DE102019105266A1

DE102019105266A1 - Hochdruckrohr

Info

Publication number: DE102019105266A1
Application number: DE102019105266.1A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Naturspeicher GmbH
Current assignee: Naturspeicher GmbH
Priority date: 2019-03-01
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2020-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckrohr (1) mit einem Innenrohr (2), einem das Innenrohr (2) ummantelnden Außenrohr (3) und einer zwischen dem Innen- und Außenrohr (2, 3) angeordneten Gewebeschicht (4), die das Innenrohr (2) mantelförmig umgibt und sich in Rohrlängsrichtung (R) bis in den Bereich zumindest einer Stirnseite (5, 6) des Hochdruckrohrs (1) erstreckt. Erfindungsgemäß weist das Hochdruckrohr (1) zumindest ein Fixierelement (7) auf, mittels dem ein Gewebeende (12) der Gewebeschicht (4) im Bereich der zugeordneten Stirnseite (5, 6) in Rohrlängsrichtung (R) fixiert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Hochdruckrohrs (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochdruckrohr mit einem Innenrohr, einem das Innenrohr ummantelnden Außenrohr und einer zwischen dem Innen- und Außenrohr angeordneten Gewebeschicht, die das Innenrohr mantelförmig umgibt und sich in Rohrlängsrichtung bis in den Bereich zumindest einer Stirnseite des Hochdruckrohrs erstreckt.
Aus der WO 00/55538 A1 sind Hochdruckrohre, insbesondere RTP-Rohre (reinforced thermoplastic pipe), bekannt, die mittels Stumpfschweißen zu einer Rohranordnung verbunden werden. Derartige Hochdruckrohre sind zum Fluidtransport unter hohem Druck ausgelegt, beispielsweise zum Öltransport in Pipelines oder zum Transport von Wasser oder Gas in Hochdruckleitungen. RTP-Rohre weisen typischerweise einen schalenartigen Aufbau auf. Dabei wird ein inneres Kunststoffrohr, beispielsweise ein Polyethylenrohr, mit Bändern aus faserverstärkten Materialien überzogen. Nach außen schließt das Hochdruckrohr mit einer Außenschale bzw. Hülle in Form eines Rohres ab, die über die faserverstärkten Bänder extrudiert wird. Im Gegensatz zu gängigen Hochdruckrohren aus Stahl profitieren RTP-Rohre von ihrem deutlich geringeren Gewicht. Dadurch sind sie einfacher in der Handhabung, leichter zu transportieren und zu montieren. Ferner zeichnen sich RTP-Rohre durch ihre Korrosions- und Temperaturbeständigkeit aus.
Die DE 699 27 484 T2 lehrt, dass die bei Verbundrohren zwischen einem inneren und äußeren Rohr angeordneten faserverstärkten Materialien aus einem aus kontinuierlichen Fäden gebildeten Gewebe bestehen können, wobei sich die Fäden aus Kunststoff- und Glasfasern zusammensetzen und zur Ausbildung des Gewebes gekreuzt werden. Die kreuzweise aufgewickelten, miteinander vermischten Fäden werden auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Kunststofffasern erhitzt, um eine kontinuierliche Schicht zu bilden.
Nachteilig am Stand der Technik ist es, dass eine Druckfestigkeit der Hochdruckrohre bei der Herstellung und beim Zusammenfügen beeinträchtigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, Hochdruckrohre bereitzustellen, deren Druckfestigkeit bei der Herstellung und beim Zusammenfügen nicht beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Hochdruckrohr und dessen Herstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Vorgeschlagen wird ein Hochdruckrohr mit einem Innenrohr, einem das Innenrohr ummantelnde Außenrohr und einer zwischen Innen- und Außenrohr angeordneten Gewebeschicht. Bei dem Hochdruckrohr kann es sich somit um ein RTP-Rohr (reinforced thermoplastic pipe) handeln. Hochdruckrohre werden eingesetzt, um Flüssigkeiten wie beispielsweise Öl, Benzin oder Wasser und Gase wie Erdgas oder Wasserdampf oder sonstige Chemikalien über weite Entfernungen zu transportieren. Die Transportleistung der Hochdruckrohre wird dabei erhöht, wenn die Flüssigkeit oder das Gas unter hohem Druck befördert wird. Im Hochdruckrohr kann das transportierte Gas oder die Flüssigkeit Drücke von 100 bar und mehr erreichen, so dass das Hochdruckrohr hohen Belastungen ausgesetzt ist.
Um die Druckfestigkeit des Hochdruckrohrs zu erhöhen, ummantelt die Gewebeschicht das Innenrohr und verstärkt infolgedessen das Hochdruckrohr. Die Gewebeschicht nimmt dabei Zugkräfte auf, die auftreten, wenn das Hochdruckrohr mit Druck beaufschlagt wird.
Die Gewebeschicht umgibt ferner das Innenrohr mantelförmig und erstreckt sich in Rohrlängsrichtung bis in den Bereich zumindest einer Stirnseite des Hochdruckrohrs. Die Gewebeschicht weist die Form eines Schlauchs auf bzw. ist zylinderförmig. Die Gewebeschicht weist ferner an den beiden Enden jeweils eine Öffnung auf. Im Allgemeinen wird die beispielsweise schlauchförmige Gewebeschicht über das Innenrohr geschoben. Die Gewebeschicht weist die Gestalt eines Strumpfes auf.
Erfindungsgemäß weist das Hochdruckrohr zumindest ein Fixierelement auf, mittels dem ein Gewebeende der Gewebeschicht im Bereich der zugeordneten Stirnseite in Rohrlängsrichtung fixiert ist. Bei der Herstellung des Hochdruckrohrs kann beispielsweise das Außenrohr erwärmt werden, um die wärmebedingte Ausdehnung auszunutzen, um es infolgedessen leichter über das Innenrohr und die Gewebeschicht anordnen zu können. Dabei wird sich jedoch unweigerlich auch die Gewebeschicht erwärmen, welche darauf mit einer Längenänderung, insbesondere mit einer Kontraktion, reagieren kann. Die Gewebeschicht stärkt das Hochdruckrohr somit nicht mehr über die vollständige Länge. Es entstehen vielmehr Schwachstellen im Hochdruckrohr, die natürlich nachteilig sind. Mit Hilfe des Fixierelements wird die Gewebeschicht fixiert, so dass es sich beispielsweise bei Erwärmung nicht mehr zusammenziehen kann.
Wenn das zumindest eine Fixierelement im Bereich der zugeordneten Stirnseite angeordnet ist, lässt sich das Fixierelement auf einfache Weise im und/oder am Hochdruckrohr anordnen, so dass beispielsweise der Herstellungsprozess vereinfacht ist.
Eine ähnliche Problematik tritt beim Zusammenfügen von zwei Hochdruckrohren auf. Beim Zusammenfügen werden im Allgemeinen die zueinander zugewandten Stirnseiten der beiden Hochdruckrohre erwärmt, so dass sich die Hochdruckrohre stoffschlüssig verbinden können. Die Hochdruckrohre werden zusammengeschweißt. Dabei lässt es sich auch nicht vermeiden, dass sich die Gewebeschichten zusammenziehen. Mit Hilfe der Fixierelemente werden jedoch die Gewebeschichten fixiert, so dass eine Schwächung des Hochdruckrohrs vermieden wird.
Von Vorteil ist es, wenn das Gewebeende der Gewebeschicht von der zugeordneten Stirnseite in Rohrlängsrichtung einen Abstand aufweist. Dadurch wird beispielsweise verhindert, dass beim Zusammenfügen zweier Hochdruckrohre mittels Verschweißens die Gewebeschicht durch die Wärmeeinwirkung beschädigt wird.
Der Abstand zwischen dem Gewebeende und der zugeordneten Stirnseite hat noch einen weiteren Vorteil. Es kann vorgesehen sein, dass beim Zusammenfügen zweier Hochdruckrohre die zueinander zugewandten Stirnseiten vor dem Zusammenfügen abgeschliffen werden. Durch den Abstand wird jedoch verhindert, dass die Gewebeschicht durch das Abschleifen beschädigt wird.
Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn in Radialrichtung des Hochdruckrohrs zwischen den beiden Rohren und in Rohrlängsrichtung zwischen dem Gewebeende und der zugeordneten Stirnseite eine Aussparung ausgebildet ist, in der zumindest teilweise das Fixierelement angeordnet ist. Die Aussparung ist somit eine Tasche, in der das Fixierelement zumindest teilweise angeordnet ist bzw. angeordnet werden kann. Das Fixierelement kann somit von der Stirnseite aus in die Aussparung auf einfache Weise eingebracht werden.
Von Vorteil ist es, wenn das zumindest eine Fixierelement im Bereich einer Stirnseite angeordnet ist. Beispielsweise können auch jeweils ein Fixierelement im Bereich jeweils einer Stirnseite angeordnet sein. Es ist somit ein Fixierelement an der einen Stirnseite und ein weiteres Fixierelement an der anderen Stirnseite angeordnet. Wenn an beiden Stirnseiten zumindest ein Fixierelement angeordnet ist, kann die Gewebeschicht auseinandergezogen fixiert sein. Dabei kann es so sein, dass das zumindest eine Fixierelement lediglich im Bereich zumindest einer Stirnseite angeordnet ist. Dies bedeutet, dass kein Fixierelement vorhanden ist, das nicht an einer Stirnseite angeordnet ist. Somit ist kein Fixierelement zwischen den Stirnseiten angeordnet.
Vorteilhaft ist es, wenn das zumindest eine Fixierelement mit der Gewebeschicht verbunden ist. Dabei kann auch das Gewebeende mit dem Fixierelement verbunden sein.
Zusätzlich oder alternativ kann das Fixierelement auch mit dem Innenrohr und/oder mit dem Außenrohr verbunden sein. Das Fixierelement kann sich somit an dem Innen- und/oder an dem Außenrohr abstützen, um die Gewebeschicht zu fixieren.
Von Vorteil ist es, wenn das Fixierelement derart mit der Gewebeschicht verbunden ist, dass das Fixierelement die Gewebeschicht mit einer in Richtung einer Stirnseite wirkenden Zugkraft in Rohrlängsrichtung beaufschlagen kann. Das Fixierelement ist dabei so mit der Gewebeschicht verbunden, dass das Fixierelement die Gewebeschicht mit der Zugkraft beaufschlägt, dass die Gewebeschicht in Richtung der zugeordneten Stirnseite zieht. Das Fixierelement kann somit die Gewebeschicht in Richtung der Stirnseite ziehen, so dass die Gewebeschicht in Rohrlängsrichtung gegenüber dem Hochdruckrohr fixiert werden kann. Bei Wärmeeinfluss kann sich die Gewebeschicht zusammenziehen, so dass sie sich von der Stirnseite entfernt. Wird dagegen die Gewebeschicht mit der in Richtung der Stirnseite wirkenden Zugkraft beaufschlagt, wird das Zurückziehen der Gewebeschicht verhindert.
Vorteilhaft ist es, wenn das Fixierelement mittels Formschluss mit der Gewebeschicht verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Fixierelement mittels Stoffschluss mit der Gewebeschicht verbunden sein. Dadurch kann eine sichere Verbindung zwischen Fixierelement und Gewebeschicht ausgebildet werden.
Von Vorteil ist es, wenn das Fixierelement mit der Gewebeschicht mittels eines Haftvermittlers und/oder eines Klebstoffs verbunden ist. Mit Hilfe des Haftvermittlers und/oder des Klebstoffs kann eine einfache Verbindung zwischen Fixierelement und Gewebeschicht ausgebildet werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Fixierelement als Kunststoffring ausgebildet ist. Der Kunststoffring wird dabei vorher angefertigt und an dem Hochdruckrohr angeordnet. Der Kunststoffring kann beispielsweise zwischen das Innenrohr und das Außenrohr eingepresst werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Fixierelement auch aus einer ausgehärteten Füllung ausgebildet sein. Dadurch kann das Fixierelement beispielsweise in die Aussparung zwischen den beiden Rohren eingespritzt werden und so sich der Kontur anpassen. Durch die Füllung kann das Fixierelement auch auf eine relativ einfache Weise ausgebildet werden.
Von Vorteil ist es, wenn das Fixierelement mittels eines Extrusionsverfahrens ausgebildet ist. Beim Extrusionsverfahren kann das Fixierelement aus einem Granulat gebildet werden. Das Granulat wird erhitzt, so dass es sich zumindest teilweise verflüssigt. Danach wird die verflüssigte Masse unter Druck in eine Hohlform eingespritzt, welche dem Fixierelement die Form verleiht. In der Hohlform härtet die Masse aus, so dass sich das feste Fixierelement ausbildet. Bei der Hohlform kann es sich auch um die Aussparung zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr handeln, so dass das Fixierelement direkt zwischen dem Außenrohr und Innenrohr mittels des Extrusionsverfahrens ausgebildet wird.
Um eine Verbindung zwischen dem Fixierelement und dem Außenrohr, dem Innenrohr und/oder der Gewebeschicht zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn beim Extrusionsverfahren dem Granulat, aus dem das Fixierelement ausgebildet wird, ein Haftvermittler, beispielsweise als Haftvermittler-Granulat, beigemischt wird. Dadurch kann sich die verflüssigte Masse während des Einspritzens zwischen das Außenrohr und das Innenrohr mit den beiden Rohren und/oder mit der Gewebeschicht verbinden.
Das Fixierelement kann beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere Polyethylen, ausgebildet sein. Dadurch kann das Fixierelement auch gut mittels des Extrusionsverfahrens ausgebildet werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das Fixierelement, das Außenrohr und das Innenrohr aus demselben Material ausgebildet sind. Beispielsweise ist das Fixierelement, das Außenrohr und das Innenrohr aus Polyethylen ausgebildet.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Fixierelement Kanäle aufweist, durch die der Haftvermittler und/oder der Klebstoff zwischen das Fixierelement und die Gewebeschicht eingespritzt werden kann. Natürlich können auch andere Stoffe durch die Kanäle gespritzt werden. Mit Hilfe der Kanäle kann das Fixierelement am Hochdruckrohr angeordnet werden und erst danach kann der Haftvermittler und/oder der Klebstoff zwischen das Fixierelement und die Gewebeschicht eingespritzt werden.
Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn sich die Kanäle in Rohrlängsrichtung erstrecken. Dadurch kann der Haftvermittler, der Klebstoff und/oder ein sonstiger Stoff zum Verbinden des Fixierelements mit der Gewebeschicht eingebracht werden. Zusätzlich oder alternativ können sich die Kanäle auch in Radialrichtung des Hochdruckrohrs erstrecken. Die Kanäle können auch in dem Außenrohr angeordnet sein, so dass durch das Außenrohr der Haftvermittler, der Klebstoff und/oder ein sonstiger Stoff zum Verbinden des Fixierelements mit der Gewebeschicht eingebracht werden kann.
Um das Fixierelement gegenüber dem Hochdruckrohr zu fixieren, ist es vorteilhaft, wenn das Fixierelement mit dem Innenrohr und/oder dem Außenrohr verbunden ist. Die Verbindung zwischen Fixierelement und Hochdruckrohr kann dabei form- und/oder stoffschlüssig sein. Beispielsweise kann das Innenrohr- und/oder das Außenrohr einen Absatz aufweisen, an dem sich das Fixierelement, insbesondere in Rohrlängsrichtung, abstützen kann, um die Gewebeschicht zu fixieren. Zusätzlich oder alternativ kann das Fixierelement auch mit dem Innen- und/oder Außenrohr verklebt und/oder verschweißt sein, so dass das Fixierelement gegenüber dem Innen- und/oder Außenrohr fixiert ist.
Von Vorteil ist es, wenn das Fixierelement zwischen das Innen- und das Außenrohr eingepresst ist, so dass es mittels Kraft- und/oder Formschluss in Rohrlängsrichtung fixiert ist. Das Fixierelement kann beispielsweise in die Aussparung eingepresst sein.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Gewebeschicht bis an die zugeordnete Stirnseite erstreckt. Dadurch muss das Fixierelement nicht zwischen Innen- und Außenrohr angeordnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann sich das Fixierelement zumindest bereichsweise über die Stirnseite erstrecken. Beispielsweise kann das Fixierelement plattenförmig ausgebildet sein, so dass es einen Druck, der durch die Zugkraft auf die Gewebeschicht ausgebildet werden kann, großflächig auf die Stirnseite überträgt.
Von Vorteil ist es, wenn sich das Fixierelement zumindest abschnittsweise in einer Umfangsrichtung des Hochdruckrohrs erstreckt. Das Fixierelement erstreckt sich somit über einen Kreisbogen entlang des Umfangs des Hochdruckrohrs.
Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn mehrere Fixierelemente in Umfangsrichtung des Hochdruckrohrs voneinander beabstandet sind.
Vorteilhaft ist es, wenn die Gewebeschicht als vollumfänglich geschlossener Gewebeschlauch ausgebildet ist.
Von Vorteil ist es, wenn zumindest einige Fäden der Gewebeschicht aus Kunststofffasern, insbesondere Aramidfasern, Polyethylenfasern und/oder Polypropylenfasern, Glasfasern und/oder Carbonfasern ausgebildet sind. Die Gewebeschicht besteht dabei auch aus Querfäden und Längsfäden, so dass ein zweidimensionales Netz ausgebildet ist.
Von Vorteil ist es, wenn das Innenrohr und/oder das Außenrohr aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyethylen, gefertigt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Innen- und/oder Außenrohr jeweils durch Umformen aus einem plattenförmigen Ausgangsmaterial, insbesondere durch Biegen, hergestellt sind, so dass diese vorzugsweise eine Längsschweißnaht aufweisen.
Vorgeschlagen wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Hochdruckrohrs. Das Hochdruckrohr kann gemäß zumindest einem Merkmal der vorangegangenen und/oder nachfolgenden Beschreibung ausgebildet sein.
Beim Herstellungsverfahren wird über ein Innenrohr eine Gewebeschicht angeordnet. Danach wird über das Innenrohr ein Außenrohr angeordnet. Die Gewebeschicht ist dann zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet.
Erfindungsgemäß wird mittels eines Fixierelements die Gewebeschicht zumindest in einer Rohrlängsrichtung des Hochdruckrohrs fixiert. Dies weist die oben genannten Vorteile auf. Die Gewebeschicht kann sich dadurch nicht zusammenziehen, wenn es beispielsweise einer Erwärmung ausgesetzt ist. Ein Verrutschen der Gewebeschicht ist dadurch ebenfalls verhindert.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Hochdruckrohrs mit Fixierelement,
2 eine perspektivische Ansicht eines Hochdruckrohrs ohne Fixierelement,
3 eine Ansicht auf eine Stirnseite des Hochdruckrohrs mit Fixierelement,
4 eine Ansicht auf eine Stirnseite des Hochdruckrohrs mit mehreren Fixierelementen,
5 eine Ansicht auf eine Stirnseite des Hochdruckrohrs mit Kanälen im Fixierelement und
6 eine seitliche Schnittansicht mit der Gewebeschicht und dem Fixierelement.

1 zeigt ein Hochdruckrohr 1 mit einem Innenrohr 2 und einem Außenrohr 3. Mit Hilfe des Hochdruckrohrs 1 kann Gas oder Flüssigkeit über lange Strecken transportiert werden. Das Hochdruckrohr 1 ist somit Teil einer Pipeline. Um Transportverluste so gering wie möglich zu halten und um den Durchsatz zu erhöhen, wird das Gas oder die Flüssigkeit mit bis zu 100 bar oder mehr unter Druck gesetzt. Das Hochdruckrohr 1 ist somit entsprechend hohen Belastungen ausgesetzt. Das Hochdruckrohr 1 kann einen Durchmesser von bis zu einem Meter und mehr aufweisen.
Das Innenrohr 2 nimmt zumindest einen Teil dieser Belastungen auf und dichtet das Hochdruckrohr 1 hermetisch nach außen ab. Das Innenrohr 2 kann ferner aus einem, insbesondere thermoplastischen, Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, ausgebildet sein, so dass das Hochdruckrohr 1 eine gewisse Flexibilität aufweist. Das Innenrohr 2 begrenzt außerdem einen Hohlraum 8 des Hochdruckrohrs 1, durch welchen das Gas oder die Flüssigkeit strömt.
Das Hochdruckrohr 1 weist des Weiteren ein Außenrohr 3 auf. Das Außenrohr 3 dient im Wesentlichen als Schutzelement für das Hochdruckrohr 1. Das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 können in der ganzen Beschreibung auch kurz mit den beiden Rohren bezeichnet werden.
Das Hochdruckrohr 1 weist eine Rohrlängsrichtung R auf, die axial zum Hochdruckrohr 1 orientiert ist. Die Rohrlängsrichtung R ist auch die Strömungsrichtung des Gases oder der Flüssigkeit. Ebenso weist das Hochdruckrohr 1 eine Umfangsrichtung U auf.
Außerdem weist das Hochdruckrohr 1 eine erste Stirnseite 5 und eine zweite Stirnseite 6 auf.
Zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 3 bzw. zwischen den beiden Rohren 2, 3 ist eine Gewebeschicht 4 angeordnet. Die Gewebeschicht 4 ist dabei derart ausgebildet, dass sie die Druckkräfte des Gases oder der Flüssigkeit auf das Innenrohr 2 teilweise aufnehmen kann. Die Gewebeschicht 4 verstärkt das Hochdruckrohr 1. Die Gewebeschicht 4 ist vorzugsweise ein netzartiges Gebilde. Die Gewebeschicht 4 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Längsfasern 9 und Querfasern 10 auf. Die Längsfasern 9 erstrecken sich in Rohrlängsrichtung R und die Querfasern 10 in Umfangsrichtung U. Die Gewebeschicht 4 bzw. die Längs- und/oder Querfasern 9, 10 ist beispielsweise aus Kunststofffasern, wie Aramidfasern, Polyethylenfasern und/oder Polypropylenfasern, Glasfasern und/oder Carbonfasern ausgebildet. Die Längsfasern 9 und die Querfasern 10 weisen eine hohe Zugfestigkeit auf.
Um die Gewebeschicht 4 zumindest in Rohrlängsrichtung R zu fixieren, weist das Hochdruckrohr 1 ein Fixierelement 7 auf. Beim Zusammenfügen von zwei Hochdruckrohren 1 werden die zueinander zugewandten Stirnseiten 5, 6 erhitzt, so dass das Innen- und/oder Außenrohr 2, 3 zumindest teilweise aufgeschmolzen wird. Dann werden die beiden Hochdruckrohre 1 aneinander gedrückt, so dass sich die aufgeschmolzenen Bereiche, insbesondere stoffschlüssig, verbinden. Dabei kann es allerdings passieren, dass die Gewebeschicht 4 ebenfalls erwärmt wird und sich die Gewebeschicht 4 dadurch zusammenzieht. Die Gewebeschicht 4 zieht sich dadurch von den Stirnseiten 5, 6 zurück, so dass das Hochdruckrohr 1 Bereiche aufweist, nämlich im Bereich der Stirnseiten 5, 6, die nicht mehr durch die Gewebeschicht 4 verstärkt sind. Dieses Problem kann mit Hilfe des Fixierelements 7 umgangen werden, welches die Gewebeschicht 4 beim Aufschmelzen der zugeordneten Stirnseite 5, 6 schützt und/oder fixiert, d.h. in Rohrlängsrichtung R in Position hält.
Das Fixierelement 7 kann vorteilhafterweise mit der Gewebeschicht 4 verbunden sein, so dass das Fixierelement 7 zumindest eine Zugkraft auf die Gewebeschicht 4 ausüben kann, wenn sich die Gewebeschicht 4 zusammenzieht und sich dadurch von der Stirnseite 5, 6 entfernen würde. Mit Hilfe des Fixierelements 7 kann die Gewebeschicht 4 auch derart fixiert werden, dass sie sich nicht in Umfangsrichtung U verdrehen kann. Das Fixierelement 7 verbindet somit die Gewebeschicht 4, insbesondere ein Gewebeende 12 der Gewebeschicht 4, mittelbar mit dem Innen- und/oder Außenrohr 2, 3. Das Gewebeende 12 wird somit vom Fixierelement 7 in Rohrlängsrichtung in Position gehalten. Das Fixierelement 7 kann in Umfangsrichtung und/oder Axialrichtung des Hochdruckrohrs 1 stoff- und/oder formschlüssig mit dem Innen- und/oder Außenrohr 2, 3 verbunden sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Fixierelement 7 lediglich im Bereich der ersten Stirnseite 5 angeordnet. Vorteilhafterweise ist auch im Bereich der zweiten Stirnseite 6 ein Fixierelement 7 angeordnet, welches aus perspektivischen Gründen hier nicht zu sehen ist. Im Bereich zwischen den beiden Stirnseiten 5, 6 ist dagegen kein Fixierelement 7 angeordnet. Das Fixierelement 7 ist lediglich im Bereich zumindest einer Stirnseite 5, 6 angeordnet.
Ferner ist das Fixierelement 7 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 3 angeordnet. Dadurch vergrößert das Fixierelement 7 nicht den Außendurchmesser des Hochdruckrohrs 1. Außerdem kann dadurch das Fixierelement 7 mit dem Innenrohr 2 und/oder dem Außenrohr 3 verbunden sein, so dass das Fixierelement 7 selbst gegenüber dem Hochdruckrohr 1, insbesondere dem Innen- und Außenrohr 2, 3, fixiert ist.
Des Weiteren ist das Fixierelement 7 des vorliegenden Ausführungsbeispiels als Ringelement ausgebildet. Das Fixierelement 7 erstreckt sich vollständig in Umfangsrichtung U um das Hochdruckrohr 1.
Vorteilhafterweise ist das Fixierelement 7 mit der Gewebeschicht 4 verbunden. Dabei kann auch ein Gewebeende 12 der Gewebeschicht 4 mit dem Fixierelement 7 verbunden sein. Die Gewebeschicht 4 kann beispielsweise mit dem Fixierelement 7 verklebt sein. Dies bietet sich beispielsweise an, wenn das Fixierelement 7 im Nachhinein angeordnet wird. Zwischen Gewebeschicht 4 und Fixierelement 7 kann auch ein Haftvermittler angeordnet sein. Das Fixierelement 7 kann auch als eine aushärtbare Füllung bzw. Masse, beispielsweise wie hier zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3, angeordnet werden, die sich dann mit der Gewebeschicht 4 verbindet. Die Füllung bzw. die Masse kann beispielsweise zwischen die Längsfasern 9 und die Querfasern 10 fließen, so dass sich beim Aushärten der Füllung bzw. der Masse zum Fixierelement 7 eine formschlüssige Verbindung zur Gewebeschicht 4 ausbildet.
2 zeigt das Hochdruckrohr 1 ohne Fixierelement 7. Merkmale, die bereits in der oder den vorangegangenen Figuren beschrieben sind, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt, wenn sie gleich sind, die gleiche oder zumindest eine ähnliche Wirkung haben.
Das hier gezeigte Hochdruckrohr 1 weist eine Aussparung 11 auf. Die Aussparung 11 ist hier in Rohrlängsrichtung R zwischen dem Gewebeende 12 der Gewebeschicht 4 und der dem Gewebeende 12 zugeordneten ersten Stirnseite 5 sowie zwischen dem Innenrohr 2 und dem Außenrohr 3 angeordnet. Die Aussparung 11 erstreckt sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vollständig in Umfangsrichtung U um das Hochdruckrohr 1. Die Aussparung 11 ist hier ringförmig ausgebildet. In die Aussparung 11 kann das Fixierelement 7 angeordnet werden. Beispielsweise kann in die Aussparung 11 das Fixierelement 7 in Form des Ringelements eingepresst werden. Das Fixierelement 7 und die Gewebeschicht 4 können dann verklebt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zuerst der Klebstoff und/oder ein Haftvermittler in die Aussparung 11 eingebracht wird und dann erst das Fixierelement 7 in die Aussparung 11 angeordnet wird. Das Fixierelement 7 kann aber auch mittels eines Extrusionsverfahrens in die Aussparung 11 eingespritzt werden. Das Fixierelement 7 ist dann zu Beginn zumindest teilweise flüssig bzw. zumindest zähflüssig, so dass es die Aussparung 11 ausfüllt. Dabei kann auch ein Teil des noch teilweise flüssigen Fixierelements 7 zwischen die Längsfasern 9 und Querfasern 10 fließen, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Fixierelement 7 und Gewebeschicht 4 ausgebildet wird. Wenn das Fixierelement 7 in die Aussparung 11 eingepresst ist, kann auch ein Kraftschluss das Fixierelement 7 gegenüber dem Hochdruckrohr 1 bzw. dem Innen- und/oder Außenrohr 2, 3 fixieren.
3 zeigt eine Ansicht auf eine Stirnseite 5, 6 des Hochdruckrohrs 1. Das Fixierelement 7 ist ringförmig ausgebildet. Das ganze Hochdruckrohr 1 ist somit rotationssymmetrisch. Merkmale, die bereits in der oder den vorangegangenen Figuren beschrieben sind, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt, wenn sie gleich sind, die gleiche oder zumindest eine ähnliche Wirkung haben.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hochdruckrohrs 1. Merkmale, die bereits in der oder den vorangegangenen Figuren beschrieben sind, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt, wenn sie gleich sind, die gleiche oder zumindest eine ähnliche Wirkung haben. Das Hochdruckrohr 1 weist hier mehrere Fixierelemente 7a - 7d auf. Hier sind vier Fixierelemente 7a - 7d in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet angeordnet. Vorteilhafterweise sind die Fixierelemente 7a - 7d äquidistant angeordnet. Zwischen jeweils zwei Fixierelementen 7a - 7d ist die Gewebeschicht 4 mit den Querfasern 10 zu sehen. Die Querfasern 10 erstrecken sich in Umfangsrichtung U um das Hochdruckrohr 1. Die Fixierelemente 7a - 7d sind ferner in der Aussparung 11 angeordnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 11 zwischen jeweils zwei Fixierelementen 7a - 7d frei bzw. unausgefüllt. Dort kann die Aussparung 11 beispielsweise mit einem Füllmaterial verfüllt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Innenrohr 2 und/oder das Außenrohr 3 auch derart ausgebildet sein, dass diese die freien Bereiche der Aussparung 11 zwischen jeweils zwei Fixierelementen 7a - 7d ausfüllen. Das Innenrohr 2 und/oder das Außenrohr 3 können dazu hier nicht gezeigte Vorsprünge aufweisen, die sich in Radialrichtung erstrecken und die hier gezeigten Freiräume der Aussparung 11 zwischen jeweils zwei Fixierelementen 7a - 7d ausfüllen.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zumindest einem Kanal 13. Der Einfachheit halber ist lediglich ein Kanal 13 mit einem Bezugszeichen versehen. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel weist acht Kanäle 13 auf. Merkmale, die bereits in der oder den vorangegangenen Figuren beschrieben sind, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt, wenn sie gleich sind, die gleiche oder zumindest eine ähnliche Wirkung haben.
Das Fixierelement 7 ist hier wieder als Ringelement ausgebildet und erstreckt sich vollständig in Umfangsrichtung U um das Hochdruckrohr 1. Um beispielsweise einen Klebstoff zum Verbinden der Gewebeschicht 4 und dem Fixierelement 7 zwischen diese beiden Elemente 4, 7 einspritzen zu können, wenn das Fixierelement 7 bereits angeordnet ist, weist das Fixierelement 7 die hier gezeigten Kanäle 13 auf. Durch die Kanäle 13 kann der Klebstoff, der Haftvermittler oder ein anderer Stoff eingebracht werden, der die Verbindung zwischen Gewebeschicht 4 und Fixierelement 7 ausbildet oder zumindest unterstützt. Dazu ist es auch vorteilhaft, wenn das Fixierelement 7 mehrere Kanäle 13 aufweist, so dass beispielsweise der Klebstoff überall in Umfangsrichtung U um das Hochdruckrohr 1 eingebracht werden kann. Die Kanäle 13 erstrecken sich hier in Rohrlängsrichtung R. Die Kanäle 13 erstrecken sich von der jeweiligen Stirnseite 5, 6 aus in Rohrlängsrichtung R in Richtung der Gewebeschicht 4.
Die Kanäle 13 müssen jedoch nicht im Fixierelement 7 angeordnet sein. Die Kanäle 13 können auch im Innenrohr 2 angeordnet sein. Die Kanäle 13 können dann abgewinkelt sein, so dass beispielsweise der Klebstoff zwischen Gewebeschicht 4 und Fixierelement 7 gebracht werden kann. Die Kanäle 13 können sich auch in Radialrichtung von Hohlraum 8 aus nach außen erstrecken.
Zusätzlich oder alternativ können die Kanäle 13 auch im Außenrohr 3 angeordnet sein. Beispielsweise können sich die Kanäle 13 von außerhalb des Hochdruckrohrs 1 in Radialrichtung durch das Außenrohr 3 erstrecken. Der Klebstoff kann dann bequem durch das Außenrohr 3 eingespritzt werden, beispielsweise auch wenn die Stirnseiten 5, 6 zweier Hochdruckrohre 1 aneinander liegen und das Einspritzen des Klebstoffs von einer Stirnseite 5, 6 aus nicht mehr möglich ist.
6 zeigt eine seitliche Schnittansicht mit der Gewebeschicht 4 und dem Fixierelement 7. Merkmale, die bereits in der oder den vorangegangenen Figuren beschrieben sind, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt, wenn sie gleich sind, die gleiche oder zumindest eine ähnliche Wirkung haben.
Schematisch dargestellt sind hier auch die Längsfasern 9, die sich in Rohrlängsrichtung R erstrecken. Die ebenfalls schematisch dargestellten Querfasern 10 erstrecken sich in Umfangsrichtung U und können besonders gut Zugkräfte aufnehmen, die dadurch entstehen, dass durch den Druck im Hohlraum 8 sich das Innenrohr 2 ausdehnt. Die Gewebeschicht 4 ist hier ebenfalls lediglich schematisch dargestellt. Die Längsfasern 9 können natürlich direkt an dem Innenrohr 2 und an dem Außenrohr 3 anliegen.
Die Gewebeschicht 4 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus mehreren Einzelschichten ausgebildet, welche übereinander angeordnet sind. Die Einzelschichten können untereinander unterschiedliche Dicken aufweisen. Die Einzelschichten können beispielsweise untereinander mit Fäden miteinander verbunden sein. Die hier gezeigte Gewebeschicht 4 weist drei Einzelschichten auf. Die Gewebeschicht 4 kann somit ein Gelege aus mehreren Einzelschichten sein. Die Gewebeschicht 4 kann auch ein Prepreg, d.h. ein vorimprägniertes Gewebe, sein.
Des Weiteren weist das Gewebeende 12 der Gewebeschicht 4 einen Abstand A zur ersten Stirnseite 5 auf. Durch diesen Abstand A und einen Radialabstand Y des Innenrohrs 2 und des Außenrohrs 3 zueinander ist die Aussparung 11 ausgebildet. In dieser Aussparung 11 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Fixierelement 7 angeordnet.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt weiterhin den Kanal 13, welcher sich hier durch das Außenrohr 3 erstreckt. Der Kanal 13 ist hier in Radialrichtung des Hochdruckrohrs 1 orientiert. Dadurch kann beispielsweise der Klebstoff zum Verbinden der Gewebeschicht 4 mit dem Fixierelement 7 von außerhalb des Hochdruckrohrs 1 eingebracht werden. Der Kanal 13 ist dabei in Rohrlängsrichtung R im Bereich des Gewebeendes 12 angeordnet, so dass der Klebstoff oder der Haftvermittler oder ein sonstiges Mittel unmittelbar zum Gewebeende 12 und/oder zur Gewebeschicht 4 fließen kann. Das Hochdruckrohr 1 kann auch mehrere hier gezeigte Kanäle 13 aufweisen, welche in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Hochdruckrohr
2: Innenrohr
3: Außenrohr
4: Gewebeschicht
5: erste Stirnseite
6: zweite Stirnseite
7: Fixierelement
8: Hohlraum
9: Längsfaser
10: Querfasern
11: Aussparung
12: Gewebeende
13: Kanal
R: Rohrlängsrichtung
U: Umfangsrichtung
A: Abstand
Y: Radialabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0055538 A1 [0002]
DE 69927484 T2 [0003]

Claims

Hochdruckrohr (1) mit einem Innenrohr (2), einem das Innenrohr (2) ummantelnden Außenrohr (3) und einer zwischen dem Innen- und Außenrohr (2, 3) angeordneten Gewebeschicht (4), die das Innenrohr (2) mantelförmig umgibt und sich in Rohrlängsrichtung (R) bis in den Bereich zumindest einer Stirnseite (5, 6) des Hochdruckrohrs (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckrohr (1) zumindest ein Fixierelement (7) aufweist, mittels dem ein Gewebeende (12) der Gewebeschicht (4) im Bereich der zugeordneten Stirnseite (5, 6) in Rohrlängsrichtung (R) fixiert ist.
Hochdruckrohr nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebeende (12) der Gewebeschicht (4) von der zugeordneten Stirnseite (5, 6) in Rohrlängsrichtung (R) einen Abstand (A) aufweist und/oder dass in Radialrichtung des Hochdruckrohrs (1) zwischen den beiden Rohren (2, 3) und in Rohrlängsrichtung (R) zwischen dem Gewebeende (12) und der zugeordneten Stirnseite (5, 6) eine Aussparung (11) ausgebildet ist, in der zumindest teilweise das Fixierelement (7) angeordnet ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fixierelement (7) im Bereich der zugeordneten Stirnseite (5, 6) angeordnet ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fixierelement (7) mit der Gewebeschicht (4) und/oder mit dem Innen- und/oder Außenrohr (2, 3) verbunden ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Fixierelement (7) derart mit der Gewebeschicht (4) verbunden ist, dass das Fixierelement (7) die Gewebeschicht (4) mit einer in Richtung einer Stirnseite (5, 6) wirkenden Zugkraft in Rohrlängsrichtung (R) beaufschlagen kann.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Fixierelement (7) mittels Formschluss und/oder Stoffschluss mit der Gewebeschicht (4) verbunden ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Fixierelement (7) mit der Gewebeschicht (4) mittels eines Haftvermittlers und/oder eines Klebstoffs verbunden ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Fixierelement (7) mittels eines Extrusionsverfahrens ausgebildet ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Fixierelement (7) Kanäle (13) aufweist, durch die der Haftvermittler und/oder der Klebstoff zwischen das Fixierelement (7) und die Gewebeschicht (4) eingespritzt werden kann und/oder dass sich die Kanäle (13) in Rohrlängsrichtung (R) und/oder in Radialrichtung des Hochdruckrohrs (1) erstrecken.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) mit dem Innenrohr (2) und/oder dem Außenrohr (3), insbesondere stoff- und/oder formschlüssig, verbunden ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) zwischen dem Innen- und dem Außenrohr (2, 3) eingepresst ist, so dass es mittels Kraft- und/oder Formschluss in Rohrlängsrichtung (R) fixiert ist.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gewebeschicht (4) bis an die zugeordnete Stirnseite (5, 6) erstreckt und/oder dass sich das Fixierelement (7) zumindest bereichsweise über die Stirnseite (5, 6) erstreckt.
Hochdruckrohr nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Fixierelement (7) zumindest abschnittsweise in einer Umfangsrichtung (U) des Hochdruckrohrs (1) erstreckt und/oder dass mehrere Fixierelemente (7) in Umfangsrichtung (U) des Hochdruckrohrs (1) voneinander beabstandet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Hochdruckrohrs (1), welches insbesondere nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist, bei dem über ein Innenrohr (2) eine Gewebeschicht (4) und über das Innenrohr (2) ein Außenrohr (3) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Fixierelements (7) die Gewebeschicht (4) zumindest in einer Rohrlängsrichtung (R) des Hochdruckrohrs (1) fixiert wird.