DE1953774A1 - Verschlusshuelse und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Verschlusshuelse und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

1QR^774
PATENTANWÄLTE I O O O / / *ΐ
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHON WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS
2 3. OKT. 1969
EAYOKEM GORPORATIOI, 300 Constitution Drive, Menlo Park, California, USA
Versohlußhülse und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die vorliegende Erfindung "bezieht sioh auf eine Verschlußhiilse aus thermoplastischem Kunststoff, der durch Hitzeeinwirkung regenerierbar ist, und auf ein Herstellungsverfahren.
Es gibt viele Anwendungsfalle, bei denen es erwünscht ist, ein dichtendes, isolierendes oder schützendes Verschlußglied für lange G-egenstände zur Verfügung zu haben. Z.B. für Kabel, Röhren usw., bei denen die Enden der länglichen G-egenstände nicht zugänglich oder erreichbar sind oder wenn sie zugänglich sind, wo es unerwünscht ist, sie zu unterbrechen oder anderweise zu entfernen von ihrer ursprünglichen Stellung. Ein solches Verschlußglied ist in der US-Patentschrift ITr. 3 379 218 beschrieben. Andere derartige Verschlußglieder sind in dem US-Patent- 3 455 und in der US-Patentanmeldung, Az. 731 200, angemeldet am 22.5.68 von Richard ¥. Muchmore beschrieben. Während jedes der Verschlußglieder, die durch die obengenannten Druckschriften bekannt geworden sind, befriedigende Ergebnisse bei der Anwendung zeigen, fordert doch jedes von ihnen einige besondere Herstellungsbedingungen, die aus wirtschaftlichen Gründen nicht in allen Fällen erwünscht sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verschlußglied und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, bei dem diese Nachteile nicht mehr auftreten. Diese Aufgabe wird nun bei einem Verschlußglied der eingangs
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beschriebenen Art gelöst durch die Anwendung einer Platte aus mittels Hitzejrückbildbarem Material, die ein Kantenpaar aufweist, in dem eine Vielzahl von löchern eingeformt ist, die dicht an den Kanten liegen, wobei die Platte an jeder der beiden Kanten längs einer durch die entsprechenden löcher verlaufenden Linie derart gefaltet ist, daß sich an jedem Kantenteil eine Vielzahl von Schlaufen für die Aufnahme eines länglichen Verbindungsgliedes bildet.
Gemäß der Erfindung verlaufen die Kanten vorzugsweise im wesentlichen parallel zueinander und die löcher sind an der Kante oder dicht an der Kante in einer Reihe parallel zu der entsprechenden Kante angeordnet. Die Löcher jeder Reihe sind vorteilhafterweise mit solchem Zwischenraum angeordnet, daß dann, wenn die Kantenteile zusammengebracht werden, so daß der Gegenstand ein rohrförmiges Glied bildet, jede Schlaufe an jeder Kante direkt gegenüber einem Einschnitt zwischen den Schlaufen der anderen Kante liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist eines der Kantenteile nochmals gefaltet, und zwar längs einer Linie, die im wesentlichen parallel zu den Löchern und zwischen den entsprechenden Löchern und der entsprechenden Kante der Platte verläuft, um eine Lasche zu bilden, die sich über die entsprechenden Schlaufen hinaus erstreckt.
Die Erfindung gibt auch ein Verfahren für das Abdecken eines Körpers an. Das Verfahren umfaßt das Anordnen eines Gegenstandes der eingangs beschriebenen Art rund um den abzudeckenden oder zu umhüllenden Körper derart, daß die zwei gegenüberliegenden Kantenteile dicht beieinander liegen. Dann wird ein längliches Verbindungsglied durch die Schlaufen der beiden zusammenliegenden Kantenteile geschoben, derart, daß mindestens einige der Schlaufen des einen Kantenteils zwischen mindestens einigen der Schlaufen
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des anderen Kantenteils liegen, worauf die Anordnung erhitzt wird, um die Hitzerückbildung, bzw. die thermische Regenerierung der Platte zu bewirken. Dabei hat das Verbindungsglied die Eigenschaft, daß es im wesentlichen von der !Temperatur, mit der die Platte für die Hitzerückbildung erhitzt wird, unbeeinflußt bleibt.
Die Erfindung schlägt weiterhin einen Robzuscbnitt für das Herstellen eines Gegenstandes der oben beschriebenen Art vor, der aus einer Platte von mittels Hitze rüokbildbarem Material besteht. Die Platte weist zwei gegenüberliegende Kanten auf, in denen eine Vielzahl von löchern dicht an jeder Kante eingeformt ist derart, daß jedes Loch direkt gegenüber dem Teil der Platte liegt, der zwischen zwei von den anderen Löchern, die sich dicht an der entgegengesetzten Kante der Platte befinden, besteht.
Durch die Erfindung ist es möglich, ein thermisch regenerierbares Verschlußglied bereitzustellen, das einfach und leiobt aus stranggepreßtem Material hergestellt werden kann, und zwar entweder in Plattenform oder in Röhrenform. Das Stangpreseen in Röhrenform ist deshalb besonders erwünscht, weil auf diese Weise sehr einfach durch Recken dee Materials die gewünschte latente innere Spannung für die spätere HitzerÜckbildung hervorgerufen werden kann. Folglich wird das rohrförmige Material, nachdem es ausgedehnt oder gereckt worden ist, im rechten Winkel zur Achse der Röhre aufgeschnitten, damit eine mehr oder weniger flache Platte entsteht. Dann wird je eine Reihe von Löchern gemacht, die an jede der beiden gegenüberliegenden Kanten der flachen Platte angrenzen. Darauf wird das Material längs der Linie der Löcher zurückgefaltet, vorzugsweise so, daß sie die Löcher halbieren. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von abwechselnden Schlaufen und Einschnitten erzeugt. Soll das Verschlußglied angebracht werden, wird
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es rings um den Gegenstand, z.B. die Röhre oder die Rohrleitung gewickelt, um sie zu schützen. Dann werden die beiden Kanten zusammengebracht, so daß die Schlaufen längs einer Kante der Hülse in die Einschnitte längs der anderen Kante hineinstehen. Eine Stange von geeignetem Material" wird dann durch die Schlaufe hindurchgesteckt. Die Hülse
kann nun thermisch regeneriert bzw. mittls Hitze geschrumpft werden, so daß sie sich-rund um den umwickelten Gegenstand fest anlegt. Die Stange verhütet, daß sich die Kanten der Hülse wieder voneinander entfernen. Die Yerschlußhülse nach der Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise für den Schutz von Rohrverbindungen anwendbar, insbesondere dann, wenn die Röhren einen großen Durchmesser haben.
Wie oben bereits ausgeführt, wird beim Gegenstand der Erfindung ein von der Größe unabhängiges, aber bitzeunstabiles Glied angewendet, ein Glied also, das thermisch regenerierbar oder rüclcbildbar ist. Im allgemeinen wird ein solches Glied aus einem Material hergestellt* das geeignet und im Stande ist, nach der thermischen "Verformung eine latente elastische oder plastische Eigenschaft zurückzubehalten. Diese Eigenschaft tritt bei bestimmten thermoplastischen Kunststoffen auf, wenn er auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann unter· Druck zu einer Form verformt wird, die sich von seiner normalen Form unterscheidet und wenn er dann, während er unter diesen verformenden Druck bleibt, wieder abgekühlt wird. ',7enn der Gegenstand aus einem Material hergestellt wird, das ganz oder teilweise kristallin ist und bei einer temperatur bei oder oberhalb des kristallinen Schmelzpunktes des Materials verformt wird, weist der Gegenstand eine latente, elastische Eigenschaft auf, die zurückbleibt. Ein Körper mit dieser Eigenschaft wird so lange nicht seine Originalform zurückerlangen, bis er nochmals bis mindestens zu seiner kristallinen Schmelztemperatur erhitzt wird, . " c
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Wenn der Gegenstand aus einem niebtkristallineti Material "besteht, wird er auf eine Temperatur erhitzt, "bei der er durch Druck verformt werden kann. Das verformte Teil bat dann die Eigenschaft, sich unter dem Einfluß von Hitze zurückzubilden. Beispiele von durch Hitze rückbildbarem Material sind in den US-Patentschriften BTr. 2 02? 962 und Hr. 3 086 242 angegeben. Polymeriscbe Materialien, die durch chemische Mittel oder durch Bestrahlung vernetzt sind, z.B. durch Hochenergieelektronen oder nukleare Strahlen, sind für die Anwendung bei der Erfindung bevorzugt. Nichtkristalline polymerische Materialien zeigen latente, plastische, zurückbleibende Eigenschaften, z.B. Polyurethan, Ionomere usw. Diese sind auch für die Ausführung der Erfindung geeignet. Weil die Yerschlußglieder nach der Erfindung aus Materialien gemacht werden können, die entweder plastische oder elastische latente Eigenschaften zurückbehalten, können die Ausdrücke "elastische" und "plastische" latente, zurückbleibende Eigenschaften in dieser Beschreibung im gegenseitigen Austausch benutzt werden und sie schließen sich auch gegenseitig ein.
Die Erfindung ist nun' anhand eines Ausführungabeispiels näher beschrieben und in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen:
Pig. 1 die perspektivische Ansicht eines Rohlings, der für die Herstellung der Gegenstände nach der Erfindung geeignet ist;
Pig. 2 eine perspektivische Ansicht des Gegenstandes nach Fig. 1 nachdem die notwendigen Paltungen in dem Rohling gemacht worden sind;
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Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2, nachdem die Faltung vervollständigt ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des neuen Verschlußgliedes im fertigen Zustand für die Hitzerück-"bildung;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des Endes des Verschlußgliedes nach Fig. 4, wobei die Verschlußstange im Schnitt dargestellt ist und
I"'ig. 6 eine vergrößerte Detailansicht, die eine Abwandlung der Verschlußhülse nach Fig. 5 darstellt.
Nach der Erfindung besitzt eine ebene flache Platte aus geeignetem Kunststoff die Eigenschaft der Hitzerückbildung bzw. der thermischen Regenerierbarkeit, d.h. er ist unter Hitzeeinwirkung fähig und in der Lage, sich zurückzubilden und seine ursprüngliche Form wieder anzunehmen. Das Materialstück ist entweder stranggepreßt oder in der abgeflachten, ebenen Form gegossen, vorzugsweise in RÖbrenform stranggepreßt und hinterher gereckt bzw. ausgedehnt, z.B. in der Art, wie sie in dem US-Patent ITr. 3 086 242 beschrieben ist. Das Rohr wird dann in rechten Winkeln zur Röhrenachse geschnitten. Das Materialstück 10 ist mit einer Reihe von Löchern 11 versehen, die nahe an einer Kante liegen und einer anderen Reihe von Löchern 12, die dicht an der anderen Kante liegen. Die Löcher 11 und 12 sind gegeneinander versetzt angeordnet. Wenn die Platte aus einem rohrförmigen Teil gewonnen wird, können die Löcher in das Material gemacht werden nachdem es aufgeschnitten ist. Sie können aber auch vorher erzeugt werden. Wie in Fig. 1 erkennbar ist, ist die Lochreihe 12 weiter von der Kante 13 entfernt als die Lochreihe 11 von der Kante 14.
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Der nächste Schritt in der Fabrikation der Verscblußhülsen beeteht darin, das Material längs der Mitellinie der zwei Locbreiben 11, 12 zu falten. Dies ist in Fig. 2 gezeigt. Das Palten in dieser Art hinterläßt Schlaufen 15 längs der einen Kante und Schlaufen 16 längs der anderen Kante des Materials, wie in Fig. 4 gut zu erkennen ist. Die Schlaufen sind gegeneinander versetzt wie die Löcher in den zwei Reiben. Wie in den Zeichnungen gezeigt, ist der übrige Seil des Materials an der Kante 13 übergefaltet, um eine Lasche zu bilden. Sie stellt einen überlappenden Verband dar, wenn das Verschlußglied in Röhrenform gewickelt ist. Wenn gewünscht, kann ein Klebstoff und/oder Dichtungsmittel angewendet werden, um das Material in der Stellung zu halten, wie sie in den verschiedenen Figuren gezeigt ist. Eine solche Klebestelle ist beispielsweise in der Fig. 5 mit 18 bezeichnet.
In Fig. 4 ist die Verschlußhülse in der Röhrenform gezeigt. Wie dort zu sehen ist, ragen die Schlaufen 15 in die Einschnitte, die zwischen den Schlaufen 16 liegen usw. Eine Sxange 19 aus einem geeigneten Material, z.B. einem silikonäbnlicben Kunststoff ("Teflon") ist wechselweise in die Schlaufen 15 und 16 eingesetzt. Die Stange 19 hält infolgedessen die zwei Kanten des Materials zusammen und hält das Glied in der Röhrenform. Wie in Fig. 4 und 5 erkennbar ist, verläuft die Lasche 17 unterhalb der Schlaufen 15 und 16. Sie bildet folglich eine Dichtung für das Glied, nachdem es durch Hitzeeinwirkung geschrumpft ist. Wenn gewünscht, kann die ganze innere Fläche des Teiles mit einem geeigneten Kitt, einem schmelzbaren Material oder einem heißschmelzenden Klebstoff zum Sichern verseben werden, so daß eine Dichtung entsteht.
Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Stange 19 mit einem Metallkern 20 versehen. Dieser Metallkern sorgt für genügende Festigkeit der Stange und kann auch für zusätzliche
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Punktionen benutzt werden, z.B. als elktrischer Leiter. Das letztere kann dann besonders wünschenswert sein, wenn die Verschlußbülse an einem elektrischen Kabel angewendet wird und wenn die Forderung besteht, die Abschirmung des Kabels fortzusetzen. Dies kann dadurch geschehen, daß die Abschirmung mit den beiden Enden des Verschlusses am leiter 20 verbunden wird.
Das Verschlußglied nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar zum Schützen von Pugen, Stoßstellen oder Verbindungen von Röhren mit großem Durchmesser, z.B. " bei Wasserversorgungsleitungen. Diese Röhren können Durchmesser haben von 1.80 m oder mehr, so daß es erforderlich ist, daß die Länge der Materialstücke 10 in der Größenordnung von etwa 6 m ist. TJm ein solches Verschlußglied zu bilden, wird zweckmäßigerweise ein Rohrstück auf geeignete Länge in Längsrichtung ausgedehnt, > anstatt in Richtung des Durchmessers um es dann in seiner t Länge aufzuschneiden. Die Schlaufen 15, 16 werden dann an den Enden des ausgedehnten Rohrstückes gebildet.
Wegen der großen Länge eines solchen Verschlußgliedes sind die konventionellen Methoden der Hitzerückbildung . nicht immer in allen Punkten befriedigend. Anstelle einer solchen konventionellen Methode, z.B. mittels Heißluftgebläsen oder Schweißbrennern, kann das Verschlußglied durch Kombination mit einem Material regeneriert werden, welches eine exothermische Reaktion auslöst, wie in den US-Patentanmeldungen, Az. 586 954, eingereicht am 17.10.66 und Az. 727 074, eingereicht am 6.5.68 beschrieben ist. ITaoh diesen Anmeldungen sind geeignete Materialien für
die Verwendung in Kombination mit der Verschlußhülse gemäß der Erfindung Aluminiumtrichlorid und Wasser oder ein Stoff, der mit Kaliumnitrat imprägniert ist. Diese Ma-■ terialien können auch mit anderen Materialien kombiniert werden, wie Fetten, oder sie können baulich mit Hitzeschirmen o.Ll, verbunden werden. '-3-
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Aus der vorangegangenen Beschreibung kann ersehen werden, daß durch die Erfindung eine Verschlußhülse geschaffen worde ist, die einfach und wirtschaftlich hergestellt und schnell und leicht installiert werden kann. Die Verschlußhülse hat sehr geringe Profile und paßt sich besonders leicht den sich anschließenden unregelmäßigen Konturen an. Wenn die Verschlußhülse entfernt werden soll, kann das durch das Entfernen der Verbindungsstange geschehen, wodurch es möglich ist, die Kanten der Hülse voneinander zu trennen und die Hülse wegzunehmen.
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Claims (14)

  1. Ansprüche;
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    (1J Verschlußhülse zum Verbinden, Abdichten, Isolieren und Schützen von vorzugsweise länglichen Gegenständen, insbesondere Rohrleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Platte (10) aus mittels Hitze rückbildbarem Material besteht und ein Kantenpaar (13,14) aufweist, in dem eine Vielzahl von Löchern (11,12) eingeformt ist, die in Fähe der Kanten (13,14) liegen, wobei die Platte (10) an jeder der beiden Kanten längs einerjdurch die entsprechenden Löcher verlaufenden Linie derart gefaltet ist, daß sich an jedem Kantenteil eine Vielzahl von Schlaufen (15,16) für die Aufnahme eines länglichen Verbindungsgliedes (19) bildet.
  2. 2. Verschlußtaülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (13,14) im wesentlichen parallel verlaufen, wobei die Löcher (11,12) in der Nähe der Kanten in einer Reihe und parallel zu der entsprechenden Kante angeordnet sind.
  3. 3. Verschlußhülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (11,12) in jeder Reihe derart voneinander entfernt sind, daß beim Zusammentreffen der Kantenteile die Platte (10) ein robrförmiges Glied bildet und daß jede Schlaufe (15 bzw. 16) an jeder Kante direkt gegenüber einem Einschnitt liegt, der zwischen zwei Schlaufen (16 bzw. 15) an der anderen Kante besteht.
  4. 4. Verschlußhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines von den Kantenteilen (13) zusätzlich längs einer Linie gefaltet ist, die im wesentlichen parallel zu den Löchern (12) verläuft und zwischen den entsprechenden Löchern (12) und der entsprechenden Kante (13) liegt, so daß eine Lasche (17) gebildet ist, die sich über die entsprechenden Schlaufen (16) hinaus erstreckt.
    -11-
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  5. 5. "Versotalußbülse nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil / des Materials jedes Kantenteiles, das zur Bildung der Schlaufen (15,16) umgefaltet ist, mit dem Teil l der Platte (10) verbunden ist, der mit ihm zusammenliegt.
  6. 6. Verscfalußbülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus vernetztem, polymerisehem Kunststoff besteht.
  7. 7. Verschlußhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Plattenfläche mit einem Kitt oder einem schmelzbaren Material überzogen ist.
  8. 8. "Verschlußhülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus einem Material besteht, das zu einer exotbermiscben Reaktion anreizbar oder auslösbar ist.
  9. 9. Tereohlußhülse aus Kunststoff, der sich durch Hitzeeinwirkung zurückbildet, gekennzeichnet durch ein längliches, dimensionsunabhängiges, hitzeunstabiles Glied, das ein Kantenpaar aufweist, das dicht susammengebraoht werden kann, um einen rohrförmigen Körper zu bilden, dabei ist das Material längs jeder der Kanten zurückgefaltet, um eine Vielzahl von Schlaufen (15, 16) zu bilden, wobei jede der Kanten mit wechselweisen Einschnitten zwischen den Schlaufen versehen ist, derart, daß von jeder Kante Schlaufen in die Einschnitte der entgegengesetzten Kante einfügbar sind, und daß ein längliches Verbindungsglied (19) durch die Schlaufen (15,16) hindurchgeführt ist um die Verschlußhülse in rohrförmiger Gestalt zu halten.
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    BAD ORIGINAL
  10. 10. Verfahren zum Überziehen eines Körpers mit einer Verschlußhülse aus Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) rund um den Körper gelegt wird, so daß die zwei gegenüberliegenden Kantenteile miteinander zusammenliegen, daß ein längliches Yerbindungsglied (19) durch die Schlaufen (15) des einen Kantenteils und die Schlaufen (16) des anderen Kantenteils hindurchgesteckt wird, daß mindestens einige der Schlaufen des einen Kantenteils zwischen mindestens einigen der Schlaufen des anderen Kantenteils liegen, daß der Kunststoff erhitzt wird, um
    " die Hitzerückbildung der Platte (10) herbeizuführen, dabei ist das Yerbindungsglied (19) so beschaffen, daß es im wesentlichen von der Temperatur unbeeinflußt bleibt, zu der die Platte erhitzt werden muß, um die Hitzerückbildung zu erzielen.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (19) aus einer Stange aus Polytetrafluorethylen gebildet ist.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (19) einen
    k Metallkern (2φ besitzt.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch seine Anwendung als Verband von zwei oder zwischen zwei Röhren.
  14. 14. Rohling zur Herstellung eintr Vereobluflnülat naob Anspruch 1, gekennzeichnet Äuroh eint Platte (10) aui mittels Hitee rückbildbirei Ktteriil, £«· awei gegenübtrliegende Kanten (13,14) hat, in denin tine Vieliehl von
    , . Löchern (11,12) eingeforat ist, di· sich in dir Fähe jeder der beiden Kanten befinden, derart, AaS jede· $©oh (11) direkt gegenüber dem ÜJeiJL der Platte litgt, der eiota zwischen zwei der Eöoher (12) der entgegengesetzten Kante der Platte befindet.
    009839/1268
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