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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundrohrs zum wärmeisolierten Leiten eines Mediums, wobei das Verbundrohr ein Kernrohr für das Medium, einen Isoliermantel aus geschäumtem Material und ein Mantelrohr aufweist.
Derartige Verbundrohre sind bekannt und werden nach diskontinuierlichen Verfahren hergestellt, wobei in Mantelrohre Kernrohre über Distanzstücke eingesetzt und die Zwischenräume nach dem Hochdruckinjektionsverfahren mit einem aufschäumenden Ansatz soweit gefüllt werden, dass sie nach Beendigung des Schäumens gänzlich mit einem-in der Regel starren - PU-schaum ausgefüllt sind. Dabei müssen die Rohrenden abgedichtet und sehr hohe Injektionsdrücke angewendet werden, um eine halbwegs gleiche Schaumdichte zu erzielen. Die Verschäumung muss in den meisten Fällen von einem Rohrende her injiziert werden und Schaumisotropie ist schwer zu erzielen.
Es bestand die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und ein kontinuierliches Rohrherstellungsverfahren zu schaffen, bei dem keine hohen Drücke nötig sind und Schaumisotropie erzielt wird. Bei diesem Verfahren soll Endlosmaterial für das oder die Kernrohre eines Verbundrohrs Verwendung finden können, insbesondere auch Kunststoffschläuche.
Aus dieser Aufgabe ergab sich, Verbundrohre vom Kernrohr her aufzubauen, sodass das erfindungsgemässe Verfahren vor allem dadurch gekennzeichnet ist, dass unter vorzugsweise kontinuierlichem Strangvorschub und unter Gegendruck der Isoliermantel an das oder die Kernrohre angeschäumt sowie an den Isoliermantel das Mantelrohr anextrudiert wird.
Dabei ist ein wesentliches Kriterium das Aufschäumen des Isoliermantels während der Bewegung, da Konzentrizität und geometrische Form Grundbedingung sind, was durch Anschäumen unter Gegendruck erzielt wird.
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Insbesondere wird das aufzuschäumende Material auf einen Träger aufgebracht, der bom Aufschäumen des Materials eine Hülle um das Material herum bildet.
Dieser Träger Ist vorzugsweise eine Folienbahn, die während des Schäumens und nach dem Schäumen intakt bleibt und eine Aussenhaut bildet, die am Isoliermantel verbleibt und somit verhindert, dass der aufschäumende Ansatz irgendwo kleben bleibt. Dazu wird der aufzuschäumende Ansatz auf die Folienbahn aufgebracht und die Folienbahn um das oder die Kernrohre so herum gelegt, dass die Seitenkanten einander überlappen.
Die Folie wird im Uberlappungsbereich vorzugsweise verschweisst, insbesondere hochfrequenz verschweisst.
Während des Aufschäumens werden Kernrohr (e) und Träger durch einen konzentrischen Aufschäumbegrenzer hindurchgeführt, der die geometrische Form festlegt. Vorzugsweise weist der Begrenzer korrespondierende mitlaufende Kettenbänder auf, die eine Aufschäumstrecke bilden und den aus Kernrohr (en), Isolierschaummantel und Kunststoffolie bestehenden Dreilagenkòrper umschliessen und führen, wobei vorzugsweise eine Beheizung der Bänder zur Beschleunigung der Reaktion während des Verweilen zwischen den Bändern vorgesehen ist.
Im folgenden wird die Funktionsweise einer erfindungsgemässen Strasse zur kontinuierlichen Herstellung von Dreilagenisolierrohren mit einem oder mehreren Kernrohren, einem geschäumten Isoliermantel, der das oder die Kernrohre umgibt, fallweise mit Lecküberwachungsdrähten versehen und einem auf den Isoliermantel aufextrudierten Mantelrohr, näher beschrieben.
Als Kernrohrmaterialien kommen Endlosrohre oder zu verschiedenen Längen abgelängte gerade Rohre in Frage, wobei die Endlosrohre von einem Wickel auf einer Trommel abgezogen werden. Als Material für die Kernrohre kommen starre Materialien (dann gerade und abgelängt) oder flexible Materialen in Frage (dann endlos und als
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Wickel). Bevorzugt sind ein oder mehrschichtige Kunststoffschläuche oder Rohre, z.
B. Schläuche mit einer äusseren Dampfsperrschicht, sowie Metallrohre, die-wenn sie aus zugblankwelchem Stahl oder Kupfer bestehen, auch ohne Beschädigung biegbar sind, sodass fertige 3-Lagenrohre, bel denen das Kernrohr ein Schlauch oder ein flexibles Metallrohr ist, auch als \Nickel hergestellt werden kannen, dessen Radius vom Durchmesser, Material und Wandstärke des oder der Kernrohre abhangt.
Werden gerade starre Rohrlängen als Kernrohr verwendet, entfällt ein Geraderichten vor Eintritt in die Produktionsstrasse ; von Wickeln abgezogene Rohre oder Schläuche müssen in bekannter Weise geradegerichtet werden, wozu bel Kunststoffschläuchen einfach genügt, sie unter Überwindung eines Abwlckelwlderstands von der Trommel abzuziehen, der ausreicht, dass der Schlauch durch Zugspannung geradegerichtet wird.
Das Kernrohrmaterial wird durch eine VorwÅarmstrecke geführt, wo es - vorzugsweise mit Heissluft, da z. B. Gasstrahlern Brand-oder Explosionsgefahr inhärent ist-auf eine auf die Verschäumtemperatur und Schaumentwicklungszeit des im folgenden verwendeten Schaumansatzes abgestimmte Temperatur vorgewärmt wird. An das vorgewarmte Material wird schräg von unten In Förderrichtung des Materials eine dünne Kunststoffolie, z. B. eine coronabehandelte 0, 2 mm PE-Folie, über eine Förderrampe herangefuhrt, die von einer ebenen, dreieckförmig zusammenlaufenden Fläche ausgehend trichterartig weitergeht und das entlang einer geraden Linie geförderte Kernrohrmaterial auch oben, d. h. im wesentlichen zylinderförmig in gewissem Abstand, umgreift.
Diese Gestaltung hat zur Folge, dass die beiden Seitenkanten der Folie nach oben über dem Kernrohrmaterial so zusammengeschlagen werden, dass die Seitenkanten einander überlappen.
Im Bereich, wo die schräge Zufuhrrampe in den zylinderförmigen Umgreifbereich übergeht, wird zu beiden Seiten des Kernrohrmaterials ein Kunststoffschaumansatz- bevorzugt ein handelsüblicher Polyurethanansatz (Polyol + Isocyanat + Schäumer) - auf die Folie aufdosiert. Hier ist wesentlich, dass das Aufschäumen sofort einsetzt, sodass
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der aufquellende Schaum den durch überlappendes Lberemandertegen und vorzugsweise verschweissen der Ränder der Kunststoffolle entstehenden zylinderförmigen Hohlraum beim Überlappen gerade ausfüllt.
Der entstehende
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Isoliermantelwesentlichen zylinderförmigen Abschnitt der Zufuhrrampe hindurch und wird sofort von einem Linearförderer weltertransportiert, der nach dem Glelskettenprinzip arbeitet.
Es laufen zwei Endlosketten aneinander, wobei korrespondierende Kettenglieder jeweils Backenpaare bilden, die satt aneinander laufen, jedoch korrespondierende Vertiefungen
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gesamtenProfil, in aller Regel ein Kreis- bzw. Ovalprofil, bilden, in dem der Dreilagenkörper linear geführt wird. Der Linearförderer weist zweckmässig beheizbare Metallbacken auf, sodass der Dreilagenkörper von aussen her durchgeheizt werden kann und eine gleichmässige Verschaumung erzielbar ist. Nach dem Verlassen des Linearförderers wird der Dreilagenkörper auf Umgebungstemperatur abkühlen und altern gelassen - dazu wird er einfach an der Luft weiter transportiert, wobei er auf einer Walzenstrasse (übliche Doppelkonuswalzen) aufliegt.
Es ist wichtig, dass eine spontane, d. h. gleichmässige, Abkühlung bis zum oder zu den Kernrohren stattfindet, da das Schaummaterial als Isoliermaterial ein sehr schlechtes Wärmeleltvermógen aufweist und beim folgenden Mantelrohrherstellungsschritt im Schaumkörper selbst keine Wärmespannungen zuruckbleiben dürfen. Weiterhin Ist dieser Schritt eine Spontanalterung, bel der der Schaumkörper etwas schrumpft und seine endgültigen Dimensionen annimmt. Auch dies ist wichtig für einen guten Verbund mit dem herzustellenden Mantelrohr.
Das Mantelrohr wird an den ausgerichteten und gealterten Verbundkörper anextrudiert. Ringextruder mit Querfeed zum Extrudieren von Kunststoffendlosrohren sind handelsüblich und werden beispielsweise von Battenfeld hergestellt.
Beim vorliegenden Beispiel wird das Mantelrohr aus High-Denslty-Polyäthylen (PEHD, DIN8074, 8075) hergestellt, das gegenüber PVC heute das Material der Wahl für direkte
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grossenerforderlich Ist, auch Low-Density Polyäthylen (PELD) als Mantelrohrmaterial eingesetzt.
Dabei Ist die Extrusionstemperatur materialabhängig etwa 200 C oder etwas höher und das Extrudat wird durch Anlegen von Unterdruck am Extruderkopf zwischen Extrudat und Dreilagenkörper an diesen herangesaugt, wobei die die Deckschicht des
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an die Schaumoberfläche anlegen kann und keine vorher unterhalb der Folie befindlichen Hohlräume verbleiben. Unmittelbar danach durchläuft das nunmehr fertige Rohr Kühlstrecke mit Aussenkühlung durch Wasserstrahlen und wird anschliessend durch einen weiteren, dem Linearförderer nach der Schaummantelbildung entsprechenden Linearförderer geradegerichtet. Die weitere Verarbeitung hängt davon ab, ob das Ausgangsmaterial Stangenmaterial war oder Endlosmaterial.
Im ersten Fall wird das Stangenmaterial Stoss an Stoss gefördert und das Passieren der Stösse an einer Stelle vor dem Heranführen der Kunststoffolie abgefühlt. An Hand der Vorschubgeschwindigkeit weiss man ziemlich genau, wann die Stossbereiche des fertigen Mantelrohrs, in dessen Innerem das oder die Kernrohre aber diskontinuierlich verlaufen, eine Stelle passieren, wo an der Förderstrasse eine Säge vergesehen ist, die das Mantelrohr Im rechten Winkel zur Rohrachse aufschneiden kann.
Man macht einen Trimmschnitt vor und nach jeder Stossstelle, der bis zum Kernrohr geht, und an einer stromab der Säge liegenden Stelle der Strasse werden die so wieder vereinzelten Abschnitte einzeln seitlich aus der Strasse hinausgedrückt.
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die Rohrabschnitte welsen an jedem Ende ein Stück vorstehendes Kernrohr als Anschlussstutzen auf, an den die zum Verbinden solcher Rohrabschnitte nötigen Schweiss-, Löt-, Press- oder Fittingsverbindungen angebracht und dann die Stossstelle wieder isoliert wird.
Bel Endlosmantelrohren, wo also das oder die Kernrohre kontinuierlich verlaufen, werden die fertigen Mantelrohre in den gewünschten Längen abgesägt und wiederum so
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getrimmt, dass ein Kernrohrüberstand an jedem Ende verbleibt, sowie auf eine Trommel gewickelt. Die Wickel werden durch Zusammenbinden oder Umwickeln mit einem Haftband fixiert und seitlich von der Trommel abgezogen. Die Enden werden mit Kappen abgedichtet wie auch bei den Nichtendlosrohren.