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Die Erfindung bezieht sich auf ein Segment für einen aus aneinander anschliessbaren und relativ zueinander abwinkelbaren Segmenten bestehenden Isoliermantel für Rohre, insbesondere Fernheizungsleitungen, aus geschäumtem, wärmedämmendem Material, insbesondere Polyurethanhartschaum, welche Segmente vorzugsweise von einem flexiblen Hüllrohr oder Hüllschlauch umgeben sind, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Insbesondere für flexible, wärmeisolierte Medienleitungen, wie sie für Fernheizungen Verwendung finden, wurde bereits vorgeschlagen, Medienrohre aus Kunststoff, beispielsweise vernetztem Polyäthylen mit einem das Medienrohr umschliessenden Kunststoffschaum zu isolieren. Als Medienrohre wurden neben Kunststoffen auch bereits Kupferrohre oder Weicheisenrohre eingesetzt. Die wärmeisolierte Leitung soll hiebei für die Verbindung von Verteilerstationen zu den Hausanschlüssen verwendet werden können.
In derartigen Verteilerstationen wird das aus Fernheizleitungen, welche in der Regel aus Stahlguss od. dgl. bestehen, unter hohem Druck angeförderte heisse Medium bereits weitgehend entspannt und mit kaltem Medium zur Einstellung von Temperaturen unter 100 C vermischt, worauf der Transport unter wesentlich verringertem Druck, in der Regel einem Druck von 2 bis 5 bar, zu den Hausanschlüssen erfolgt. Bisher wurden für den Bereich zwischen Verteiler und Hausanschlüssen gleichfalls Stahl- oder Gussrohre eingesetzt, da derartige Leitungen unter der Erdoberfläche verlegt werden und daher über eine entsprechend hohe Druckfestigkeit verfügen müssen.
Die Verlegung von derartigen Rohren ist aber nur mit beschränkter Länge der einzelnen Rohrschüsse möglich, so dass für die oftmals langen Verbindungen zwischen den Verteilern und den Hausanschlüssen eine grosse Anzahl von Rohrverbindern und Fittings erforderlich ist. Derartige Rohrverbinder verteuern die Verlegung dieser Leitungen wesentlich und stellen darüber hinaus ein zusätzliches Isolationsproblem dar.
Aus der DE-OS 2413133 ist bereits ein biegsames Verbundrohr aus Kunststoff bekannt, welches aus einem Innenrohr aus einem vernetzten Polyolefin und einer äusseren Schaumstoffumkleidung besteht. Die Schaumstoffumkleidung ist bei diesem Rohr in keiner Weise gegen Kompression in radialer Richtung geschützt, so dass eine einwandfreie Isolation bei einer Verlegung unterhalb der Erdoberfläche nicht gewährleistet ist. Es ist weiters aus der DE-OS 2236375 bereits ein mehrschichtiges Rohr bekannt, welches einen inneren Polyolefinmantel, beispielsweise aus Polybuten, aufweist. Dieser innere Mantel ist mit einem äusseren Polyamidmantel zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Belastbarkeit verbunden. Dieses bekannte Rohr war jedoch nicht als isolierte Medienleitung ausgebildet.
Darüber hinaus ist ein derartiges Rohr bei starrer Verbindung des äusseren Mantels mit dem inneren Rohr nicht mehr in einem für ein Aufrollen geeigneten Ausmass flexibel.
Zur Verbesserung der Flexibilität und zur Verringerung der Herstellungskosten derartiger flexibler Rohre wurde bereits vorgeschlagen, den isolierten Mantel in aneinander anschliessende Segmente zu unterteilen, welche auf das Medienrohr aufgeschoben wurden und von einem Hüllrohr bzw. Hüllschlauch umgeben wurden. Die Anlenkung der einzelnen Segmente aneinander erlaubte eine Abwinkelung der Achsen der Segmente zueinander. Bei diesen vorbekannten Segmenten handelt es sich im wesentlichen um zylindrische, geschäumte Abschnitte, welche bei Abwinkelung benachbarter Segmente zueinander mit ihrer Innenkante eine Verringerung des lichten Durchtrittsquerschnittes für das Medienrohr und mit ihrer Aussenkante eine Vergrösserung des lichten Querschnittes des Hüllrohres bedingte.
Die auf diese Weise erforderliche Überdimensionierung sowohl des Hüllrohres als auch des lichten Querschnittes des isolierten Mantels führte bei gegebenem Aussendurchmesser des Hüllrohres zu einer Verschlechterung des Wärmedämmwertes gegenüber durchgehend ausgeschäumten flexiblen Leitungen. Darüber hinaus waren die isolierenden Segmente, welche aus Polyurethanhartschaum bestanden, an ihrer Berührungsstelle mit benachbarten Segmenten bei einer Abwinkelung der gesamten Rohrleitung in hohem Masse mechanisch belastet, so dass das Material des Isoliermantels relativ dicht gewählt werden muss und damit geringere Wärmedämmwerte aufweist als vergleichsweise leichteres Schaummaterial mit geringerer mechanischer Belastbarkeit.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, derartige Segmente dahingehend weiterzubilden, dass auch bei einem Abwinkeln von Segmenten relativ zueinander kein grösserer Innendurchmesser des Hüllrohres erforderlich ist. Erfindungsgemäss soll somit eine Isolation geschaffen werden, die bei möglichst geringen Aussenabmessungen günstige Wärmedämmeigenschaften ergibt. Zur Lösung dieser
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Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass die Innenfläche und die Aussenfläche des Segmentes als Rotationskörper mit gekrümmten Erzeugenden ausgebildet sind und insbesondere tonnenförmige Gestalt aufweisen.
Durch die insbesondere tonnenförmige Gestalt der Aussenfläche ergibt sich bei einer Abwinkelung von zwei aneinander anschliessenden Segmenten relativ zueinander keine Notwendigkeit für eine Vergrösserung des Innendurchmessers des Hüllrohres oder Hüllschlauches. Derartige Hüllrohre oder Hüllschläuche können in besonders einfacher Weise aus gewelltem PVC, vorzugsweise schlagzähem PVC, oder Polyäthylen bestehen und schützen den Aussenmantel der ioslierenden Segmente gegen mechanische Beschädigung, ohne die Aufrollbarkeit und damit die Vereinfachung der Verlegearbeiten zu beeinträchtigen.
Durch die bevorzugte Ausgestaltung der Enden dieser Segmente mit sich konisch nach aussen hin erweiternder Innenfläche ergeben sich nur geringe mechanische Belastungen des Medienrohres bei einem Abwinkeln der Segmente und es wird vor allen Dingen die Einführung des oder der Medienrohre (s) in die Segmente erleichtert. Die Medienleitung (en) im Inneren der Segmente können sich hiebei an der gleichfalls im wesentlichen tonnenförmig ausgebildeten Innenfläche der abwinkelbaren Segmente entsprechend dem Krümmungsverlauf der Fernheizungsleitung anlegen.
Um einen Isolierschaum mit geringem Raumgewicht verwenden zu können, ist die Ausbildung vorzugsweise so getroffen, dass die Innenfläche der Segmente aus Metall, insbesondere Aluminum, oder Kunststoff, insbesondere einem mit einem reflektierenden Anstrich oder reflektierenden Pigmenten versehenen Kunststoff, ausgebildet ist und mit Kupplungsgliedern für den abwinkelbaren Anschluss benachbarter Segmente verbunden ist. Die mechanische Festigkeit der Segmente wird hiebei in hohem Mass durch die Innenfläche der Segmente sichergestellt und diese Innenfläche kann einstückig mit in entsprechenden Gegenstücken der benachbarten Segmente verrastbaren Kupplungsstücken ausgebildet werden, wodurch auch ein gewisses Mass an Zugfestigkeit sichergestellt wird.
Zur weiteren Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften kann diese Innenfläche wärmereflektierend ausgebildet sein. Die Verwendung eines derartigen Stützmantels als Innenfläche erlaubt die bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemässen Segmentes, gemäss welcher der die Innenfläche der Segmente umgebende Mantel aus geschlossenporigem, geschäumtem Polyurethanhartschaum mit einem Raumgewicht von 35 bis 60 kg/m3 besteht.
Die Herstellung derartiger Segmente mit im wesentlichen tonnenförmiger Gestalt der Innenfläche sowie der Aussenfläche kann erfindungsgemäss in besonders einfacher Weise so erfolgen, dass in einem ersten Arbeitsgang ein Innenmantel mit gekrümmten Erzeugenden und im wesentlichen tonnenförmiger Gestalt sowie an diesen Innenmantel, vorzugsweise einstückig mit diesem, Kupplungsstücke ausgebildet werden und dass anschliessend unter Verwendung des Innenmantels als Formkern auf den Innenmantel Kunststoff aufgeschäumt wird. Der die Innenfläche bildende Innenmantel dient hiebei als Stützkörper und Formkern für die Aufschäumung des Isoliermantels und es kann hiebei in einem ersten Arbeitsgang auch für die Ausbildung der gewünschten Kupplungsstücke Sorge getragen werden.
Derartige Kupplungsstücke können beispielsweise von balligen Rohrenden gebildet werden, welche in entsprechende Gegenprofile am benachbarten Innenmantel eines benachbarten Segmentes formschlüssig eingreifen, wobei die ballige Form der Kupplungsstücke die Abwinkelung benachbarter Segmente ermöglicht. In besonders einfacher Weise kann der Innenmantel durch Blasen von Kunststoff in einer Form hergestellt werden, mit welcher auch die Kupplungsteile ausgebildet werden, wobei die Enden des auf diese Weise hergestellten Innenmantels abgelängt werden.
Um den Innenmantel mit geringer Wandstärke ausbilden zu können, wird vorzugsweise so vorgegangen, dass der Innenmantel während des Aufschäumens unter einem Innendruck gehalten und, insbesondere durch Einblasen von Druckluft, gestützt wird. Auf diese Weise wird ein Teil der erforderlichen Stützkraft während des Schäumens durch Druckluft od. dgl. gewährleistet. Nach dem Aushärten des Schaumes und insbesondere nach dem Abkühlen besitzt auch ein entsprechend dünner Innenmantel die erforderliche Festigkeit, um Beschädigungen des Schaummantels zu verhindern.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Segment und Fig. 2 die Anlenkung zweier aneinander anschliessender Segmente gemäss Fig. 1 zur Herstellung eines Isoliermantels für Rohre.
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1fläche --2-- ist von einem dichten, durch Blasen hergestellten Kunststoff gebildet, und weist nahe ihren Enden in den Bereichen a und b konische, sich nach aussen erweiternde Abschnitte auf. Einstückig mit dem Innenmantel --2-- sind Kupplungsteile --4 und 5- ausgebildet. Der geblasene Kunststoff stellt hiebei einen Stützkörper für die Aufbringung des Schaumes dar und bildet gleichzeitig eine Diffusionssperre.
Auf dem Innenmantel --2-- ist ein mit --6-- bezeichneter Polyurethanhartschaum mit einem Raumgewicht von 35 bis 60 kg/m3 aufgeschäumt, wobei die tonnenförmige Aussenkontur durch entsprechende Formschalen ausgebildet wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, lassen sich die Achsen --7-- benachbarter Segmente --1-- gegeneinander abwinkeln, ohne dass dies einen grösseren Innendurchmesser des Hüllschlauches --8-- erfordert. Es lässt sich somit in einem Hüllschlauch --8-- mit vorgegebenem Innendurchmesser relativ zu den zylindrischen Isoliersegmenten mehr isolierender Schaum unterbringen, wodurch die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden.
Durch die Ausbildung der Segmente mit stützendem Innenmantel --2-- kann ein mechanisch weniger stabiler und thermisch besser isolierender leichterer Schaum als Material für das isolierende Segment gewählt werden, wobei auch an den Kupplungsstellen die mechanischen Kräfte unmittelbar durch das Material des Innenmantels --2-- unter Verringerung der mechanischen Belastung des isolierenden Schaummantels aufgenommen werden.
Die Kupplungsglieder --4 und 5-- können hiebei so ausgebildet werden, dass sie nach dem Ineinanderstecken ineinander verrasten, so dass eine gewisse Zugfestigkeit sichergestellt ist. Insbesondere sichert diese mechanische Zugfestigkeit davor, dass bei einem Abwinkeln benachbarter Segmente relativ zueinander eine Vergrösserung des Abstandes benachbarter Segmente und damit ein mehr oder minder grosser nicht isolierter Zwischenraum entsteht.
Der Innenmantel kann von einer Aluminiumfolie ausgekleidet oder mit die Reflexion verbessernden Anstrichen oder Pigmenten ausgebildet sein. Als Medienrohre, welche in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, können Weicheisenrohre, Wellrohre, Kupferrohre, vernetzte Polyäthylenrohre od. dgl. eingesetzt werden. Das Hüllrohr --8-- kann gewellt bzw. flexibel ausgebildet sein und beispielsweise aus PVC oder Polyäthylen bestehen. Um die nötige Stützfunktion als Formkern für die Aufbringung des Polyurethanhartschaummantels zu gewährleisten, kann der Innenmantel --2-- als Blasteil mit einer Wandstärke von zirka 1 mm ausgebildet werden. Mit derartigen Segmenten lassen sich Krümmungsdurchmesser der isolierten Leitung von etwa 1, 8 m ohne weiteres realisieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Segment für einen aus aneinander anschliessbaren und relativ zueinander abwinkelbaren Segmenten bestehenden Isoliermantel für Rohre, insbesondere Fernheizungsleitungen, aus geschäumtem, wärmedämmendem Material, insbesondere Polyurethanhartschaum, welche Segmente vorzugsweise von einem flexiblen Hüllrohr oder Hüllschlauch umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (2) und die Aussenfläche (3) des Segmentes (1) als Rotationskörper mit gekrümmten Erzeugenden ausgebildet sind und insbesondere tonnenförmige Gestalt aufweisen.
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