CH631533A5

CH631533A5 - Formschluessige rohrverbindung und verfahren zu ihrer herstellung.

Info

Publication number: CH631533A5
Application number: CH905377A
Authority: CH
Inventors: Walter Schwarz
Original assignee: Walter Schwarz
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1982-08-13
Also published as: DE2733048C2; FI67440B; JPS6048674B2; NL183782B; MX145036A; SE433250B; AU2728677A; AR220316A1; US4147381A; DE2733048A1; SU743596A3; CA1070732A; AT359342B; GB1572628A; FR2359357B1; FI67440C; BR7704842A; JPS5313219A; AU515972B2; ATA545276A

Description

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt,

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung einer Segment-Hälfte einer als isolierende Rohr-Kupplung ausgebildeten erf indungs-gemässen Rohrverbindung gemäss Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Rohrverbindung mit einer Teil-Gleitschicht, die

Fig. 4 und 5 Ausführungsbeispiele von Gleitschichten, wobei Fig. 4 eine schaubildliche und Fig. 5 eine Schnittdarstellung ist, und

Fig. 6 in einem Teil-Längsschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Rohrverbindung in Form einer Kupplung.

In der Zeichnung sind mit 2 die Enden zweier von einem Rohr 1 aus verstärktem Kunststoff überlappten Rohre bezeichnet. Das überlappende Rohr 1 besteht gemäss den dargestellten Ausführungsbeispielen aus zwei voneinander getrennten und damit unabhängig voneinander in Axialrichtung des Rohres verformbaren Rohrschalen 1 ', 1 ". Die Enden 2 der überlappten Rohre sind jeweils mit zwei Schultern 3 versehen. Jedes der beiden Enden 21 einer jeden Rohrschale 1' und 1" aus verstärktem Kunststoff hintergreift überlappend eine der Schultern 3. Die Enden 2 des überlappten Rohres können gegenüber der Wandstärke des übrigen Rohres verstärkt sein, um durch Eindrehen die Nuten 5 und damit auch die Schultern 3 zu bilden. Die Schultern 3 können jedoch auch (in nicht dargestellter Weise) durch Ringscheiben gebildet werden, die fest, etwa durch Schweissen, mit dem Rohr verbunden sind. Das überlappte Rohr kann aus beliebigem Material bestehen, z.B. aus Kunststoff oder auch aus einem Metall, insbes. Stahl. Das überlappende Rohr 1 bzw. die Rohrschalen 1' und 1" können durch Umwickeln, Umpressen oder Umgiessen hergestellt werden, und zwar unmittelbar auf den Enden 2 der überlappten Rohre. Erfolgt die Herstellung im Wickelverfahren, so werden Stränge der Verstärkungsfasern zunächst durch ein Harzbad gezogen und ergeben beim Aufwickeln um einen Dorn nach einem vorausbestimmten Muster zunächst die Wand der Rohrschale aus verstärktem Kunststoff. Zur Herstellung einer isolierend wirkenden Rohrkupplung wird der Dorn durch ein Kupplungsstück 10 ersetzt, und es wird beim Wickelvorgang die Schulter 3 vollständig in das Ende der Kunststoffrohrschale 1' bzw. 1" eingebunden. Ebenfalls kann mit vorimprägnierten Verstärkungsfasern (Prepregs) ohne Harzbad gewickelt werden.

Bei der Herstellung kann in jeder bekannten Weise gewik-kelt werden, z.B. in Umfangsrichtung und/oder wendeiförmig nach einem linearen bzw. nicht-linearen Wickelprogramm. Der Raum zwischen den umgebördelten Enden 21 der Rohrschalen 1 ', 1 " und den benachbarten Wandungen der Schultern 3 ist durch Füllkeile 20 ausgefüllt, die ebenfalls im Wickelverfahren hergestellt werden können.

Die Schultern 3 besitzen im dargestellten Ausführungsbeispiel sägezahnartiges Profil ; sie könnten jedoch auch trapezförmige oder jede andere Profilierung besitzen. Es bietet bei einer Serienfertigung einen Arbeitsvorteil, wenn die Querschnitte der einzelnen Umfangsnuten 5 untereinander gleich ausgebildet 5 sind.

Ein weiterer Arbeitsvorteil wird erzielt, wenn die Wand der Umfangsnut 5 unmittelbar in eine Schulter 3 übergeht.

Vorzugsweise ist jede Schulter 3 mit radialen Einschnitten versehen, die eine bessere Kraftüberleitung bei einer unter io einem dreiachsigen Spannungszustand stehenden Rohrverbindung vom Rohrende 2 in das aus verstärktem Kunststoff aufgebaute Rohr ermöglichen, das aus den Rohrschalen 1', 1" besteht. Die Schulter 3 kann sich radial erstreckende Vertiefungen, z.B. Rillen, Schrauben-, Kreuz- oder Längsnuten aufwei-15 sen, wobei die zwischenliegenden Stege perforiert sind. Die vorgenannten Ausführungen ergeben eine zusätzliche Verankerung der voneinander getrennten Rohrschalen 1', 1" des Kunststoffrohres 1 beim Wickeln derselben.

Bei einer besonderen Ausführungsform gemäss den Zeich-20 nungen ist der Bereich zwischen der Innenfläche der innersten Rohrschale 1" und den einander am nächsten liegenden Randflächen der Rohrenden 2 mit einem vorgefertigten Kupplungsstück 10 ausgefüllt, das mit einer Schutzschicht (nicht dargestellt) eingehüllt sein kann. Das Kupplungsstück 10 kann aus 25 beliebigem Material vorgefertigt werden. Vorzugsweise besteht es aus faserverstärktem Kunststoff.

Die beiden einander am nächsten liegenden Stirnflächen der Rohrenden 2 können eine Nut 16 aufweisen, in welche ein Dichtring 11 eingelegt ist, welcher gegen das Kupplungsstück 10 30 drückt.

Das aus den Rohrschalen 1 ' und 1 ' ' gebildete Kunststoffrohr 1 kann auf seiner Aussenseite teilweise von Schutzrohren 9 überfangen sein, welche insbesondere den Bereich aller Umfangsnuten 5 bedecken. Im Bereich zwischen den Schutzrohren 35 und mit deren äusserer Oberfläche fluchtend kann eine Schutzschicht 14 aus einer weichelastischen und elektrisch isolierenden Vergussmasse vorgesehen sein. Das Schutzrohr 9 kann aus Metall bestehen. Fig. 6 veranschaulicht jedoch eine Ausführungsvariante, bei der das Schutzrohr 9 aus einer Wickellaminat-40 schicht 15, insbes. mit eingebetteten Fasern 17, besteht. Die Fasern 17 können aus Glas, Kohlenstoff oder auch aus Stahl bestehen. Wie dies ebenfalls Fig. 6 zeigt, kann die ganze Rohrverbindung noch mit Lagen 8 aus einem Isolierband vollständig überwickelt und mit einem Rohraussenanstrich versehen sein. 45 Damit die einzelnen Rohrschalen 1', 1" bei einer Belastung der Rohrverbindung von innen her gleichzeitig zum Tragen kommen, ist es neben der körperlichen Unabhängigkeit der einzelnen Rohrschalen voneinander auch noch erforderlich, dass die äussere Rohrschale 1 ' ' bzw. die äusseren Rohrschalen in 50 axialer Richtung eine grössere Dehnsteifigkeit aufweisen als die innere Rohrschale 1' bzw. die inneren Rohrschalen. Hiedurch besitzen die Rohrschalen von innen nach aussen zunehmende Dehnsteifigkeit. Die äussere Rohrschale 1" kann hiezu eine grössere Wandstärke als die innere Rohrschale 1 ' bei gleichem 55 Material und gleichem Aufbau aufweisen. Die höhere Dehnsteifigkeit der äusseren Rohrschale 1" kann aber auch dadurch erzielt werden, dass in diese Schale eine grössere Anzahl von gleichen Verstärkungseinlagen oder stärkere Verstärkungseinlagen eingebettet werden. In den äusseren Rohrschalen 1 ' ' kön-60 nen auch Verstärkungseinlagen erhöhter Festigkeit im Vergleich zu den Verstärkungseinlagen der inneren Rohrschale 1 ' zur Anwendung kommen.

Benachbarte Rohrschalen 1', 1" können durch Gleitschich-65 ten 4 voneinander getrennt sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da die getrennte Verformbarkeit der einzelnen Rohrschalen 1' und 1" schon dann gegeben ist, wenn diese Schalen nicht miteinander verbunden sind.

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Die Gleitschicht 4 kann von einer Trennfolie gebildet sein. Bei der Herstellung der Gleitschicht kann hiebei ein Folienstreifen, z.B. aus einem Polyester, unter Überlappung längs seiner Längsränder auf die jeweilige Aussenfläche der Rohrschale 1" oder 1' oder des Kupplungsstückes 10 aufgewickelt werden. Die Gleitschicht 4 kann auch aus Polyurethanschaum oder einem anderen zelligen Elastomer bestehen, das etwa durch Sprühen auf das Kupplungsstück 10 und auf die Rohrschalen 1' und 1" nach deren Herstellung aufgebracht wurde. Die Gleitschicht kann auch aus Polytetrafluoräthylen oder einem Polycarbonat bestehen und beispielsweise durch Aufsprühen, Aufstreichen oder Aufsintern oder auch in Form einer Folie aufgebracht werden.

Gemäss Fig. 5 besteht die Gleitschicht aus einer Schubschicht 7, die sandwichartig zwischen zwei Folien 12,13 eingeschlossen ist. Als Material für die Schubschicht 7, die auch nach dem Aushärten der Rohrschalen 1' und 1" noch plastisch bleibt, kann eine Polyester-Urethanmischung oder ein zelliges Elastomer Verwendung finden.

Gemäss Fig. 4 wird die Gleitschicht 4 von einem dünnwandigen, in Längsrichtung geschlitzten, federnden Rohr 6 gebildet.

Die Anschlussflächen der Umfangsnuten 5 bzw. der Schultern 3 können bei Rohrkupplungen, die als Isolierkupplungen ausgebildet sind, mit Inhibitoren als elektrochemischen Korrosionsschutz versehen sein. Hiefür kommt etwa Zn, AI und dgl. Metalle oder Legierungen oder Mischungen aus organischen Substanzen, Magnesiumsilikate, Titandioxyde und dgl. in Frage. Das Anbringen der Inhibitoren kann durch Aufdampfen, insbes. im Vakuum, Aufsintern, Einbrennen oder Flammspritzen erfolgen.

In Verlängerung des Innendurchmessers der überlappten Rohre kann eine rohrförmige Sperrschicht 19 vorgesehen sein, die flüssigkeits- und gasdicht ist.

Um zu verhindern, dass die Rohrverbindung bzw. Kupplung durch das Medium im Rohr beschädigt wird, ist dafür zu sorgen, dass nach der Rohraussenseite ein Diffusionsgefälle besteht. Die Rohrschalen 1', 1" können aussen und/oder innen durch eine Diffusionssperrschicht abgedeckt sein, die gegebenenfalls gleichzeitig die Gleitschicht 4 aus Elastomer, vorzugsweise aus einem modifizierten Bitumen-Alkylen-Copolymerisatgemisch bildet.

Bei der Herstellung einer erfindungsgemässen Rohrverbindung kann so vorgegangen werden, dass die beiden Enden 2 der zu überlappenden Rohre durch das Kupplungsstück 10 in die gewünschte Relativlage gebracht werden, dass dann - nachdem auf das Kupplungsstück 10 gegebenenfalls eine Gleitschicht 4 aufgebracht wurde - die erste Rohrschale 1' aufgewickelt wird, wobei auf den Eingriff der Enden der Rohrschale 1 ' in die Um-

fangsnut 5 zu achten ist. Auf die noch nicht ausgehärtete Rohrschale 1' wird dann die Gleitschicht 4, z.B. eine Trennfolie, aufgewickelt und dann - ohne das Aushärten der Rohrschale 1' abzuwarten — die zweite Rohrschale 1 ' ' aufgewickelt, auf wel-5 che dann — gegebenenfalls wieder unter Aufbringen einer Gleitschicht 4 — die Schutzrohre 9 aufgeschoben werden, wenn diese aus Metall bestehen, oder aber, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, die Schutzrohre 9 ebenfalls gewickelt werden unter Einbettung von Fasern 15. Die Schutzrohre 9 werden durch eine Schutzschicht io 14 in Form einer Gürtelwicklung oder zusätzlich noch durch Distanzscheiben 14' axial im Abstand voneinander gehalten. Eine leitende Verbindung zwischen den Enden 2 der überlappten Rohre wird vermieden, wenn die Schutzschicht 14 aus nicht leitendem Material besteht und auch das Kupplungsstück 10 15 und die Sperrschicht 19 nicht leitend sind.

Die Anwendung einer Gleitschicht 4, wie sie Fig. 5 zeigt, ist besonders bei Rohrverbindungen mit grossem Durchmesser zweckmässig.

20 Erfindungsgemäss ausgestaltete Verbindungen können aufgrund der hohen erzielbaren Festigkeit in Rohrleitungen beliebiger Art eingesetzt werden, z.B. für Pipelines, Druckrohrleitungen für Hochdruckwasserkraftwerke, jedoch auch in Dampfleitungen u.dgl.

25 Eine Rohrverbindung, bei der das aus verstärktem Kunststoff bestehende Verbindungsrohr 1 aus Rohr schalen 1', 1" usw. hergestellt ist, besitzt ungefähr die doppelte Festigkeit wie ein Rohr aus gleichem Material, dessen Wandstärke gleich ist der Summe der Wandstärken der Rohrschalen 1 ' und 1 ". Be-30 dingt ist dies dadurch, weil die einzelnen Schalen im Belastungsfalle gleichmässig zum Tragen kommen und sich unabhängig voneinander verformen können.

Bei der Rohrverbindung gemäss Fig. 3, zwischen Kunststoffrohren und einem Rohr, vorzugsweise aus Metall, genügt 35 es, wenn die Trenn- bzw. Gleitschichten 4 nur im Verbindungsbereich in einer Länge des ca. ófachen Rohrduchmessers, ausgehend von der ersten Schulter 3, vorgesehen sind.

Die offenbarte Verbindung «Metall(Stahl)rohr mit verstärktem Kunststoffrohr» beschränkt sich nicht nur auf eine 40 Rohrverbindung oder eine isolierende Rohrkupplung, sondern umfasst darüber hinaus auch eine Anzahl von neuen Anwendungsmöglichkeiten, wie beispielsweise Löschkammern und Kaskadentransformatoren im Baukastensystem für die Elektroindustrie, wobei jeweils ein verstärktes Kunststoffrohrstück an 45 seinen beiden Enden mit einem Metallflansch oder Metallrohr verbunden wird. Weiterhin kann von erfindungsgemässen Verbindungen auch im Bau von Trägerraketen beispielsweise für Satelliten Gebrauch gemacht werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

631 533 PATENTANSPRÜCHE

1. Formschlüssige Rohrverbindung, die ein Rohr (1) aus verstärktem Kunststoff und ein oder zwei von diesem überlappte Rohre aufweist, wobei das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff wenigstens eine am Ende (2) des überlappten Rohres als Verzahnungselement vorgesehene umlaufende Schulter (3) überlappend hintergreift und das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff durch Umwickeln, Umpressen oder Umgiessen auf das Ende (2) des überlappten Rohres aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das aus verstärktem Kunststoff bestehende, überlappende Rohr (1) in eine Anzahl von übereinander angeordneten Rohrschalen (1', 1") unterteilt ist, die voneinander getrennt und damit unabhängig voneinander in Axialrichtung des Rohres verformbar sind, und dass die äusseren Rohrschalen (1") in axialer Richtung eine grössere Dehnsteifig-keit aufweisen als die inneren Rohrschalen (1').

2. Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf das zu überlappende Rohr die innere Rohrschale aufgebracht und auf diese solange der Kunststoff noch nass ist bzw. sich im Gelzustand befindet, somit nur teilweise gehärtet ist, eine Trennschicht aufgebracht wird, worauf bei in noch nassem, bzw. im Gelzustand befindlichem Kunststoff der inneren Rohrschale die folgende Rohrschale aufgebracht wird.

3. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das überlappende Kunststoffrohr (1) verbundenen Rohre aus Metall bestehen.

4. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schultern (3) und Umfangsnuten (5) an jedem der beiden Rohrenden (2) angeordnet sind.

5. Rohrverbindung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schultern (3) und Umfangsnuten (5) an den Rohrenden treppenförmig aneinanderschliessend angeordnet sind.

6. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Rohrschalen (1") eine grössere Wandstärke aufweisen als die inneren Rohrschalen (1'), so dass die äusseren Rohrschalen in axialer Richtung eine grössere Dehnsteifigkeit besitzen als die inneren Rohrschalen.

7. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinlagen in den äusseren und inneren Rohrschalen (1 ', 1 ") hinsichtlich ihrer Festigkeit gleich sind, jedoch in den äusseren Rohrschalen (1") eine grössere Anzahl von Verstärkungseinlagen als in den inneren Rohrschalen (1') angeordnet sind, so dass die äusseren Rohrschalen in axialer Richtung eine grössere Dehnsteifigkeit besitzen als die inneren Rohrschalen.

8. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungseinlagen der äusseren Rohrschalen (1") grössere Festigkeit aufweisen als die Verstärkungseinlagen der inneren Rohrschalen (1'), so dass die äusseren Rohrschalen in axialer Richtung eine grössere Dehnsteifigkeit besitzen als die inneren Rohrschalen.

9. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Rohrschalen (1', 1") durch eine Gleitschicht (4) voneinander getrennt sind.

10. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) aus Polytetrafluoräthyl-en gebildet ist.

11. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) aus Schaumstoff gebildet ist.

12. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) von einer Trennfolie gebildet ist.

13. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) von einem federnden Rohr gebildet ist (Fig. 4).

14. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) von einem federnden längsgeschlitzten Rohr gebildet ist (Fig. 4).

15. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch ge-

5 kennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) sandwichartig aufgebaut ist, wobei zwischen zwei Trennfolien (12,13) eine rohrförmige plastische Schubschicht (7) eingeschlossen ist (Fig. 5).

16. Rohrverbindung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (4) nur im Bereich einer io Schulter (3) ausgeführt ist.

17. Rohrverbindung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Schultern (3) und die Wände der zwischen den Schultern gebildeten Nuten (5) der Metallrohre mit einer Schutzschicht für den elektrochemischen Korro-

15 sionsschutz versehen sind.

18. Rohrverbindung nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht eine auf die Wände der Schultern und Nuten aufgedampfte Schicht ist.

19. Rohrverbindung nach Patentanspruch 17, dadurch ge-

20 kennzeichnet, dass die Schutzschicht als galvanisch auf die Wände der Schultern und Nuten aufgebrachte Schicht ausgebildet ist.

20. Rohrverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überdeckung aller Schultern, minde-

25 stens jedoch der äussersten Schulter, ein Schutzrohr (9) aus einer Wickellaminatschicht (15) vorgesehen ist (Fig. 6).

21. Rohrverbindung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei überlappten Rohren (2) aus Metall zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen dieser Rohre

30 ein Distanzstück, insbes. ein elektrisch isolierendes Distanzstück, angeordnet ist.

22. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht auf die Rohrsschale in flüssigem Zustand aufgebracht wird.

35 23. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht auf die Rohrschale durch längs den Rändern überlappend erfolgendes Wickeln eines Folienstreifens aufgebracht wird.

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Aus der AT-PS 320 362 ist eine formschlüssige Rohrverbindung bekannt, bei der ein Rohr aus verstärktem Kunststoff ein oder zwei Rohre aus Metall überlappt, die mit Verzahnungs-45 dementen versehen sind, wobei das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff wenigstens eine am Ende des überlappten Rohres als Verzahnungselement vorgesehene umlaufende Schulter unter Zwischenschaltung einer Klebstoffschicht, überlappend hintergreift, wobei das Ende des Rohres aus verstärkst) tem Kunststoff durch Umwickeln, Umpressen oder Umgiessen auf das Ende des überlappten Rohres aufgebracht ist. Bei einer solchen Rohrverbindung können, wie dies weiter die AT-PS 329 333 offenbart, mehrere Bünde und Umfangsnuten an jedem der beiden gegenüber ihrer Wandstärke verdickten Rohr-55 enden, treppenförmig aneinanderschliessend angeordnet sein. Bei den vorerwähnten, bekannten Rohrverbindungen bzw. Rohrkupplungen bildet das überlappende Rohr aus verstärktem Kunststoff einen einheitlichen, massiven Körper, dessen Dicke nach der Belastung zu bestimmen ist, der der Rohrstrang ausgebt) setzt ist, in den die Rohrverbindung bzw. Rohrkupplung eingesetzt wird. Versuche haben gezeigt, dass der Bruch bei solchen Rohrverbindungen jeweils vom Bereich eines Bundes bzw.

einer Nut ausgeht und schräg zur Radialrichtung nach aussen fortschreitet. Die Festigkeit, die aufgrund des Querschnittes des 65 aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohres erreicht werden könnte, konnte damit nicht voll genützt werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Mangel zu beseitigen und Massnahmen zu treffen, bei deren Anwendung die Bean-

spruchbarkeit einer Rohrverbindung um mehr als das doppelte gesteigert werden kann.

Erreicht wird dieses Ziel, ausgehend von einer formschlüssigen Rohrverbindung, die ein Rohr aus verstärktem Kunststoff und ein oder zwei von diesem überlappte Rohre aufweist, wobei das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff wenigstens eine am Ende des überlappten Rohres als Verzahnungselement vorgesehene umlaufende Schulter überlappend hintergreift und das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff durch Umwik-keln, Umpressen oder Umgiessen auf das Ende des überlappten Rohres aufgebracht ist, dadurch, dass gemäss der Erfindung das aus verstärktem Kunststoff bestehende, überlappende Rohr in eine Anzahl von übereinander angeordneten Rohrschalen unterteilt ist, die voneinander getrennt und damit unabhängig voneinander in Axialrichtung des Rohres verformbar sind, und dass die äusseren Rohrschalen in axialer Richtung eine grössere Dehnsteifigkeit aufweisen als die inneren Rohrschalen.

Bei Einzelanfertigung der aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohrschale durch Wickeln, Umpressen oder Umgiessen muss jeweils die darüberliegende Kunststoff rohrschale in der Weise verstärkt werden, dass sie in ihren Abmessungen und/ oder durch bessere Verstärkungsmaterialien verstärkt wird, beispielsweise mit Glasfasern höherer Festigkeit, Quarzglas oder Whiskers. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Rohrverbindung sichert, dass alle aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohrschalen gleichmässig und gleichzeitig voll zum Tragen gebracht werden, wodurch ein Gleichtragverhalten erzielt wird, welches eine optimale Materialausnutzung und Festigkeit ergibt. Die über die Schultern in die Schalen eingeleiteten Längskräfte führen hiebei nicht mehr zu den so hohen lokalen Spannungsspitzen, die Anrisse bewirken würden.

Ein weiterer Vorteil der Aufteilung des überlappenden, aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohres in zwei oder mehrere voneinander unabhängige Rohrschalen ist darin zu erblik-ken, dass auch grössere Gesamtwanddicken für das überlappende Rohr beherrscht werden, die bei grösseren Rohrnennweiten und/oder Nenndrücken durch die Gesamtbelastung dieser Rohre bedingt sind. Die einzelnen Schalen können hiebei immer so gestaltet werden, dass das für das Auftreten von Radialrissen kritische Verhältnis von Rohrinnendurchmesser zu Rohrwandstärke (10 :1) nicht unterschritten wird. Dieses Erfordernis steht im Zusammenhang mit der Tatsache, dass viele Verstärkungsmaterialien, beispielsweise Glas, einen niederen, ausgehärtetes Harz dagegen einen hohen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Bei einer Verstärkung von Epoxidharz, beispielsweise mittels eingebetteten Glasseidenfäden (Rovings), welche Kombination vorzugsweise eingesetzt wird, beträgt dieses Verhältnis ca. 1:12. Der Umstand, dass der ausgehärtete Kunststoff Laminier- bzw. Giessharz (Duroplaste) und die darin eingebetteten Verstärkungsmaterialien ungleiche lineare Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, kann zu Radialrissen führen, die dann den Bruch einleiten. Weiterhin dürfen Wickellaminatschichten bzw. Rohrwandstärken von verstärkten Kunststoffen (Duroplasten) auch aus dem Grund nicht zu gross sein, da es beim Aushärten grösserer Massen infolge exothermer Wärmeentwicklung zu einer Steigerung der Aus-härtegeschwindigkeit kommt, wodurch innere Risse sowohl bei Wickellaminaten als auch bei verstärkten Press- und Giessmas-sen auftreten.

Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Aufteilung der Rohrdicke auf einzelne, voneinander unabhängige Rohrschalen, kann jede dieser Schichten in ihrem Verhältnis Rohrinnendurchmesser: Dicke innerhalb der vorgegebenen Grenze liegend ausgeführt werden, wodurch eine Rissbildung beim Aushärten, die dann im Betrieb verminderte Festigkeit bedingt, sicher vermieden wird.

Benachbarte Rohrschalen können durch eine Gleitschicht voneinander getrennt sein. Die Anwendung von Gleitschichten erleichtert die freie und unabhängige Verformung benachbarter Rohrschalen unter den auftretenden Belastungen.

Wird jedoch von der Anwendung von Gleitschichten oder weichen Schubschichten zwischen den Rohrschalen Abstand ge-5 nommen, so muss dafür gesorgt werden, dass beim Wickeln einer Rohrschale auf die zuvor gewickelte und bereits ausgehärtete Rohrschale, ein Anlösen des Kunststoffes dieser gehärteten Rohrschale durch den frisch aufgetragenen Kunststoff der nächsten Rohrschale vermieden wird, weil sich sonst die beiden io Rohrschalen verbinden, also nicht mehr voneinander unabhängig (verformbar) wären.

Die Gleitschichten können je nach der Grösse der Rohrverbindung und der im Betrieb zu erwartenden Belastung etwa durch überlappendes Aufwickeln einer Trennfolie, z.B. einer 15 Polyester- oder Polyäthylenfolie auf eine Rohrschale, oder durch Aufsprühen, Aufstreichen oder Aufschäumen eines Trennmittels, z.B. von Polyurethanmischungen, oder durch Aufsintern oder Aufsprühen von Polytetrafluoräthylen gefertigt werden.

20 Die Gleitschicht kann auch von einem dünnwandigen, insbesondere längsgeschlitzten Rohr, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen, gebildet sein. Zwecks Aufbringens auf eine der Rohrschalen wird das längsgeschlitzte Rohr aufgeweitet und quer zur Längsachse über die Rohrschale ge-25 schoben und dann zusammenschnappen gelassen. Die Anwendung des geschlitzten Rohres ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Rohrschalen aus verstärktem Kunststoff gegossen oder gepresst werden.

Die Gleitschicht kann jedoch auch sandwichartig in der 30 Weise aufgebaut sein, dass eine rohrförmige plastische Schubschicht, z.B. aus einer Polyester-Urethan-Mischung, zwischen zwei Folien eingeschlossen ist.

Das Auftragen einer Polyester-Urethan- oder zelligen Elastomermischung als Zwischenschicht zwischen zwei Folien ist 35 vor allem bei Rohrverbindungen grossen Durchmessers (ab 500 mm) vorteilhaft. Die zwischen beiden Trennfolien mittels Pinsel oder Spachtel aufgebrachte Polyester-Urethan-Mischung bleibt selbst nach der Härtung noch (über +300 °C) plastisch.

Durch die eingangs erwähnte AT-PS 329 333 wurde es be-40 kannt, die Rohrverbindung aussen mit einem Schutzrohr zu versehen, das zumindest die äusserste, bevorzugt jedoch alle Nuten zwischen den Schultern des überlappten Rohres überdachend angeordnet ist. Das Schutzrohr verhindert hiebei, dass das überlappende Rohr aus verstärktem Kunststoff, bei hoher Axialbe-45 anspruchung der Kupplung, mit dem die Schulter des überlappten Rohres hintergreifenden Ende aus der Nut zwischen dieser Schulter und der vom Ende der benachbarten Rohrschale hin-tergriffenen Schulter austritt. Diese Schutz-Rohre sind, wenn sie aus Stahl gefertigt werden, schon bedingt durch ihren grosso sen Durchmesser, schwer. Besteht das Schutzrohr jedoch aus einer Wickellaminatschicht, insbes. mit eingebetteten Fasern, wie Stahl-, Glas- oder Kohlefasern, so gelingt es, unter Beibehaltung der Festigkeit, ein relativ leichtes Schutzrohr, ohne aufwendige Massnahmen zur Einhaltung der Toleranzen, zu erzie-55 len, wobei dieses Schutzrohr auf der gleichen Vorrichtung gewickelt werden kann, auf der die Rohrschalen gewickelt wurden, so dass die Schutzrohre weder gesondert auf Lager gehalten, noch in einem eigenen Arbeitsgang - nach Abnahme der Rohrverbindung von der Wickelmaschine - aufgebracht werden 60 müssen. Werden Stahlfasern bei der Bildung des Schutzrohres eingesetzt, so besitzen diese Elementarfasern vorzugsweise einen Durchmesser von 0,012 mm.

Kohlenstoffasern werden bevorzugt mit einem Durchmesser von ca. 0,009 mm verwendet. Der E-Modul der Kohlenstoff -65 fasern liegt bei 3 500 000 bis 4 200 000 kp/cm2.

Zur Herstellung einer erfindungsgemässen Rohrverbindung kann ein Verfahren Anwendung finden, bei dem erfindungsgemäss auf das zu überlappende Rohr die erste Rohrschale aufge

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bracht und auf diese, solange der Kunststoff noch nass bzw. sich im Gelzustand befindet, somit nur teilweise gehärtet ist, eine Trennschicht aufgebracht wird, worauf bei in noch nassem, bzw. im Gelzustand befindlichen Kunststoff der inneren Rohrschale die folgende Rohrschale aufgebracht wird.

Die Gleitschichten zwischen den einzelnen Rohrschalen können aus Materialien, z.B. Polyacetal, Polycarbonat, Polyäthylen, Polyurethan und Polytetrafluoräthylen bestehen, das auch den Austritt des im Rohrstrang strömenden Mediums hindert.

Um zu vermeiden, dass ein im Rohrstrang gefördertes Medium, z.B. Wasser, das aus verstärktem Kunststoff bestehende Material der Rohrschalen beschädigt, sind Vorkehrungen zu treffen, damit ein Diffusionsgefälle nach der Rohraussenseite besteht.