darüber hinaus werden bei der vorbekannten Lösung zwischen die tangential von dem Rohr abragenden Flansche der Schalen Heizmatten eingelegt, die nicht Bestandteil der Schalen sind. Damit vermag diese Lösung keinen Hinweis auf Merkmale zu liefern, wie sie aus dem Kennzeichen des neu formulierten Patentanspruchs 1 ersichtlich sind. Das schließlich noch genannte Dokument DE 296 16 864 Ul offenbart zwar auch eine anschweißbare Schelle für ein aus thermisch schweißfähigem Material bestehendes Leitungsrohr, wobei diese Schelle auch aus zwei Halbschalen gebildet ist, die an ihren Randbereichen für die Verschweißung geeignete Heizstränge 60 aufweisen. In weiterer Übereinstimmung mit dem Erfindungsgegenstand weist jede Halbschale auch seitliche im Verbindungszustand einander paarweise zugekehrte Längsflanschen auf, die jedoch keinen Heizstrang aufweisen, so daß im Hinblick auf den Erfindungsgegenstand und dessen im Kennzeichen des neu formulierten Patentanspruches 1 genannten Merkmale dieses Dokument als neben der Sache liegend anzusehen ist.
Description:
Schelle aus thermisch schweißfähigem Material für Leitungsrohre Die Erfindung richtet sich auf eine Schelle der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Man verwendet derartige Schellen, um z. B. nachträglich in einem bereits verlegten, unter Mediendruck stehenden Leitungsrohr eine Abzweigleitung anzuschließen. Dazu verwendet man Schellen, die mindestens an einem ihrer um das Leitungsrohr herumgelegten zylinderförmigen Schalen einen Rohrabgang aufweisen.

Dieser Rohrabgang dient zunächst zum Anbohren des Leitungsrohres, dann aber auch zur Medienführung an die an den Rohrabgang angeschlossene Abzweigleitung. In anderen Fällen, wo ein Leitungsrohr eine defekte Stelle aufweist, wird, zwecks Reparatur, eine Schelle aus Schalen ohne Rohrabgang um das Leitungsrohr herumgelegt.

Bei der bekannten Schelle dieser Art (DE 295 12 309 U1) sind die Innenflächen der beiden Schalen mit Windungen eines Leiters belegt, wobei lediglich jene Kreiszonen, an denen ein Rohrabgang vorgesehen ist, ausgespart bleiben. Der Leiter ist ein Draht, dessen Windungen aus parallelen linearen Windungsschenkeln und sie paarweise verbindenden Windungsbögen besteht. Die großen Längen des Leiters erfordern großen elektrischen Energieaufwand zum Abschmelzen der Kontaktflächen. In dem großen zu verschmelzenden Kontaktbereich können an vielen Stellen Störungen eintreten, die zu Undichtigkeiten führen. Bei dieser bekannten Schelle sind die beiden Schalen zueinander unterschiedlich gestaltet, es gibt Wandbereiche, die sich überlappen. Das erfordert unterschiedliche Formteile zur Herstellung der beiden Schalen und eine entsprechend unübersichtliche Lagerhaltung und Verarbeitung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Schelle zu entwickeln, die mit geringem Material-und Energieaufwand eine mediendichte Verbindung zwischen der Schelle und dem Leitungsrohr gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Die Erfindung hat zunächst erkannt, dass es genügt, in den beiden Endbereichen der Schale verhältnismäßig kleine Halbringzonen mit Windungen zu belegen, wenn man außerdem nur an der Innenfläche des einen Längsflansches den Leiter in Form eines ebenen Bandes anordnet, der die beiden Halbringzonen miteinander verbindet. Das mittlere Feld der Schalen bleibt dabei von einem Heizleiter frei. Der Energieaufwand für das Verschweißen lässt sich erheblich verringern, wenn man den Leiter mit einem Teil seines Querschnitts aus der Kontaktfläche der schalenseitigen Halbringzonen bzw. des längsflanschseitigen Bandes herausragen lässt. Die geringen Bereiche in der Schelle, wo nur verschweißt werden braucht, können mit verhältnismäßig geringer Heizenergie erwärmt werden. Weil beide Schalen identisch ausgebildet sind, können sie in gewendeter Position paarweise miteinander kombiniert werden. Dadurch ergibt sich eine allseitige axiale und radiale Verbindung zwischen den beiden Schellen.

Besonders vorteilhaft ist es für die erwähnte Anordnung des Leiters diesen in Form eines Mäanders vorzuformen, womit man einen Heizstrang erhält, der an den genannten Stellen der Schaleninnenfläche bzw. am Längsflansch in Windungen verläuft. Der in Windungen verlegte Mäander kann mit seiner Breitseite an der Kontaktfläche zu liegen kommen, so dass sein Leiter zuverlässig mit einem Teil seines Querschnitts aus der Kontaktfläche herausragt.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung sind aus den übrigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entnehmbar. In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen : Fig. 1, in perspektivischer Darstellung, die Innenansicht der einen Schale der Schelle nach der Erfindung, Fig. 2, in Vergrößerung, ein Teilstück aus der zu verschweißenden Kontaktfläche der Schellen von Fig. 1, und Fig. 3, schematisch, einen Querschnitt durch eine zu verschweißende Kontaktfläche der Schelle von Fig. 1 in Schnittrichtung der Schnittlinie III-III von Fig. 2.

Die Erfindung richtet sich auf eine aus zwei Schalen 10 bestehenden Schelle, die aus thermisch schweißfähigem Material 11 besteht. Abgesehen von einem eventuellen Rohrabgang haben beide Schalen 10 ein übereinstimmendes Aussehen, weshalb es genügt, lediglich die eine Schale gemäß Fig. 1 näher zu beschreiben.

Die Schale 10 umfasst außer dem Schalenkörper aus thermoplastischem Material 11, das bereichsweise mehrschichtig. aufgebaut sein kann, auch noch einen besonderen Heizleiterstrang 20, der als Vorprodukt aus einem elektrischen Leiter 21, nämlich vorzugsweise einem metallischen Draht erzeugt wird. Der Leiter 21 besteht hier aus einem Draht mit Kreisquerschnitt 22. Der Heizdraht 21 wird zunächst in die Form eines ebenen Mäanders gebracht, der einen ebenen Streifen mit einer Breite 24 entsprechend der Weite der Mäanderlegungen aufweist. Wenn nachfolgend von einem "Heizstrang"gesprochen wird, soll damit stets der vorerwähnte Mäander 23 aus dem Leiter 21 gemeint sein.

Dieser Heizstrang 20 ist an definierten Stellen 12,12', 13 in Windungen 25 verlegt, deren mäanderförmiger Aufbau in Fig. 1 nicht näher gezeigt ist. Die Windungen bestehen dabei im Wesentlichen aus linearen Windungsschenkeln 26, die an ihren Enden mit Windungsbögen 27 paarweise verbunden sind. Dieser Windungsverlauf wird zweckmäßigerweise in einer vorab herzustellenden sogenannten"Heizmatte" festgelegt. In dieser Heizmatte können die Windungen 25 durch eine Kunststofflage zueinander festgelegt sein. Der Leiter 21 durchläuft die Heizmatte in einem durchgehenden, in sich mäanderförmigen Zug und seine beiden Leiterenden können gestreckt verlaufen, um in folgender Weise mit Kontakten verbunden zu werden.

Eine solche vorgefertigte Heizmatte oder aber ein in noch näher zu beschreibenden Windungen 25 zu verlegender Heizstrang 20 wird in eine Spritzgußform gebracht, die zur Herstellung der Schale 10 dient. Die Heizmatte bzw. der Heizstrang 20 kommen dabei an der künftigen Kontaktfläche der Schale 10 an den bereits erwähnten Stellen 12,12', 13 zu liegen, deren Position noch näher beschrieben werden wird. Die beiden Enden des Leiters 21 werden dabei mit elektrischen Anschlüssen 28 verbunden, die an der künftigen Außenseite 14 der zu spritzgießenden Schale zu liegen kommen.

Dann wird in die Spritzgußform das Material 11 eingeführt, das sich ggf. mit dem Kunststoffmaterial der vorausgehend eingelegten Heizmatte verbindet und das aus Fig. 1 ersichtliche Kunststoff-Metall-Produkt 10 entsteht. Dieses Kunststoff-Metall- Produkt umfasst einen Halbrohrteil 16, an dessen Längsrändern zwei Längsflansche 17,19 angeformt sind. Zwecks elektrischer Isolation der vorerwähnten, mit den Leiterenden verbundenen Anschlüsse 28 wird an der Außenseite 14 der Schale 10 eine Kontakthülse 18 angeformt, wo bei dem Schweißvorgang später elektrische Gegenkontakte einer Stromquelle eines Schweißgerätes angeschlossen werden.

Ausweislich der Fig. 1 sind bei der Erfindung die Windungen 25 nur in schmalen Zonen 12 bzw. 12'in den beiden Endbereichen 31 und 31'des Halbrohrteils 16 der Schale 10 vorgesehen. Es befinden sich dort je eine Halbringzone 12,12'an der Schaleninnenfläche 15. In der dazwischenliegenden Innenflächenzone 30 der Schale 10 sind dagegen keine elektrischen Leiter vorgesehen. Deswegen kann hier ohne weiteres bedarfsweise ein Rohrabgang in den vorerwähnten Halbrohrteil 16 der Schale 10 eingebracht werden. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Der Heizstrang 20 verläuft in den beiden Halbringzonen 12,12'mit seinen Windungsschenkeln 26 in zueinander parallelen Radialebenen, wie Fig. 1 erkennen lässt. Die Windungsbögen 27 kommen damit in den Kantenübergängen zwischen der Schaleninnenfläche 15 und den Innenflächen 32,33 der beiden Längsflansche 17,19 zu liegen. Man könnte in diesen Zonen aber auch Ringteile vorsehen, welche diese Innenflächen 32,33 stellenweise überragen. Dazu gibt es komplementäre Ringteilaufnahmen in den j eweiligen Gegenschalen, in welche die Ringteile im Gebrauchsfall formschlüssig eingreifen. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Der Heizstrang 20 verläuft im Abstandsbereich zwischen den beiden Halbringzonen 12,12'nur an der einen Innenfläche 32 des einen Längsflansches 17, während die Innenfläche 33 des gegenüberliegenden Längsflansches 19 leer ist. Der Strang 20 ist an dieser Innenfläche 32 in Form eines ebenen Bandes 13 ausgebildet. In diesem Fall sind die Windungsschenkel 26 achsparallel angeordnet und die sie paarweise <BR> <BR> <BR> verbindenden Windungsbögen 27 sind an den beiden Stirnenden 31, 31'der Schale 10 zugekehrt.

Wie bereits erwähnt wurde, werden zwei im Wesentlichen übereinstimmende Schalen 10 zum Aufbau einer erfindungsgemäßen Schelle genutzt. Diese beiden Schalen werden aber in zueinander gewendeter Position um das mit der Schelle zu versehende, nicht näher gezeigte Leitungsrohr herumgelegt. Im Gebrauchsfall werden dann die beiden Schalen gegeneinander gedrückt, was durch Schraubmittel, wie Bolzen und Muttern, zwischen den beiden paarweise einander zugekehrten Längsflanschen 17,19 der beiden Schalen zustande kommt. Dann wird über das bei 28 angeschlossene Schweißgerät ein elektrischer Strom in die Windungen des Heizstrangs 20 geleitet. Durch die dann erfolgte Erwärmung des Leiters kommt es einerseits in den Halbringzonen 12,12'zu einer Verflüssigung und einem Ineinanderfließen vom Kunststoffmaterial 11 der Schelle 10 mit dem aus ebenfalls schweißfähigem Material bestehenden Leitungsrohr. Andererseits passiert Analoges aus dem Kunststoffmaterial an den beiden komplementären Innenflächen 32 und 33 der Längsflansche 17,19 von den beiden in gewendeter Weise gegeneinander gedrückten Schalen 10. Nach der Verfestigung des geschmolzenen Materials kommt es zu einer einwandfreien Verbindung, wobei geringe Energiemengen in den Zonen 12,12'und 13 genügen.

Wie der Ausbruch aus einem Flächenbereich bei 12,12'bzw. 13 zeigt, ist der mäanderförmige Heizstrang 20 in benachbarten Windungsschenkeln 26 so dicht gesetzt, dass die Mäanderbögen sehr nahe nebeneinander zu liegen kommen und sich ggf. sogar in den Mäanderlücken des benachbarten Heizstrangs 20 hinein erstrecken können. Die Anordnung ist in jedem Fall so getroffen, dass die eine Breitseite 29 des Mäanders 23 mindestens die spätere Kontaktfläche 32 bei 13 bzw. 15 bei 12,12' berührt, wie es in Fig. 3 verdeutlicht ist. Es ist vorteilhaft, den Heizdraht 21, wie Fig.<BR> <P>3 lehrt, mit einem Teil seines Querschnitts 22 sogar aus dieser Kontaktfläche 32 herausragen zu lassen. Die Mäanderlegung 23 im Heizstrang 20 erlaubt eine solche reliefartige Anordnung des Leiters 21 an der Oberfläche, weil dadurch ein ausreichender Formschluss zwischen dem Draht 21 und dem Kunststoffmaterial 11 gegeben ist.

Bezugszeichenliste : Schale thermisch-schweißfähiges Material, thermoplastischer Kunststoff 12'Halbringzone aus 25 ebenes Band aus 25 Außenseite von 10 Schaleninnenfläche von 10, Kontaktfläche Halbrohrteil von 10 erster Längsflansch von 10 Kontakthülse an 10 zweiter Längsflansch von 10 Heizstrang, Vorprodukt Leiter für 20 Querschnitt von 21, Kreisquerschnitt ebener Mäander aus 21, Streifen Breite von 23 Windung aus 20 linearer Windungsschenkel von 25 Windungsbogen von 25 elektrischer Anschluss für 21 in 18 eine Breitseite von 23 Innenflächen-Zwischenzone von 10 zwischen 12,12' 31'Endbereich von 10 mit 20 belegte Innenfläche von 17 leere Innenfläche von 19