AT401098B

AT401098B - Isoliertes rohr sowie verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: AT401098B
Application number: AT157794A
Authority: AT
Original assignee: Pipelife Rohrsysteme Gesmbh &
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1996-06-25
Also published as: ATA157794A; WO1996005464A1

Description

AT 401 098 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein isoliertes Rohr aus Kunststoff mit einem Medienrohr, einem geschäumten Mantel und einem den geschäumten Mantel außen umgebenden Mantelrohr sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen isolierten Rohres. Wärmegedämmte Rohre, wie sie insbesondere für Fernwärmeleitungen Verwendung finden, sollen sich durch eine hohe Wärmedämmung bei gleichzeitig einfacher und beschädigungsfreier Verlegbarkeit auszeichnen. Für die einfache und gefahrlose Verlegung derartiger Rohre ist die mechanische Festigkeit ebenso Voraussetzung, wie der Umstand, daß eine hinreichende Flexibilität sichergestellt werden muß, um isolierte Rohre von einer Haspel in größeren Längen abzuspulen. Es wird somit hohe Flexibilität zur Sicherstellung geringst möglicher Biegeradien bei gleichzeitig hoher Wärmedämmung und möglichst kleindimensioniertem Isoliermantel gefordert. Hohe Wärmedämmwerte sind gegenwärtig in der Regel nur mit Hartschäumen, wie beispielsweise Polyurethanschaum als Isoliermaterial erreichbar. Diese eine gute Wärmedämmung aufweisenden Schäume weisen jedoch nur geringste Flexibilität auf und brechen bereits bei geringsten Biege- und Zugbelastungen. Demgegenüber weisen Weichschaumstoffe, wie beispielsweise Polyethylenschäume, eine hohe Flexibilität auf und sind daher wesentlich leichter und damit in wesentlich kleineren Biegeradien biegbar als Hartschäume. Diesen Vorteilen steht aber ein wesentlich schlechteres Wärmedämmverhalten gegenüber.

Um isolierte Rohrleitungen der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit hinreichend geringen Biegeradien aufgerollt und verlegt werden können, wurde bisher so vorgegangen, daß speziell geformte Segmente mit karlottenförmiger Form gelenkig aneinander gereiht wurden, wobei die Rohrleitungen mit einem großen Rohr, welches als Wellrohr ausgebildet war, überzogen wurden. Wellrohre haben durch ihre Geometrie wiederum den Nachteil, daß sie relativ leicht beschädigt werden können, sodaß bei Transport, Verlegung und im Betrieb die Gefahr einer Beschädigung des Außenmantels mit der Folge der Durchfeuchtung und damit Reduzierung der Wärmedämmwerte der Wärmedämmung durch Niederschlags-und/oder Grundwasser nicht ausgeschossen werden kann.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein isoliertes Rohr der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die gewünschte Wärmedämmung bei gleichzeitig hoher Flexibilität ergibt und welches die Möglichkeit bietet, gewünschtenfalls auch einen glatten Außenmantel vorzusehen, wodurch die Verletzungsgefahr des Außenmantels wesentlich herabgesetzt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen darin, daß der geschäumte Mantel in axialer Richtung unterteilt ausgebildet ist und im Bereich der Teilungsfugen flexibler Schaum angeordnet ist. Dadurch, daß der geschäumte Mantel aus Hartschaum, vorzugsweise Polyurethanschaum, mit hoher Wärmedämmung in axialer Richtung unterteilt ist, wird Raum für eine Biegung nach Art eines Streckenzuges oder Polygones geschaffen und dadurch, daß nun im Bereich der Teilungsfugen ein Schaum hoher Flexibiliät angeordnet ist, wird zwar in diesem Bereich eine schlechtere Wärmedämmung in Kauf genommen, andererseits aber auch eine hinreichende Stabilität und vor allem Flexibilität des isolierten Rohres sichergestellt, ohne daß die Gesamtdämmwerte wesentlich verschlechtert werden. Die in Achsrichtung alternierende Verwendung von Hartschaum geringer Flexibilität und Weichschaum hoher Flexibilität, erlaubt es auf diese Weise die gewünschte hohe Wärmedämmung bei gleichzeitig hoher Flexibilität zu erzielen, wobei eine derartige Ausbildung mit einem Wellrohr als Außenmantel überzogen sein kann. Gemäß einer besonders be - vorzugten Ausbildung ist jedoch der Außenmantel nur im Bereich der Teilungsfugen gewellt insbesondere in radialer Richtung eingeschnürt ausgebildet, sodaß hier bei einer Beschränkung der Wellung auf die Teilungsfugen insgesamt eine hinreichende Flexibilität gewährleistet werden kann, und gleichzeitig die Verletzungsgefahr des somit im wesentlichen glatten Außenmantels wesentlich herabgesetzt werden kann.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung so getroffen, daß der geschäumte Mantel von Polyurethanschaum-Halbschalen gebildet ist und daß zwischen den Stirnflächen benachbarter Polyurethanschaum-Halbschalen Schaumringe aus Polyethylenschaum angeordnet sind, wodurch vorzugsweise die isolierten Rohre auf einen Kerndurchmesser von kleiner als dem 15-fachen Durchmesser D des Außenmantels, insbesondere kleiner als dem 10-fachen Durchmesser D des Außenmantels wickelbar sind, was bei mit ausschließlich Hartschäumen gedämmten Rohren nicht möglich ist. Durch die Wahl der genannten Werkstoffe wird eine besonders einfache Verarbeitung ermöglicht. Die Aufteilung in kurze hochflexible Schaumabschnitte und lange relativ starre gut wärmedämmende Abschnitte aus Polyurethan-Hartschaum wird auch die gewünschte Flexibilität gewährleistet, ohne daß wie bisher aneinander anschließend schalenförmige Elemente über Kugelgelenke und andere komplizierte formgebende Maßnahmen miteinander verbunden werden müßten. Bei der bekannten Ausbildung wurde im Bereich der gelenkigen Verbindung benachbarter Elemente eine wesentlich geringere Dicke der Wärmedämmung aus Hartschaum in Kauf genommen, sodaß es in diesem Bereich zu hohen Wärmeverlusten kam. Insgesamt ist die erfindungsgemäße Ausbildung jedoch wesentlich kostengünstiger herzustellen und in einfacher Weise zu verlegen. Mit Vorteil wird die geforderte Flexibilität dadurch sichergestellt, daß der axiale Längenanteil der Teilungsfugen 2

Claims

AT 401 098 B kleiner als 15 %, vorzugsweise kleiner 10 %, bezogen auf die Gesamtlänge des isolierten Rohres gewählt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen isolierten Rohres ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Medienrohr endlos extrudiert wird, daß nach axialer oder radialer Aufbringung einer metallischen Sperrfolie gegen Sauerstoffdiffusion, vorzugsweise durch Umwickeln eines Aluminium oder Aluminiumverbundfolienbandes, der Hartschaummäntel in Form von Halbschalen an das Medienrohr radial angepreßt wird und zwischen benachbarte Halbschalen zumindest in axialer Richtung Einlagen aus hochflexiblem Weichschaum, in Form von geschlitzten Ringen in axialer Richtung vorzugsweise komprimiert angeordnet werden, worauf das Mantelrohr durch Coextrusion aufgebracht wird. Die Anpreßung der Halbschalen an das Medienrohr soll mit Vorteil eine gewisse Vorspannung zur Folge haben, da beispielsweise Medienrohre aus Polybuten nach ihrer Extrusion bei der Lagerung noch in einem gewissen begrenzten Ausmaß einer Schwindung unterliegen. Eine derartige Schwindung hätte aber zur Folge, daß die Wärmedämmung nicht unmittelbar an das Medienrohr anschließt, was das Wärmedämmverhalten und die Stabilität des isolierten Rohres negativ beeinflussen würde. Die Anordnung von Einlagen aus flexiblem Schaumstoff zwischen benachbarten Halbschalen kann beispielsweise in Form von geschlitzten Ringen aus Polyethylen-Weichschaum erfolgen. In besonders einfacher Weise kann aber der Weichschaum integral an den Hartschaum angeformt werden, wobei mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, daß die Hartschaum-Halbschalen zumindest an ihren Stirnflächen mit einem Schaum hoher Kompressibilität verbunden oder einstückig mit einem hochflexiblen Schaum ausgestattet werden. Neben der Ausbildung der Stirnflächen nach Art von Integralschaum, bei welcher an den Polyurethan-Hartschaum eine flexiblere Schaumstoffschicht angeformt wird, können aber auch alle anderen Oberflächen der Hartschaum-Halbschalen mit einem derartigen weicheren Schaum überzogen werden, wodurch beim Anpressen der schalenförmigen bzw. halbschalenartigen Elemente an das Medienrohr unter Zwischenschaltung der Sauerstoffsperrfolie auch bei einer Schwindung des Medienrohres nach der Extrusion immer noch ein das Wärmedämmverhalten positiv beeinflussender formschlüssiger Kontakt und eine hohe mechanische Stabilität des isolierten Rohres sichergestellt wird. Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß die Halbschalen unter Zwischenschaltung von Weichschaum an das Medienrohr bzw. die Sauerstoff-Sperrfolie angepreßt wird. Alternativ kann so vorgegangen werden, daß die Wärmedämmung durch Anschäumen von Hartschaum, vorzugsweise Polyurethanschaum, an das Medienrohr aufgebracht wird, wobei in axialem Abstand Zwischenräume für die Aufnahme von Weichschaumringen freigehalten werden oder vor dem Anschäumen des Hartschaumes mit Weichschaum verfullt werden, worauf das äußere Mantelrohr durch Coextrusion aufgebracht wird. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Abschnitt eines isolierten Rohres dargestellt, wobei das Medienrohr mit 1 bezeichnet ist. Das Medienrohr 1 kann aus Polybuten gefertigt sein. Über das Medienrohr kann eine Sauerstoffsperre in Form einer Aluminium- oder Aluminiumverbundfolie gewickelt sein. Die Wärmedämmung wird von Halbschalen aus Polyurethanschaum gewährleistet, wobei diese Halbschalen mit 2 bezeichnet sind. Zwischen den Stirnflächen 3 dieser Halbschalen 2 sind Abschnitte aus Weichschaum in Form von beispielsweise axial geschlitzten Ringen eingelegt, welche mit 4 bezeichnet sind. Die Weichschaumringe 4 können aus Polyethylen gefertigt sein. Der Außenmantel 5 ist coextrudiert und kann aus Copolymeren bestehen. Im Bereich a zwischen benachbarten Stirnflächen 3 von Halbschalen 2 weist der Mantel eine Einschnürung 6 auf, welche bei einer Verbiegung des isolierten Rohres aus seiner Achse 7 eine entsprechende Gelenkzone bildet, innerhalb welcher das Material des Außenrohres 5 die bei Verbiegung des isolierten Rohres auftretenden Längenänderungen aufnehmen kann. Das Verhältnis der axialen Länge a der Weichschaumelemente zur axialen Länge b der Hartschaumelemente kann in Abhängigkeit vom Durchmesser D des isolierten Rohres variiert werden, wobei der Abstand a bei kleineren Durchmessern geringer gewählt werden kann als bei größeren Durchmessern. Ebenso kann die axiale Länge b der Hartschaumelemente in Abhängigkeit vom Durchmesser D und dem notwendigen Biegedurchmesser des isolierten Rohres variiert werden. Patentansprüche 1. Isoliertes Rohr aus Kunststoff mit einem Medienrohr, einem geschäumten Mantel und einem den geschäumten Mantel außen umgebenden Mantelrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Mantel (5) in axialer Richtung unterteilt ausgebildet ist und im Bereich der Teilungsfugen (a) flexibler Schaum (4) angeordnet ist. 3 AT 401 098 B
2. Isoliertes Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (5) nur im Bereich der Teilungsfugen (a) gewellt, insbesondere in radialer Richtung eingeschnürt, ausgebildet ist.
3. Isoliertes Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Mantel (5) von Halbschalen (2) aus Polyurethan gebildet ist und daß zwischen den Stirnflächen (3) benachbarter Halbschalen (2) aus Polyurethan Schaumringe (4) aus Polyethylenschaum angeordnet sind.
4. Isoliertes Rohr nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierten Rohre auf einen Kerndurchmesser von kleiner 15 D, insbesondere kleiner 10 D, wobei D den Durchmesser des Außermantels (5) bedeutet, wickelbar sind.
5. Isoliertes Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Längenanteil (a) der Teilungsfugen kleiner 15 %, vorzugsweise kleiner 10 %, bezogen auf die Gesamtlänge des isolierten Rohres gewählt ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines isolierten Rohres nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Medienrohr endlos extrudiert wird, daß nach axialer oder radialer Aufbringung einer metallischen Sauerstoffsperrschicht, vorzugsweise durch Umwickeln eines Aluminium- bzw. Aluminiumverbundbandes, der Hartschaummantel in Form von Halbschalen an das Medienrohr radial angepreßt wird und zwischen benachbarte Halbschalen zumindest in axialer Richtung Einlagen aus flexiblem Schaumstoff, in Form von geschlitzten Ringen vorzugsweise in axialer Richtung komprimiert angeordnet werden, worauf das Mantelrohr1 durch Coextrusion aufgebracht wird.
7. Verfahren zum Herstellen eines isolierten Rohres nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung durch Anschäumen von Hartschaum, vorzugsweise Polyurethanschaum, an das Medienrohr aufgebracht wird, wobei in axialem Abstand Zwischenräume für die Aufnahme von Weichschaumringen freigehalten werden oder vor dem Anschäumen des Hartschaumes mit Weichschaum verfüllt werden, worauf das äußere Mantelrohr durch Coextrusion aufgebracht wird.
8. Isoliertes Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartschaum-Halbschalen zumindest an ihren Stirnflächen mit einem Schaum größerer Kompressibilität verbunden oder einstückig mit einem weicheren Schaum ausgestattet werden.
9. Isoliertes Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen aus Hartschaum unter Zwischenschaltung von Weichschaum an das Medienrohr bzw. die Sauerstoff-Sperrfolie angepreßt werden.
10. Isoliertes Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr unter Zwischenschaltung einer Weichschaumschicht auf die Hartschaum-Halbschalen coextrudiert werden. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4