Hintergrund der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohrs mit mindestens einem Innenrohr, einer das Innenrohr umhüllenden Wärmedämmung sowie einem korrugierten Aussenrohr aus Kunststoff. Ferner betrifft die Erfindung ein wärmeisoliertes Leitungsrohr.
Stand der Technik
[0002] Aus EP-0 897 788 ist ein kontinuierliches Verfahren der genannten Art bekannt, das sich bewährt hat und die Herstellung von Leitungsrohren mit sehr hoher Wärmeisolation mit Polyurethanwärmedämmung für die Brauchwasserversorgung und Fernwärmeversorgung erlaubt. Ferner ist es bekannt, Leitungsrohre auf andere Weise mit einer Isolationsschicht zu umgeben; dabei kann eine ungenügende Biegbarkeit und/oder relativ schlechte Isolationswirkung vorliegen.
Darstellung der Erfindung
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Leitungsrohres mit hoher Isolationswirkung und guter Biegbarkeit bereitzustellen.
[0004] Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass das in Richtung seiner Längsachse geförderte Aussenrohr an mindestens einer Stelle längs aufgeschnitten und aufgespreizt wird, dass das mit im Wesentlichen derselben Geschwindigkeit geförderte, wärmegedämmte Innenrohr in das aufgespreizte Aussenrohr eingeführt wird, und dass anschliessend das Aussenrohr geschlossen wird.
[0005] Dieses Vorgehen ergibt ein technisch einfaches kontinuierliches Herstellverfahren, wobei keine adhäsive Haftung des Aussenrohres bzw. des Mantels an der Wärmeisolation bzw. dem Schaumkörper entsteht. Dies ermöglicht bei der Biegung des Rohres die Möglichkeit einer gleitenden Relativbewegung zwischen Wärmedämmung und Aussenrohr, was eine höhere Biegsamkeit des Leitungsrohres gegenüber einem Leitungsrohr mit aneinander haftender Wärmedämmung und Mantel ergibt. Die vollständige Wärmedämmung des Innenrohrs ergibt eine gute Isolationswirkung.
[0006] Die Wärmedämmung wird bevorzugt durch eine Umschäumung des Innenrohrs gebildet, wozu ein Einkomponentenschaum oder ein Mehrkomponentenschaum verwendet werden kann. Vorzugsweise wird auch bei diesem Verfahren Polyurethanschaum (PUR-Schaum) als Wärmedämmung verwendet, was eine besonders gute Dämmung ergibt. Es ist bevorzugt, dass die Wärmedämmung an ihrer Aussenseite im Wesentlichen strukturlos geformt wird bzw. glatt ist. Eine solche Aussenseite der Wärmedämmung erlaubt ein gutes Gleiten der Einheit aus Innenrohr und Wärmdämmung im korrugierten Aussenrohr und ergibt dadurch eine gute Biegbarkeit des Leitungsrohrs. Es ist aber auch möglich, dass die Wärmedämmung aussen strukturiert und insbesondere korrugiert ausgebildet wird und somit eine Wellenform mit Erhebungen und Vertiefungen aufweist.
[0007] Das Aussenrohr ist innenseitig vorzugsweise im Wesentlichen strukturlos, was insbesondere auf bekannte Weise mit einem Innenmantel des Aussenrohrs erzielt wird, der insbesondere bei der Herstellung des Aussenrohrs coextrudiert wird. Das Aussenrohr kann innenseitig eine Beschichtung aufweisen, welche als reibungsmindernde Schicht gegenüber der Wärmedämmung ausgebildet ist. Auch dies verbessert die Biegbarkeit des Leitungsrohrs. Das Aussenrohr kann direkt bei der Herstellung des Leitungsrohres produziert werden, wobei es extrudiert und korrugiert und dann aufgeschnitten wird. Es ist in einer weiteren Ausführungsform aber auch möglich, ein zuvor gefertigtes korrugiertes Aussenrohr ab einem Vorrat, bzw. einer Trommel, bei der Herstellung des Leitungsrohres zuzuführen.
Dies ergibt als besonderen Vorteil die flexible Fertigung kleiner Mengen bestimmter Dimensionen des Leitungsrohres durch Wegfall des Umrüstaufwandes am Korrugator für das Aussenrohr bzw. ermöglicht eine Herstellung ohne Extruder und Korrugator für das Aussenrohr und damit wegfallenden Investitionsaufwand, welcher insbesondere für den Korrugator erheblich ist.
[0008] Bei der Einführung des wärmegedämmten Innenrohrs in das aufgeschnittene Aussenrohr kann zusätzlich ein Füllmittel zwischen der Innenseite des Aussenrohrs und der Aussenseite der Wärmedämmung eingebracht werden, insbesondere ein Schaum oder eine Matte. Dieses Füllmittel kann das Leitungsrohr längswasserdicht machen. Die Einbringung des Füllmittels kann dabei vor, während oder nach der Einführung des wärmegedämmten Innenrohrs in das aufgeschnittene Aussenrohr erfolgen.
[0009] Das Aufschneiden des Aussenrohres bzw. Mantels kann durch feststehende Schneidmittel oder rotierend oder oszillierend angetriebene Schneidmittel erfolgen, wobei der Begriff Schneiden hier für jede Auftrennmöglichkeit steht, also z.B. auch für einen Sägeschnitt oder einen Frässchnitt. Es wird aber ein spanloses Aufschneiden bevorzugt. Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen Schneidmittel kann ein Strahlschneidmittel verwendet werden, insbesondere ein Laserstrahl. Wesentlich beim eingesetzten Schneidmittel ist, dass der Schnitt das spätere Verschliessen des Aussenrohres möglichst einfach und mit hoher Festigkeit des Verschlusses ermöglicht. Das Verschliessen erfolgt vorzugsweise durch Schweissung der Schnittkanten.
Zu deren genauen Positionierung bei der Schweissung können beidseits der Schnittkante mitlaufende Schliesswerkzeuge vorgesehen sein, insbesondere können Schliesswerkzeuge vorgesehen sein, welche mit ihrer Form an die Korrugation des Aussenrohres angepasst sind und an dieser für eine passgenaue Schliessung angreifen.
[0010] Das Aufschneiden des Aussenrohres erfolgt bevorzugt nur an einer Stelle bzw. mit einem Längsschnitt an nur einer Stelle des Rohrmantels, so dass das Aussenrohr weiterhin ein zusammenhängendes Mantelstück bildet, das aufgespreizt wird. Es können aber auch zwei oder mehr Längsschnitte ausgeführt werden, so dass das Aussenrohr ab der Schnittstelle zwei separate Hälften oder mehr als zwei separate Teile bildet, die dann nach der Schnittstelle aufgespreizt werden und nach dem Einführen des isolierten Innenrohrs wieder geschlossen bzw. miteinander verbunden werden.
[0011] Die Erfindung betrifft ferner ein wärmeisoliertes Leitungsrohr. Dieses ist gemäss Anspruch 15 ausgeführt.
[0012] Durch die lose Anordnung des wärmegedämmten Innenrohrs im Aussenrohr wird eine Relativbewegung von Aussenrohr und Wärmedämmung ermöglicht, was eine gute Biegbarkeit ergibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0013] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
<tb>Fig. 1 <sep>schematisch in Seitenansicht einen ersten Teil einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit der Herstellung einer Einheit aus Innenrohr und Wärmedämmungsumschäumung;
<tb>Fig. 2 <sep>schematisch in Seitenansicht einen zweiten Teil der Anlage mit der Herstellung des Aussenrohrs, dem Einführen der Einheit in das aufgespreizte Aussenrohr und dem Schliessen des Aussenrohrs;
<tb>Fig. 3 <sep>schematisch den zweiten Teil der Anlage in Ansicht von oben; und
<tb>Fig. 4 <sep>eine alternative Ausführung des zweiten Teils der Anlage in Ansicht von der Seite; und
<tb>Fig. 5 <sep>die alternative Ausführung in Ansicht von oben.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0014] Die in den Fig. 1 bis 3 grob schematisch dargestellte Anlage dient zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens für ein Leitungsrohr. Dabei sind die Schritte zur Bildung des umschäumten Innenrohres aus EP 0 897 788 bekannt.
[0015] Diese Bildung einer Einheit aus Innenrohr und Umschäumung wird nun anhand der schematischen Ansicht von Fig. 1 erläutert. Dabei wird von einer Vorratstrommel 1 kontinuierlich ein das Innenrohr 2 bildendes Rohr abgezogen. Das Innenrohr 2 ist vorzugsweise ein vernetztes Polyethylenrohr, in dessen Wandung eine Schicht aus Polyvinylalkohol eingebettet ist. Das Innenrohr kann aber auch ein anderes Kunststoffrohr oder ein Metallrohr sein. Die Aussenseite des Innenrohrs kann glatt oder korrugiert (gewellt) sein. Es können auch mehrere Innenrohre zugleich verarbeitet werden, so dass dann ein Leitungsrohr als Mehrfachrohr, insbesondere als Doppelrohr oder als Vierfachrohr, gebildet wird. Das Innenrohr 2 wird z.B. durch ein Kaliberrollenpaar 3 geführt, dessen Rollen angetrieben sind.
Das Kaliberrollenpaar 3 kann in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen quer zur Fertigungsrichtung verschiebbar angeordnet sein.
[0016] Von einer Vorratsspule 4 wird eine Folie 5 aus Kunststoff, z.B. aus Polyethylen geringer Dichte (LDPE) oder Polypropylen, abgezogen und um das Innenrohr 2 konzentrisch zu diesem zu einem Schlitzrohr 6 mit einer verklebten oder verschweissten Längsnaht geformt. In das noch offene Schlitzrohr 6 wird ein Ein- oder Mehrkomponentenschaum, bevorzugt auf Polyurethanbasis, oder auf Polyethylenbasis, eingebracht. Im Falle von Polyurethan wird eine Düse 7 verwendet, aus welcher die miteinander vermischten Komponenten auf die Folie 5 aufgespritzt oder gegossen werden.
[0017] In das Schlitzrohr 6 können gegebenenfalls Meldeadern 8 eingeführt werden.
[0018] Das geschlossene Rohr wird in ein Formwerkzeug 9 eingeführt, welches aus einer Vielzahl von Formhälften 9a und 9b besteht, die gemeinsam eine "wandernde Form" für das mit der Isolierschicht und der Folie 5 versehene Innenrohr 2 bilden.
[0019] Die der Folie 5 zugekehrten Oberflächen der Formhälften 9a und 9b können glatt ausgebildet sein, so dass die aus dem Formwerkzeug austretende Einheit 18 aus Wärmedämmung 10 und Innenrohr 2 eine strukturlose, im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweist; dies ist bevorzugt. Die Formhälften können aber auch ein Wellenprofil oder eine andere Struktur aufweisen, in welches bzw. welche die Folie 5 infolge des Schäumdruckes eingeformt wird. Die aus dem Formwerkzeug 9 austretende Einheit 18 aus Wärmeisolation 10 und Innenrohr 2 weist dann eine gewellte bzw. anders strukturierte Oberfläche auf. In den Figuren ist eine gewellte Oberfläche der Wärmedämmung 10 bzw. der Einheit 18 dargestellt. Es kann eine Röntgenstrahleinrichtung 11 vorgesehen sein, mit deren Hilfe kontinuierlich die zentrische Lage des Innenrohres 2 in der Wärmedämmung 10 geprüft wird.
Bei einer Abweichung kann durch eine Verschiebung des Kalibriermittels 3 eine Korrektur erfolgen. Die geschilderte bekannte Bildung der Einheit 18 aus Innenrohr und geschäumter Wärmedämmung ist als bevorzugtes Beispiel zu verstehen. Es können auch andere bzw. abweichende Herstellungsschritte zur Bildung einer solchen Einheit zum Einsatz kommen.
[0020] Diese Einheit 18 steht nun für die weiteren Schritte zur Herstellung des Leitungsrohrs 20 zur Verfügung. Dabei wird die Einheit 18 in das aufgeschnittene und aufgespreizte Aussenrohr eingeführt bzw. dieses wird um die Wärmedämmung 10 der Einheit 18 herumgelegt, was jeweils als gleichbedeutend verstanden wird.
[0021] Die Fig. 2 und 3 zeigen dazu in Seitenansicht und Draufsicht in einer ersten Ausführungsform schematisch zunächst die Erzeugung eines korrugierten Kunststoffrohrs 15, das nachfolgend das Aussenrohr des vollständigen Leitungsrohrs 20 bildet. Für die Erzeugung des korrugierten Aussenrohrs (wofür auch der Ausdruck KunststoffStrukturrohr oder Wellrohr gebräuchlich ist und welches eine ringförmige oder schraubenlinienförmige Struktur bzw. Wellung aufweisen kann), werden auf herkömmliche Weise in einem Extruder 12 ein oder mehrere Kunststoffmaterialien (im vorliegenden Fall insbesondere Polyethylen) erhitzt und plastifiziert. Dieses Material wird der Extrusionsdüse zugeführt, um einen plastisch verformbaren Kunststoffschlauch 13 zu bilden, welcher anschliessend dem Korrugator 14 zugeführt wird.
Korrugatoren sind dem Fachmann bekannt und brauchen hier nicht im Detail dargestellt zu werden. Es kann, wie bei der Bildung der gewellten Wärmeisolation 10 in Fig. 1, auch hier mit umlaufenden Formbackenhälften gearbeitet werden, die in einem Formbereich zu einem geschlossenen Formkanal zusammengeführt werden. Der verformbare Kunststoffschlauch 13 aus dem Extruder wird dem Formkanal zugeführt, mittels Über- oder Unterdruck an die Wandungen der Formbacken des Formkanals zur Anlage gebracht und abgekühlt, so dass die Wellstruktur gemäss der Form im Kunststoffrohr 15 abgebildet ist. Das Kunststoffrohr wird dann entformt und abgezogen. Es liegt als "endloses" kontinuierlich hergestelltes Rohr vor, solange dessen Herstellung erfolgt.
In den Figuren ist jeweils nur ein Teil dieses Rohres dargestellt, um die Zeichnungen übersichtlicher zu machen bzw. die Herstellungsschritte des Leitungsrohres 20 einfach darstellen zu können. In einer Ausführungsform wird das Aussenrohr so hergestellt, dass dieses einen Innenmantel aufweist, welcher z.B. bei der Herstellung coextrudiert wird. Dieser Innenmantel ist bevorzugt an seiner die Innenseite des Aussenrohrs bildenden Seite im Wesentlichen strukturlos oder nur leicht gewellt und somit als glatt anzusehen. In Kombination mit einer aussen strukturierten Wärmedämmung 10 ergibt sich somit trotzdem ein gutes Gleiten der Einheit 18 im Aussenrohr 15 bzw. eine "Verzahnung" der Korrugation des Aussenrohrs mit der Struktur der Wärmedämmung, welche die Biegbarkeit herabsetzen kann, wird verhindert.
[0022] Das Aussenrohr 15 kann ferner, sowohl in der Ausführung mit Innenmantel oder ohne Innenmantel eine Beschichtung an seiner Innenseite aufweisen, welche als reibungsmindernde Schicht für die Wärmedämmung 10 bzw. die Einheit 18 wirkt.
[0023] Das korrugierte Kunststoffrohr 15 wird anschliessend an seine Herstellung aufgeschnitten. Dazu ist in Fig. 2 ein Schneidmittel 17, z.B. eine starr angeordnete Klinge, angedeutet. Dieses Schneidmittel trennt das Rohr 15 an einer Stelle fortlaufend in Längsrichtung entzwei. Dies ermöglicht in der Folge das Aufspreizen bzw. Aufweiten des Rohres 15 nach dem Schneidmittel. Dazu können als Aufspreizmittel 19 starre oder bewegliche Führungen vorgesehen sein, z.B. starre Führungsbleche, welche die Schnittkanten beidseits des Schneidmittels voneinander weg bewegen, wenn das Rohr an den Führungsblechen entlang gefördert wird. Damit liegt das Innere des Rohres 15 offen, was insbesondere in der Draufsicht von Fig. 3ersichtlich ist, in welcher die Innenseite des Rohres mit 25 bezeichnet ist.
Dies erlaubt nun das Einführen des wärmegedämmten, insbesondere umschäumten Innenrohres 2 bzw. der rohrförmigen Einheit 18 in das Rohr 15 hinein. Dies kann so erfolgen, wie in Fig. 2angedeutet, dass die Einheit 18 von oben her in das aufgespreizte Rohr 15 zugeführt wird. Die entsprechende Anordnung der Anlageteile und von Transportmitteln, die das ermöglichen, ist für den Fachmann klar und muss hier nicht im Detail dargestellt werden. Es ist aber auch möglich, das aufgespreizte Rohr 15 an die Einheit 18 heranzuführen, um diese in das Rohr 15 aufzunehmen. Anstelle einer Einführung von oben ist natürlich auch eine Einführung von unten oder von der Seite her möglich und bedingt nur, dass der Schnitt bzw. das aufgespreizte Rohr so liegt und die Einheit 18 so zugeführt wird, dass dies möglich ist.
In den Figuren ist jeweils nur ein kleiner Abschnitt der Einheit 18 dargestellt, um das Prinzip der Einführung derselben in das aufgeschnittene und aufgeweitete Rohr 15 zu zeigen. Dabei sind auch Teile der Einheit 18 dargestellt, welche innerhalb des aufgespreizten Aussenrohrs 15 eigentlich nicht sichtbar sind, um die Lage des Abschnittes der Einheit 18 zu verdeutlichen. Dies ist auch in dem Figurenteil so ausgeführt, in dem das Schliessen des Aussenrohres gezeigt ist.
[0024] Bei der Einführung der Einheit 18 in das Aussenrohr 15 kann zusätzlich ein Füllmittel eingebracht werden, z.B. in Form eines Schaumes, was in Fig. 4durch eine Düse 21 angedeutet ist, die über eine nicht gezeigte Leitung mit dem Füllmittel versorgt wird. Das Füllmittel kann aber auch eine Matte sein, die eingebracht wird oder kann ein pulverförmiger oder granulatförmiger oder flüssiger bzw. sich nach dem Eintrag verfestigender Füllstoff sein, der eingebracht wird. Die Einbringung des Füllmittels kann dabei vor, bei oder nach der Einbringung der Einheit 18 erfolgen, wie dies für das jeweilige Füllmittel möglich ist.
Das Füllmittel ist so ausgebildet, dass es keine wesentliche Adhäsion zwischen Wärmedämmung 10 und dem Aussenrohr ergibt, um die Biegbarkeit des Leitungsrohres nicht zu beeinträchtigen, dass es aber das Fliessen von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit zwischen der Innenseite des Aussenrohrs und der Wärmdämmung 10 möglichst weitgehend verhindert. Damit kann trotz der fehlenden Verbindung zwischen Wärmedämmung und Aussenrohr eine Längswasserdichtigkeit des Leitungsrohrs bewirkt werden.
[0025] Die Dimensionierung der Einheit 18 bzw. deren Aussendurchmesser ist in der Regel so gewählt, dass die Einheit 18 innen am Aussenrohr 15 lose anliegt, wenn dieses wieder geschlossen ist. Wie dargestellt weist auch die Einheit 18 eine Korrugation bzw. Wellung auf. In diesem Fall ist im Aussenrohr ein Innenmantel bevorzugt, der eine Verzahnung von Aussenrohr und Wärmedämmung verhindert. Falls eine solche Verzahnung dennoch vorgesehen sein soll, so wird die Form der Wellen und deren Teilung so gewählt, dass die Wellen der Wärmedämmung in die entsprechenden Formen der Innenwandung 25 des Aussenrohres eingreifen, so dass sich eine lose Verzahnung des umschäumten Innenrohrs bzw. der Einheit 18 mit dem Aussenrohr ergibt. Die Teilung muss dabei nicht 1:1 zueinander passen, sondern es können auch ganzzahlige Vielfache verwendet werden, so dass z.B. nur jeder 2. oder 3.
Vertiefung in der Innenwandung 25 des Aussenrohres eine Erhebung der Einheit 18 entspricht und diese nicht in die dazwischen liegenden Vertiefungen des Aussenrohres eingreift. In den Figuren ist indes eine 1:1 Teilung dargestellt, bei welcher jeder Vertiefung an der Innenseite 25 des Aussenrohrs 15 eine Erhebung auf der Aussenseite der Einheit 18 bzw. der Wärmedämmung 10 entsprechen würde. Wie erwähnt, ist in den Figuren jeweils nur ein kleines Stück der Einheit 18 zur Erläuterung des Herstellungsprinzips der Leitungsrohrs 20 dargestellt, die Einheit 18 wird aber ebenfalls "endlos" während ihrer Herstellung erzeugt und in das Aussenrohr 15 eingebracht.
[0026] In Fig. 3 ist nun weiter ersichtlich, wie das Aussenrohr mit der darin befindlichen Einheit 18 wieder geschlossen wird. Zwischen der Einführung der Einheit 18 und dem Schliessen des Aussenrohres liegt dabei eine wählbare Förderstrecke, die in der Figur lediglich angedeutet ist und auf der das noch offene Rohr 15 mit der darin befindlichen Einheit 18 in Richtung des Pfeils transportiert wird. Die Transportmittel sind nicht dargestellt, für den Fachmann aber in ihrem möglichen Aufbau klar. Das Rohr 15 kann sich dabei auf Grund seiner Rückstellkraft bereits zum Teil im Vergleich mit der aufgespreizten Stellung geschlossen haben. Dies ist in der Figur nicht berücksichtigt. Es ist dargestellt, dass mit Werkzeugen 22 und 23 auf das offene Aussenrohr 15 eingewirkt wird, um dieses zu schliessen.
Dabei können diese Werkzeuge z.B. rollenartige oder raupenartige drehbare Teile aufweisen, die in die Korrugation des Aussenrohrs eingreifen. Die Werkzeuge bewirken ein Zusammenführen und Positionieren der Schnittkanten des Aussenrohrs 15 damit diese wieder zur Bildung des Leitungsrohrs 20 zusammen gefügt werden können. Dies erfolgt insbesondere thermisch durch Schweissung, was in der Figur lediglich durch einen Kasten 26 mit einer Schweisszunge darstellt ist, welche die Schnittkanten auf die erforderliche Schweisstemperatur für das Kunststoffmaterial des Aussenrohrs bringt. Die Werkzeuge 22 und 23 Fixieren die Schweissnaht bei der Förderung des Rohres 20 solange bis diese genügend ausgekühlt ist. Allenfalls kann dazu eine Kühleinrichtung vorgesehen sein. Das fertige Leitungsrohr 20 weist die Schweissnaht 28 auf. Es kann kontinuierlich auf eine Vorratstrommel aufgewickelt werden.
[0027] Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform in Seitenansicht und von oben, bei welcher das Aufschneiden und Aufspreizen des Aussenrohrs 15, die Einführung der Einheit 18 und das Schliessen des Aussenrohrs 15 auf dieselbe Weise erfolgen, wie dies an Hand der Fig. 2 und 3erläutert worden ist. Auch die Ausführung von Aussenrohr und Einheit 18 ist grundsätzlich dieselbe bzw. die erwähnten Ausführungen dieser Elemente können auch in diesem Beispiel verwendet werden. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen dieselben Teile wie in den Fig. 1bis 3. Das Verfahren ist aber dahingehend abgewandelt, dass ein fertiges korrugiertes Kunststoffrohr 15 ab einer Vorratstrommel 30 verwendet wird, so dass der Extruder 12 und der Korrugator 14 entfallen können. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung ohne diese Elemente.
[0028] Das nach dem erläuterten Verfahren hergestellte Leitungsrohr 20 weist ein korrugiertes Aussenrohr 15 auf, in welchem lose ein wärmegedämmtes Innenrohr, insbesondere ein mit Isolationsschaum, insbesondere Polyurethanschaum umschäumtes Innenrohr (als einzelnes oder mehrfaches Innenrohr), angeordnet ist. Eine Längsnaht oder ggf. mehrere Längsnähte weisen auf das geschilderte Herstellverfahren hin. In einer Ausführung ist das korrugierte Aussenrohr mit einem im Wesentlichen "glatten" Innenmantel versehen. Allenfalls ist das Aussenrohr innenseitig mit einer Beschichtung versehen, welche die Reibung mit der Wärmedämmung 10 des Innenrohrs 2 vermindert. Diese Wärmedämmung 10 kann eine strukturlose, im Wesentlichen glatte Aussenseite aufweisen oder eine strukturierte, insbesondere gewellte Aussenseite.
Ferner kann ein Füllmittel zwischen der Wärmedämmung und dem Aussenrohr angeordnet sein, welches insbesondere das Fliessen von einer Flüssigkeit zwischen Aussenrohr und Wärmedämmung hindert.
Background of the invention
The invention relates to a method for the continuous production of a thermally insulated conduit having at least one inner tube, a heat insulating the inner tube and a corrugated outer tube made of plastic. Furthermore, the invention relates to a thermally insulated conduit.
State of the art
From EP-0 897 788 a continuous method of the type mentioned is known, which has been proven and allows the production of pipes with very high thermal insulation with polyurethane insulation for the domestic water supply and district heating. Furthermore, it is known to surround pipes in other ways with an insulating layer; In this case, an insufficient bendability and / or relatively poor insulation effect may be present.
Presentation of the invention
The invention is based on the object to provide a further method for producing a conduit having a high insulating effect and good flexibility.
This object is achieved in the aforementioned method in that the funded in the direction of its longitudinal axis outer tube is cut longitudinally at least at one point and spread that the funded at substantially the same speed, thermally insulated inner tube is inserted into the spread outer tube, and that then the outer tube is closed.
This procedure results in a technically simple continuous production process, wherein no adhesive adhesion of the outer tube or of the jacket to the heat insulation or the foam body is formed. This allows for the bending of the tube the possibility of a sliding relative movement between the thermal insulation and the outer tube, which results in a higher flexibility of the conduit compared to a conduit with adhering to each other thermal insulation and jacket. The complete thermal insulation of the inner tube results in a good insulation effect.
The thermal insulation is preferably formed by a foam coating of the inner tube, including a Einkomponentenschaum or a multi-component foam can be used. Preferably, polyurethane foam (PUR foam) is used as a thermal insulation in this method, resulting in a particularly good insulation. It is preferred that the thermal insulation on its outer side is formed substantially structureless or is smooth. Such an outside of the thermal insulation allows a good sliding of the unit of inner tube and heat insulation in the corrugated outer tube and thereby gives a good bendability of the conduit. But it is also possible that the thermal insulation is structured outside and in particular corrugated and thus has a waveform with elevations and depressions.
The outer tube is on the inside preferably substantially structureless, which is achieved in particular in a known manner with an inner jacket of the outer tube, which is especially coextruded in the production of the outer tube. The outer tube may have on the inside a coating which is designed as a friction-reducing layer with respect to the thermal insulation. This also improves the bendability of the conduit. The outer tube can be produced directly in the production of the conduit, where it is extruded and corrugated and then cut open. In a further embodiment, however, it is also possible to supply a previously manufactured corrugated outer tube from a supply, or a drum, during the production of the conduit.
This results in a particular advantage the flexible production of small quantities of certain dimensions of the conduit by eliminating the retrofit effort on Korrugator for the outer tube or allows production without extruder and corrugator for the outer tube and thus eliminating investment costs, which is particularly significant for the corrugator.
When introducing the thermally insulated inner tube in the cut outer tube, in addition, a filler between the inside of the outer tube and the outside of the heat insulation can be introduced, in particular a foam or a mat. This filler can make the conduit longitudinally watertight. The introduction of the filler can be done before, during or after the introduction of the thermally insulated inner tube in the cut outer tube.
The cutting of the outer tube or shell can be done by fixed cutting means or rotating or oscillating driven cutting means, the term cutting here stands for any separation possibility, so for example. also for a saw cut or a milling cut. However, a chipless cutting is preferred. Alternatively or in addition to such a cutting means, a jet cutting means may be used, in particular a laser beam. It is essential in the cutting means used that the cut allows the subsequent closing of the outer tube as simple as possible and with high strength of the closure. The closure is preferably carried out by welding the cut edges.
For their exact positioning during welding can be provided on both sides of the cutting edge mitlaufende closing tools, in particular closing tools can be provided which are adapted with their shape to the corrugation of the outer tube and attack on this for a tailor-made closure.
The cutting of the outer tube is preferably carried out only at one point or with a longitudinal section at only one point of the tubular jacket, so that the outer tube further forms a coherent jacket piece, which is spread. However, two or more longitudinal cuts can also be made, so that the outer tube forms, from the interface, two separate halves or more than two separate parts, which are then spread apart after the interface and closed again after the insertion of the insulated inner tube ,
The invention further relates to a thermally insulated conduit. This is designed according to claim 15.
Due to the loose arrangement of the thermally insulated inner tube in the outer tube a relative movement of the outer tube and thermal insulation is possible, resulting in a good bendability.
Brief description of the drawings
Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows
<Tb> FIG. 1 is a schematic side view of a first part of a system for carrying out the method with the production of an inner tube and heat insulation foam unit;
<Tb> FIG. 2 is a schematic side view of a second part of the plant with the production of the outer tube, the insertion of the unit into the spread-out outer tube and the closing of the outer tube;
<Tb> FIG. 3 <sep> schematically the second part of the plant in top view; and
<Tb> FIG. 4 <sep> an alternative embodiment of the second part of the system in view from the side; and
<Tb> FIG. 5 <sep> the alternative version in top view.
Ways to carry out the invention
The roughly roughly illustrated in FIGS. 1 to 3 system is used to explain an embodiment of the manufacturing method for a conduit. The steps for forming the foam-lined inner tube from EP 0 897 788 are known.
This formation of a unit of inner tube and foam will now be explained with reference to the schematic view of FIG. In this case, a tube forming the inner tube 2 is continuously withdrawn from a storage drum 1. The inner tube 2 is preferably a cross-linked polyethylene tube, in the wall of which a layer of polyvinyl alcohol is embedded. The inner tube may also be another plastic tube or a metal tube. The outside of the inner tube can be smooth or corrugated. It is also possible to process a plurality of inner tubes at the same time, so that a conduit is then formed as a multiple tube, in particular as a double tube or as a quadruple tube. The inner tube 2 is e.g. passed through a pair of caliber rollers 3 whose rollers are driven.
The caliber roller pair 3 can be arranged to be displaceable transversely to the direction of production in two mutually perpendicular directions.
From a supply reel 4 a plastic film 5, e.g. made of low density polyethylene (LDPE) or polypropylene, peeled off and formed around the inner tube 2 concentric therewith to a slotted tube 6 with a glued or welded longitudinal seam. In the still open slot 6, a single or multi-component foam, preferably based on polyurethane, or based on polyethylene, introduced. In the case of polyurethane, a nozzle 7 is used, from which the components mixed with one another are sprayed or cast onto the film 5.
If necessary, message eaters 8 can be introduced into the slot tube 6.
The closed tube is inserted into a mold 9, which consists of a plurality of mold halves 9a and 9b, which together form a "migratory shape" for the provided with the insulating layer and the film 5 inner tube 2.
The film 5 facing surfaces of the mold halves 9a and 9b may be smooth, so that the emerging from the mold unit 18 of thermal insulation 10 and inner tube 2 has a featureless, substantially smooth surface; this is preferred. However, the mold halves can also have a wave profile or another structure into which or which the film 5 is formed as a result of the foaming pressure. The emerging from the mold 9 unit 18 of thermal insulation 10 and inner tube 2 then has a corrugated or otherwise structured surface. In the figures, a corrugated surface of the thermal insulation 10 and the unit 18 is shown. It can be provided an X-ray device 11, by means of which the centric position of the inner tube 2 in the thermal insulation 10 is continuously checked.
In the case of a deviation, a correction can take place by a displacement of the calibrating means 3. The described known formation of the unit 18 of inner tube and foamed insulation is to be understood as a preferred example. Other or different manufacturing steps may also be used to form such a unit.
This unit 18 is now available for the further steps for the production of the conduit 20. In this case, the unit 18 is inserted into the cut and spread outer tube or this is placed around the thermal insulation 10 of the unit 18, which is understood to mean synonymous.
2 and 3 show this in side view and plan view in a first embodiment schematically first the generation of a corrugated plastic tube 15, which subsequently forms the outer tube of the complete conduit 20. For the production of the corrugated outer tube (for which the term plastic structure tube or corrugated tube is used and which may have an annular or helical structure or corrugation), one or more plastic materials (in the present case, in particular polyethylene) are conventionally heated in an extruder 12 and plasticized. This material is supplied to the extrusion die to form a plastically deformable plastic tube 13, which is then supplied to the corrugator 14.
Corrugators are known in the art and need not be presented in detail here. As with the formation of the corrugated heat insulation 10 in FIG. 1, it is also possible here to work with circumferential half-mold halves which are brought together in a molding area to form a closed molding channel. The deformable plastic tube 13 from the extruder is fed to the mold channel, brought by means of positive or negative pressure to the walls of the mold jaws of the mold channel for conditioning and cooled, so that the corrugated structure is shown in accordance with the mold in the plastic tube 15. The plastic tube is then demolded and removed. It is present as an "endless" continuously produced tube, as long as its production takes place.
In the figures, only a part of this tube is shown in each case in order to make the drawings clearer and to be able to easily represent the production steps of the conduit 20. In one embodiment, the outer tube is made to have an inner sheath which is e.g. is coextruded during production. This inner jacket is preferably structureless or only slightly wavy on its side forming the inner side of the outer tube and thus considered to be smooth. In combination with an externally structured thermal insulation 10 thus still results in a good sliding of the unit 18 in the outer tube 15 and a "gearing" of the corrugation of the outer tube with the structure of the thermal insulation, which can reduce the flexibility is prevented.
The outer tube 15 may further, both in the embodiment with inner jacket or without inner sheath have a coating on its inner side, which acts as a friction-reducing layer for the thermal insulation 10 and the unit 18.
The corrugated plastic tube 15 is then cut to its production. For this purpose, in Fig. 2 a cutting means 17, e.g. a rigid blade, indicated. This cutting means separates the tube 15 at one point continuously in the longitudinal direction in half. This allows in the consequence the spreading or expansion of the tube 15 after the cutting means. For this purpose, rigid or movable guides can be provided as spreading means 19, e.g. rigid guide plates, which move the cut edges on both sides of the cutting means away from each other when the tube is conveyed along the guide plates along. Thus, the interior of the tube 15 is open, which is particularly apparent in the plan view of Fig. 3, in which the inside of the tube is indicated at 25.
This now allows the insertion of the thermally insulated, in particular foamed inner tube 2 or the tubular unit 18 into the tube 15. This can be done as indicated in Fig. 2, that the unit 18 is fed from above into the spread pipe 15. The corresponding arrangement of the system components and of means of transport that make this possible is clear to the person skilled in the art and need not be described in detail here. But it is also possible to bring the spread pipe 15 to the unit 18 to receive them in the tube 15. Instead of an introduction from above, of course, an introduction from below or from the side is possible and requires only that the cut or the spread pipe is so and the unit 18 is supplied so that this is possible.
In the figures, only a small portion of the unit 18 is shown in each case to show the principle of the introduction of the same into the cut-open and expanded tube 15. In this case, parts of the unit 18 are shown, which are actually not visible within the spread-out outer tube 15 in order to illustrate the position of the portion of the unit 18. This is also carried out in the figure part in which the closure of the outer tube is shown.
When introducing the unit 18 into the outer tube 15, a filler may additionally be introduced, e.g. in the form of a foam, which is indicated in Fig. 4 by a nozzle 21 which is supplied via a line, not shown, with the filler. But the filler may also be a mat which is introduced or may be a powdery or granular or liquid or post-solidifying filler which is introduced. The introduction of the filler can take place before, during or after the introduction of the unit 18, as is possible for the respective filler.
The filler is formed so that there is no substantial adhesion between the thermal insulation 10 and the outer tube, so as not to affect the bendability of the conduit, but that the flow of water or other liquid between the inside of the outer tube and the thermal insulation 10 as much as possible prevented. Thus, despite the lack of connection between the thermal insulation and the outer tube, a longitudinal water-tightness of the conduit can be effected.
The dimensioning of the unit 18 or its outer diameter is usually chosen so that the unit 18 is inside the outer tube 15 loosely applied when this is closed again. As shown, the unit 18 also has corrugation. In this case, an inner jacket is preferred in the outer tube, which prevents toothing of the outer tube and thermal insulation. If such a toothing should still be provided, the shape of the waves and their pitch is chosen so that the waves of thermal insulation in the corresponding shapes of the inner wall 25 of the outer tube engage, so that a loose toothing of the foam-lined inner tube or the unit 18 with the outer tube results. The division does not have to fit 1: 1 to each other, but even integer multiples can be used, so that e.g. only every 2nd or 3rd
Deepening in the inner wall 25 of the outer tube corresponds to a survey of the unit 18 and this does not engage in the intermediate recesses of the outer tube. In the figures, however, a 1: 1 division is shown, in which each depression on the inside 25 of the outer tube 15 would correspond to a survey on the outside of the unit 18 or the thermal insulation 10. As mentioned, only a small portion of the unit 18 is shown in the figures for explaining the manufacturing principle of the conduit 20, but the unit 18 is also produced "endlessly" during its manufacture and introduced into the outer tube 15.
In Fig. 3 is now further apparent how the outer tube is closed with the unit 18 therein again. Between the introduction of the unit 18 and the closing of the outer tube is a selectable conveyor line, which is merely indicated in the figure and on which the still open tube 15 is transported with the unit 18 therein in the direction of the arrow. The means of transport are not shown, but clear to the skilled person in their possible structure. The tube 15 may have closed due to its restoring force already partially in comparison with the spread position. This is not considered in the figure. It is shown that with tools 22 and 23 on the open outer tube 15 is acted to close this.
These tools may be e.g. have roller-like or caterpillar-like rotatable parts which engage in the corrugation of the outer tube. The tools effect a merging and positioning of the cut edges of the outer tube 15 so that they can be joined together again to form the conduit 20. This is done in particular thermally by welding, which is represented in the figure only by a box 26 with a welding tongue, which brings the cut edges to the required welding temperature for the plastic material of the outer tube. The tools 22 and 23 fix the weld during the delivery of the tube 20 until it is sufficiently cooled. At best, a cooling device may be provided for this purpose. The finished conduit 20 has the weld 28. It can be wound up continuously on a storage drum.
4 and 5 show a further embodiment in side view and from above, in which the cutting and spreading of the outer tube 15, the introduction of the unit 18 and the closing of the outer tube 15 in the same manner, as with the hand Fig. 2 and 3 has been explained. The execution of outer tube and unit 18 is basically the same or the mentioned embodiments of these elements can also be used in this example. The same reference numerals denote the same parts as in Figs. 1 to 3. However, the method is modified in that a finished corrugated plastic pipe 15 is used from a storage drum 30, so that the extruder 12 and the corrugator 14 can be omitted. This allows a cost-effective production without these elements.
The conduit 20 produced by the method described has a corrugated outer tube 15, in which loosely a thermally insulated inner tube, in particular a foam with foam insulation, in particular polyurethane foam foam-wrapped inner tube (as a single or multiple inner tube), is arranged. A longitudinal seam or possibly several longitudinal seams indicate the described production method. In one embodiment, the corrugated outer tube is provided with a substantially "smooth" inner shell. At most, the outer tube is provided on the inside with a coating which reduces the friction with the thermal insulation 10 of the inner tube 2. This thermal insulation 10 may have a structureless, substantially smooth outside or a structured, in particular corrugated outside.
Furthermore, a filler between the thermal insulation and the outer tube may be arranged, which in particular prevents the flow of a liquid between the outer tube and heat insulation.