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DE2700478A1 - Verfahren zur herstellung eines waerme- und schallisolierten leitungsrohres - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines waerme- und schallisolierten leitungsrohres

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DE2700478A1
DE2700478A1 DE19772700478 DE2700478A DE2700478A1 DE 2700478 A1 DE2700478 A1 DE 2700478A1 DE 19772700478 DE19772700478 DE 19772700478 DE 2700478 A DE2700478 A DE 2700478A DE 2700478 A1 DE2700478 A1 DE 2700478A1
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Germany
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inner tube
tube
plastic
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Gerhard Dr Ing Ziemek
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KM Kabelmetal AG
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Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
ΟΊ.Ο1.77 1-1510
Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem Innenrohr, einer Wärmeisolationsschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff und einem Außenmantel aus einem thermoplastischen Kunststoff.
Es ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen durch eine Schaumstoffschicht außen thermisch isolierter Rohre bekannt, bei dem um das metallische Innenrohr und im Abstand zu diesem ein Band zum Schlitzrohr geformt wird, in dem das in ein Stützrohr geführte Band koaxial um das Innenrohr geschlossen wird, wobei in das noch offene Schlitzrohr ein aeLbstschäumender Kunststoff eingebracht wird, der beim Durchlaufen des Stützrohres aufgeschäumt wird. Als Band wird hierbei eine auf der Schaumstoffschicht verbleibende Folie verwendet, auf die nach dem Auslauf aus dem Stützrohr ein Außenmantel aufgebracht wird. Die Folie dient im wesentlichen als äußere Form für den aufschäumenden Kunststoff. Da es sich bei diesem Verfahren um ein kontinuierliches Verfahren handelt, ist eine aufwendige Formvor-
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richtung zur Überführung der in ebenem Zustand zugeführten Folie in die Rohrform erforderlich. Da darüber hinaus die Folie keine genügende Stabilität aufweist, um dem Schäumdruck des aufschäumenden Kunststoffes standzuhalten, ist das Führungsrohr erforderlich, welches zur Formgebung beiträgt. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens sind die erheblichen Reibungskräfte zwischen der Folie und dem Stützrohr, die von einer hinter der Vorrichtung zum Aufbringen des Außenmantels angreifenden Abzugsvorrichtung übernommen werden müssen.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren wesentlich zu vereinfachen und ein Verfahren anzugeben, welches auf die ^olie und damit auf die die Folie formende Formeinrichtung sowie das äützrohr verzichtet. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß konzentrisch zu dem kontinuierlich zugeführten Innenrohr zunächst ein Rohr aus thermoplastischem Kunststoff extrudiert und in den Ringraum zwischen Innenrohr und Kunststoffmantel das reaktionsfähige, die Isolierschicht bildende Schaumstoffgemisch eingebracht wird und das Schaumstoff gemisch so eingestellt ist, daß es erst bei genügender Festigkeit des Kunststoffmantels den Ringraum ausfüllt. Das extrudierte Kunststoffrohr dient also als Form für die Schaumstoffschicht. Das reaktionsfähige Schaumstoffgemisch kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Durchlaufrichtung gesehen, hinter dem Spritzkopf in den Ringraum eingebracht werden, beispielsweise mittels einer langen Düse. Es hat sich aber als vorteilhafter erwiesen, das reaktionsfähige Schaumstoffgemisch auf einem mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr zugeführten unterhalb des Innenrohres verlaufenden Transportband einzubringen. Ib Gegensatz zu den, bekannten Verfahren, bei dem zur Erzielung konzentrischer Rohre ein Abstandshalter dringend erforderlich
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ist, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einen solchen verzichtet werden. Dies gilt insbesondere für Innenrohre aus Metall, wie beispielsweise nahtlos gepreßte und anschließend gezogne Kupferrohre, die von sich aus relativ starr sind. Da das Innenrohr kurz vor dem Spritzwerkzeug gestützt und konzentrisch zum extrudierten Außenmantel geführt werden kann und sich hinter dem Spritzkopf auf den bereits ausgehärteten Schaum auflegt, kann durch geeignete Auswahl des Schaumstoffgemisches dieser Abstand relativ kurz gewählt werden.
In Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Lehre der Erfindung kann das Innenrohr innerhalb des den Außenmantel extrudierenden Spritzwerkzeugs konzentrisch zum Mundstück geführt werden. Auf das Innenrohr kann auch vor dem Umhüllen eine Abstandshalterwendel aufgebracht werden. Diese Ausführungsform hat sich insbesondere bei der Verwendung von Innenrohren aus relativ weichem Material als zweckmäßig erwiesen. Das Kunststoffaußenrohr wird unmittelbar hinter dem Spritzwerkzeug in eine zu 50 - 80 % mit Wasser gefüllte Vakuumkammer geführt, dort kalibriert und intensiv gekühlt. Die intensive Kühlung bewirkt, daß das extrudierte Kunststoffrohr bereits ca. 1 m hinter dem Spritzwerkzeug so stabil ist, daß es die beim Aufschäumen entstehenden Kräfte auffangen kann, ohne verformt zu werden. Auf das Innenrohr kann zweckmäßiger Weise eine Trennschicht in Form einer dünnen Schicht aus Wachsen oder Fetten oder eines Papierbandes aufgebracht werden. Diese Trennschicht sorgt bei der Montage der wärme- und schallisolierten Leitungsrohre für ein leichtes Entfernen der Isolierschicht. Als Innenrohr kann ein solches aus vernetztem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, verwendet werden. Diese Rohre sind geeignet bis zu Temperaturen von 110 C. Es ist aber auch möglich, als Innenrohr ein gewelltes Metallrohr zu verwenden, welches aus einem dünnwandigen, längsnahtgeschweißten
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Metallrohr hergestellt ist. Derartige Rohre können nahezu in beliebiger Länge hergestellt werden und sind aufgrund ihrer Wellung so flexibel, daß das wärmeisolierte Leitungsrohr auf übliche Kabeltrommeln gewickelt werden kann.
In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, daß das Innenrohr dem Spritzwerkzeug unter einem Winkel zur Horizontalen nach unter verlaufend zugeführt wird, daß Innenrohr und Außenmantel das Spritzwerkzeug nahezu unter demselben Winkel verlassen und das fertige Rohr nach dem Aushärten des Schaumstoffes in die Horizontale umgelenkt wird. Durch diese Maßnahme wird die mechanische Belastung des Schaums durch das Gewicht des Innenrohres verringert. Wählt man den Verlauf des Innenrohres sowie des fertigen Rohres in Form einer Kettenlinie, so treten nahezu keine die Schaumstoffschicht belastenden Kräfte auf. Als Material für das Außenrohr haben sich Polyolefine, vorzugsweise Polyäthylen und halogenhaltige Thermoplaste wie Polyvinylchlorid als vorteilhaft erwiesen.
Die Erfindung ist anhand eines in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Mittels eines Extruders 1 wird kontinuierlich ein Rohr 2 aus einem thermoplastischen Kunststoff extrudiert. Das extrudierte Rohr 2 wird unmittelbar nach dem Austritt aus dem Mundstück des Extruders 1 in eine Kammer 3 eingeführt, die mit Unterdruck bzw. einem Vakuum beaufschlagt ist. In dieser Kammer 3 wird das aus dem Mundstück ausgetretene recht instabile Kunststoffrohr 2 kalibriert und dabei abgekühlt und in seiner Form gehalten. Hinter der Kammer 3 ist eine weitere Kammer k vorgesehen, in der das Kunststoffrohr 2 intensiv gekühlt wird. Bei dem Extruder 1 handelt es sich um einen normalen Kunststoffextruder mit einem
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Querspritzkopf, bei dem der thermoplastische Kunststoff dem eigentlichen Spritzwerkzeug quer zur Extrusionsrichtung zugeführt wird. Im Inn-ern des Spritzkopfes 1 ist ein Führungsrohr 5 vorgesehen, welches ein kontinuierlich geführtes Innenrohr 6, vorzugsweise ein nahtlos geformtes und gezogenes ggf. weichgeglühtes Kupferrohr dem Mundstück des Extruders 1 so zuführt, daß das Innenrohr 6 konzentrisch zum Kunststoffrohr 2 einläuft. Unterhalb des Innenrohres 6 wird ein Band 7 ι welches von einer Vorratsspule 8 abläuft, mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr 6 zugeführt. Auf das Band 7 wird von einer Mischvorrichtung 9 ein aufschäumbares Kunststoffgemisch in flüssiger Form, beispielsweise auf der Basis von Polyurethan, aufgesprüht, welches aufgrund seiner Zusammensetzung und aufgrund der Wärmezufuhr aus dem extrudierten Kunststoffrohr 2 unmittelbar hinter dem Mundstück aufzuschäumen beginnt. Hinter der Kammer k ist eine Stütze für das ausgetretene Rohr, beispielsweise in Form eines Bandabzuges 10 vorgesehen. Spätestens im Angriffsbereich dieses Bandabzuges 10 ist der Schaumstoff 11 bereits ausgehärtet,so daß er das Innenrohr 6 zu tragen vermag. Die dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere zum Ummanteln von Innenrohren, die aus einem relativ starren Material bestehen, beispielsweise halbharte Kupferrohre bzw. Stahlrohre. Sollen weniger starre Innenrohre 6, beispielsweise Kunststoffrohre, gewellte Metallrohre oder weichgeglühte Kupferrohre mit einer thermischen Isolierschicht versehen werden, kann es ratsam sein, diese vor dem Einführen in den Spritzkopf 1 mit einer Abstandshalterwendel oder mit Abstandshalterschalen zu versehen. Das Führungsrohr 5 entfällt für diesen Fall. Die Breite des Bandes ßf muß mindestens so gewählt sein, daß sie die Menge des Schaumstoffs, der notwendig ist, um den Ringraum auszufüllen, aufnehmen kann. In ihrem maximalen Wert entspricht sie dem inneren Umfang des Kunststoffrohres 2.
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Zur Ummantelung weniger starre Innenrohre, wie beispielsweise weichgeglühter Kupferrohre, Kunststoffrohre oder gewellter Metallrohre hat sich die in der Figur 2 schematisch dargestellte Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen. Das Innenrohr 6 sowie das fertig isolierte Rohr 12 verlaufen sowohl vor als auch hinter dem Spritzwerkzeug 1 in Form einer Kettenlinie. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß das Innenrohr 6 wie auch das Außenrohr 2 keine Kraftkomponete in vertikaler Richtung nach unten aufweist und die Konzentrizität beider Rohre zueinander über die gesamte Fertigungsstrecke gegeben ist. Mittels des Abzuges 10 kann die Abzugsgeschwindigkeit und damit die Form der Kettenlinie geregelt weicfen. Die Geschwindigkeit des Abzuges 10 kann beispielsweise durch eine nicht dargestellte hinter dem Spritzwerkzeug 1 angeordnete die Lage des Innenrohres 6 erfassende Prüfvorrichtung gesteuert werden.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß es nunmehr möglich geworden ist, in kontinuierlicher Arbeitsweise wärme- und schallisolierte Leitungsrohre von nahezu unbegrenzter Länge herzustellen, die einen mechanisch stabilen Außenmantel aufweisen, zu dem das Innenrohr nahezu vollkommen konzentrisch angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin durch seine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren, bei denen ebenfalls aufschäumbare Kunststoffgemische auf der Basis von Polyurethan verwendet wurden, kann nunmehr auf eine gesonderte äußere Form in Form eines zum Rohr gebogenen Bandes verzichtet werden.
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crse lie

Claims (1)

  1. .' 7 tJU'r
    Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
    04.01.77 1-1510
    Pat entansprüche
    ImJ Verfahren zur Herstellung eineswtrme- und schallisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem Innenrohr, einer Wärmeisolationsschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff und einem Außenmantel aus einem thermoplastischen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu dem kontinuierlich zugeführten Innenrohr zunächst ein Rohr aus thermoplastischem Kunststoff extrudiert, in den Ringraum zwischen Innenrohr und Kunststoffmantel das reaktionsfähige die Isolierschicht bildende Schaumstoff gemisch eingebracht wird und das Schaumstoffgemisch so eingestellt wird, daß es erst bei genügender Festigkeit des Kunststoffmantels den Ringraum ausfüllt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reaktionsfähige Schaumstoffgemisch auf einem mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr zugeführten unterhalb des Innenrohres verlaufenden Transportband eingebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr innerhalb des den Außenmantel extrudierenden Spritzwerkzeuges konzentrisch zum Mundstück geführt wird.
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    - 2 ORIGINAL INSPECTED
    k. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichent, daß auf das Innenrohr vor dem Umhüllen ein Abstandshalter, beispielsweise in Form einer Wendel ,· auf gebracht wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffaußenrohr unmittelbar hinter dem Spritzwerkzeug in eine zu 50 - 80 % mit Wasser gefüllte Vakuumkammer geführt, dort kalibriert und nach dem Erhärten intensiv gekühlt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Innenrohr eine Trennschicht in Form einer dünnen Schicht aus Wachsen oder Fetten oder eines Papierbandes aufgebracht wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenrohr aus vernetzem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, verwendet wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewelltes Innenrohr verwendet wird, welches aus einem dünnwandigen längsnahtgeschweißten Metallrohr hergestellt ist.
    9. Verfahren nach Anspruch 1 odei/einem der folgenden, dadurch »kennzeichnet, daß das Innenrohr dem Spritzwerkzeug unter einem Winkel zur Horizontalen nach unter verlaufend zugeführt wird, daß das Innenrohr und der Außenmantel das Spritzwerkzeug nahezu unter dem-selben Winkel verlassen und das fertige Rohr nach dem Aushärten des Schaumstoffs in die Horizontale umgelenkt wird.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichmt, daß das Innenrohr sowie das fertige Rohr in Form einer Kettenlinie verlaufen.
    809829/0034
    OR/GINAL INSPECTED
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