DE10115011A1 - Rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht - Google Patents

Abstract

Es wird ein rohrförmiger Körper (1) mit einer Metallschicht (5) vorgeschlagen, wobei das Rohr im wesentlichen aus einem polymeren Werkstoff (3) ausgebildet ist, wobei die Metallschicht aus rostfreiem Stahl ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht aus einer Stahlfolie (5) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen Körper mit einer Metallschicht, wobei das Rohr im wesentlichen aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet ist, wobei die Metallschicht aus rostfreiem Stahl ausgebildet ist.

Im Rohrleitungsbau werden Rohrleitungen aus polymeren Werkstoffen verwendet. Kunststoffrohrleitungen haben als wichtigste Vorteile das leichte Gewicht, die verhältnismässig gute Beständigkeit gegenüber vielen Medien und die einfache Verarbeitbarkeit. Ein Nachteil von Kunststoffrohrleitungen ist die geringe Steifigkeit. Bei der Montage von Rohrleitungen, vor allem bei sichtbaren, frei verlegten Rohrleitungen, muss darauf geachtet werden, dass die einmal montierten Rohrleitungsabschnitte nicht durchbiegen.

Um das Problem des übermässigen Durchbiegens einer Rohrleitung zu beseitigen, gibt es verschiedene Lösungsvorschläge. Die Rohrleitungen können in kurzen Abständen von Trägerelementen unterstützt werden. Hierdurch werden die freien Rohrleitungsabschnitte verhältnismässig kurz und die Durchbiegung eines einzelnen Abschnittes wird auf ein Minimum begrenzt. Ein weiterer Vorschlag ist es die Rohrleitung selbst aus einem Material herzustellen, das eine höhere Steifigkeit aufweist. Das Polymermaterial kann derart modifiziert werden, beispielsweise durch Beimengung von Glasfasern, die die Steifigkeit des Kunststoffes erhöhen. Auch wird vorgeschlagen, die Kunststoffrohrleitung in einer Tragschale zu verlegen. Die Tragschale selbst ist aus einem biegesteiferen Werkstoff, beispielsweise Stahl.

Aus der US 4216802-A ist ein gattungsgemässer rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht bekannt. Ein langes deformierbares Rohr ist aufgebaut aus einer innenliegenden Schicht aus Kupfer oder Aluminium, eine zwischenliegende Schicht aus einem auf Polyamid basierenden Schmelzkleber und eine aussenliegende Schicht aus Polyvinylchloride oder Polyethylen. Die polymeren Werkstoffe können mit hochenergetischen Elektronenstrahlen zur Vernetzung behandelt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen rohrförmigen Körper mit einer Metallschicht anzugeben, der eine möglichst hohe Biegesteifigkeit aufweist, möglichst unempfindlich ist gegen Schläge und der möglichst einfach und kostengünstig montiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen rohrförmigen Körper mit einer Metallschicht, wobei das Rohr im wesentlichen aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet ist, wobei die Metallschicht aus rostfreiem Stahl ausgebildet ist, und wobei die Metallschicht aus einer Stahlfolie ausgebildet ist.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es ist von Vorteil, dass zur Erhöhung der Biegesteifigkeit vom Verarbeiter nicht zusätzliche Elemente, wie Trägerelemente oder eine Tragschale beschafft und montiert werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Stahlfolie auf der Rohrinnenseite angeordnet ist. Das Rohr weist eine wesentlich höhere Biegesteifigkeit auf als normale Kunststoffrohre und braucht zur Montage keine grosse Anzahl Trägerelemente oder Tragschalen.

Es ist weiter auch von Vorteil, dass der rohrförmige Körper ein möglichst leichtes Gesamtgewicht aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Stahlfolie eine Wandstärke von 0,5, vorzugsweise 0,3 mm aufweist. Eine Stahlfolie mit einer Wandstärke von 0,3 mm auf der Rohrinnenseite hat bei dem in den Normen festgelegten Wandstärken und Aussendurchmessern von Kunststoffrohren wenig oder keinen Einfluss auf den Strömungsquerschnitt. Da das Stahlrohr auf der Innenseite eine wesentlich gleichmässigere Oberfläche als die handelsüblichen Kunststoffrohren aufweist, wird das erfindungsgemässe Rohr sich durch einen geringeren Strömungswiderstand auszeichnen.

Es ist von Vorteil, dass der rohrförmige Körper auf bestehenden Anlagen für die Verschweissung von Kunststoffrohren in bekannter Art und Weise mit Rohrverbindungsteilen aus Kunststoff verbunden werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass die Stahlfolie zu einem parallel zur Richtung der Rohrachse verschweissten Stahlrohr ausgebildet ist. Dies wird auch dadurch erreicht, dass das Stahlrohr eine längsverschweisste Naht ohne Schweisswulst aufweist. Ein Stahlrohr ohne Schweisswulst entlang der Längsnaht hat überall am Rohrumfang die gleiche Materialstärke und überall die gleiche Zusammensetzung der Materialschichten. Beim sogenannten Elektroschweissen werden deshalb übermässig erhitzte Stellen, die entstehen durch eine ungleichmässige Verteilung der Schweissenergie, vermieden.

Die Idee, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, das Versteifungselement, das notwendig ist um ein Durchbiegen der Rohrleitung zu verhindern, auf der Rohrinnenseite anzuordnen. Es wird ein einstückiges Rohr geschaffen, das eine möglichst hohe Biegesteifigkeit aufweist, das möglichst unempfindlich gegenüber Kaltsprödigkeit ist, und das möglichst einfach zu montieren ist. Vor allem in der Kälte erhöhen die Glasfasern, die in der Kunststoffmasse beigemischt werden, die Sprödigkeit des Rohres. Eine Tragschale aus Stahl unterhalb vom Kunststoffrohr neigt in der Kälte zu Kondensatbildung und bedeutet für den Verarbeiter zusätzliche Teile, wie beispielsweise Rohrschellen oder Binder, die an Lager gehalten und auf der Baustelle verarbeitet und montiert werden müssen. Mit dem hier vorgeschlagenen Rohr kann die Distanz zwischen zwei Trägerelementen erheblich vergrössert werden, was für den Verarbeiter eine weitere Vereinfachung bedeutet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine bereichsweise offen gebrochene Sicht auf einem erfindungsgemässen rohrförmigen Körper,

Fig. 2 einen Schnitt durch den rohrförmigen Körper von Fig. 1 und

Fig. 3 eine Anlage zur Herstellung des rohrförmigen Körpers von Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein rohrförmiger Schichtkörper, hier ein Kunststoffrohr 1 teilweise entlang der Rohrachse x geschnitten dargestellt. Das Kunststoffrohr 1 weist eine Rohrwand 2 auf, die von aussen nach innen aufgebaut ist aus einem Polymerwerkstoff 3, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polybutylen, eine Zwischenschicht 4 und ein Rohr 5 das geformt wurde aus einem Stahlfolienstreifen, vorzugsweise einem Folienstreifen aus rostfreiem Stahl mit einer Wandstärke von etwa 0,3 mm. Als polymeren Werkstoff können grundsätzlich alle Polyolefinen verwendet werden. Die Zwischenschicht 4 dient zur Verklebung des Polymerwerkstoffes 3 mit einer Fläche der Stahlfolie 5. Es können auch andere polymere Werkstoffe 3 eingesetzt werden, die mit der Aussenfläche eines entsprechend vorbehandelten Stahlrohres 5 verbunden werden können, mit oder ohne Zuhilfenahme einer Zwischenschicht 4. Die Zwischenschicht 4 kann beispielsweise aus einem heiss aktivierbaren und lösungsmittelfreien Klebstoff ausgebildet sein. Die Zwischenschicht 4 kann auch weggelassen werden, wenn die Aussenfläche des Stahlrohres 5 derart vorbehandelt wird, dass zwischen der Aussenfläche des Stahlrohres und dem polymeren Werkstoff 3 ohne weiteres eine gute Verbindung erreicht werden kann.

In Fig. 2 ist der rohrförmige Körper geschnitten quer zur Achse x der Rohrleitung 1 dargestellt. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen die gleiche Elementen der Rohrleitung 1 wie in Fig. 1.

In Fig. 3 ist schematisch eine Anlage 10 zur Herstellung des rohrförmigen Körpers von Fig. 1 dargestellt. In der Anlage 10 wird ein kontinuierlich in die Anlage 10 eingeführtem rostfreies Stahlband mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 0,3 mm, zu einer endlose Hülse oder einem Rohr 5 mit einer Längsnaht 11 geformt. Das Stahlband weist eine Breite auf, die zu einer Endlosrohrhülse geformt, mit dem Umfang des Stahlrohres 5 übereinstimmt. Anschliessend wird die Längsnaht 11 der endlosen Hülse ohne Schweisswulst zu einem Stahlrohr mit einer Wandstärke von etwa 0,3 mm verschweisst. In einem weiteren Schritt des Herstellungsverfahren wird die Aussenfläche des Stahlrohres 5 vorbehandelt, gereinigt und mit einer Zwischenschicht 4 eines geeigneten Klebers beschichtet. Der Kleber ist vorzugsweise ein lösungsmittelfreier Klebstoff, insbesondere ein Klebstoff, der durch Wärmeeinwirkung aktiviert werden kann. Die vorbehandelte und beschichtete Aussenfläche des Stahlrohres wird anschliessend in einer nächsten Fertigungsstation der Anlage 10 mit einem polymeren Kunststoff 3 überextrudiert. Anschliessend daran wird der Klebstoff durch Wärmeeinwirkung aktiviert und es entsteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stahlrohr 5 und dem Aussenmantel aus dem Polymerwerkstoff 3.

Das hier vorgeschlagene biegesteife Kunststoffrohr wird vorwiegend in der Haustechnik, für die Rohrleitungsinstallation in der Warm- und Kaltwasserversorgung eingesetzt. Die Rohrleitungen können in üblicher Art und Weise mit Fittings aus Kunststoff verbunden werden. Die Tragschale, die bisher zur Verhinderung des Durchbiegens als zusätzliches Versteifungselement eingesetzt wurde, und die dazu notwendigen Klammern, entfallen. Bei der Verbindung des Rohres mit den übrigen Rohrleitungsteilen, die normalerweise mittels Kunststoffschweissverfahren verbunden werden, stört die Tragschale nicht mehr. Die Verwendung von glasfaserverstärkten Kunststoffen, die zwar eine höhere Biegesteifigkeit aber auch eine grössere Sprödigkeit des Rohres zur Folge haben, erübrigt sich. Die Befestigungsstellen für ein an der Wand oder an der Decke montiertes Rohr können wesentlich weiter auseinander gelegt werden. Hierdurch wird der Montageaufwand und -zeit erheblich verkürzt. Die im Rohr eingelegte Hülse aus 0,3 mm dünner Stahlfolie hat praktisch keinen Einfluss auf dem zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt im Rohr. Die glatte Innenoberfläche des Stahlrohres kann den Strömungswiderstand herabsetzen.

Claims (7)

1. Rohrförmiger Körper (1) mit einer Metallschicht (5), wobei das Rohr (2) im wesentlichen aus einem polymeren Werkstoff (3) ausgebildet ist, wobei die Metallschicht aus rostfreiem Stahl ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht aus einer Stahlfolie (5) ausgebildet ist.

2. Rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlfolie (5) auf der Rohrinnenseite angeordnet ist.

3. Rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlfolie (5) eine Wandstärke von weniger als 0,5 mm aufweist.

4. Rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlfolie (5) eine Wandstärke von 0,3 mm aufweist.

5. Rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlfolie (5) zu einem parallel zur Richtung der Rohrachse x verschweissten Stahlrohr ausgebildet ist.

6. Rohrförmiger Körper mit einer Metallschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (5) eine längsverschweisste Naht (11) ohne Schweisswulst aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers (1) mit einer Metallschicht (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend den Verfahrensschritten:

• - Einleiten eines Bandes aus rostfreiem Stahl mit einer Bandbreite, die im Wesentlichen dem Kreisumfang am Innendurchmesser des Rohrkörpers (1) entspricht, und mit einer Banddicke von weniger als 0,5 mm, vorzugsweise 0,3 mm,
• - Formen eines endlosen Stahlrohres (5),
• - Längsschweissen des Stahlrohres (5) ohne Schweisswulst,
• - Auftragen einer Schicht (4) eines geeigneten lösungsmittelfreien, durch Wärmeeinwirkung aktivierbaren Klebers auf der Rohraussenseite,
• - Ueberextrudieren eines polymeren Werkstoffes (3),
• - Heissaktivieren des Klebers (4) und
• - Einhalten einer Wartezeit zum Aushärten des Klebers.