DE112007000275T5 - Bandumhülltes Mehrschichtrohr und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
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Abstract
Ein
im wesentlichen hermetisch abgeschlossenes Rohr mit:
einem Innenrohr, einem Diffusionsperrenmaterial und wenigstens zwei Schichten aus einem thermoplastischen Material, wobei eine erste Schicht des thermoplastischen Materials auf eine erste Seite des Diffusionssperrenmaterials aufgebracht ist und eine zweite Schicht des thermoplastischen Materials auf eine zweite Seite des Diffusionssperrenmaterials aufgebracht ist, die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials und das Diffusionsschichtmaterial ein Diffusionssperrenbandlaminat bilden und wobei das Diffusionssperrenbandlaminat den Umfang des Innenrohrs im wesentlichen über die gesamte Länge des Innenrohrs umgibt, die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials miteinander versiegelt sind und wobei das mit dem Diffusionssperrenbandlaminat gekoppelte Innenrohr im wesentlichen hermetisch abgeschlossen ist.
einem Innenrohr, einem Diffusionsperrenmaterial und wenigstens zwei Schichten aus einem thermoplastischen Material, wobei eine erste Schicht des thermoplastischen Materials auf eine erste Seite des Diffusionssperrenmaterials aufgebracht ist und eine zweite Schicht des thermoplastischen Materials auf eine zweite Seite des Diffusionssperrenmaterials aufgebracht ist, die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials und das Diffusionsschichtmaterial ein Diffusionssperrenbandlaminat bilden und wobei das Diffusionssperrenbandlaminat den Umfang des Innenrohrs im wesentlichen über die gesamte Länge des Innenrohrs umgibt, die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials miteinander versiegelt sind und wobei das mit dem Diffusionssperrenbandlaminat gekoppelte Innenrohr im wesentlichen hermetisch abgeschlossen ist.
Description
- ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
- Diese Anmeldung beansprucht die Priorität nach 35 U. S. C. Abschnitt 119(e) der weiter anhängigen US provisorischen Patentanmeldung Nr. 60/763,566 vom 30. Januar 2006 mit der Bezeichnung „Bandumhülltes Mehrschichtrohr und Verfahren zu deren Herstellung", die hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft Fluidtransportsysteme zum Verhindern von Fluiddiffusionsverlusten und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung in ein Band eingehülltes Mehrschichtrohr zur Verwendung in einem Flüssigkeitskühlsystem und ein Verfahren zu deren Herstellung.
- HINTERGRUND
- Viele Arten von Fluidtransportsystemen sind vorhanden, die ein Rohr erfordern zum Transportieren des Fluids zwischen Punkten in einem System. Die Fluiddiffusion ist in derartigen Systemen ein Problem, insbesondere in geschlossenen Systemen, wo Verluste auftreten aufgrund von Wasserdampfübertragung oder dem Verlust von fluidischen Komponenten einer Mischung. Wenn, beispielsweise, drei Komponenten eine Fluidmischung bilden und jede Komponente eine unterschiedliche Diffusionsrate oder Permeabilitätsrate haben, wird sich das Konzentrationsverhältnis dieser drei Komponenten über die Zeit aufgrund der hohen Diffusionsraten in bekannten Rohren verschieben.
- Ein anderes Beispiels dieses Problems tritt auf dem Gebiet der Kühlsysteme für Elektronik auf. Innerhalb dieses Gebietes besteht die Notwendigkeit, Halbleiterchips zu kühlen. Mit der Zunahme dieses Erfordernisses ergibt es erhebliche Anforderungen bei üblichen Ausgestaltungen. Weiter haben moderne Hochleistungsprozessoren sehr hohe Anforderungen an die Wärmeverteilung. Die üblichen Kühlverfahren, die fächermontierte Wärmesenken und heat pipes haben eine Anzahl von Begrenzungen. Fächermontierte Wärmesenken bewegen häufig die Luft nicht schnell genug, um einen modernen Prozessor zu kühlen oder bewegen die erwärmte Luft nicht ausreichend aus dem Gehäuse, die die Elektronik aufnimmt. Entsprechend sind heat pipes in der Wärmemenge, die sie abgeben können, begrenzt und der Abstand, mit dem sie die Wärme von der Wärmequelle bewegen, ist begrenzt. Übliche Kühltechniken, die heat pipes oder auf einem Gebläse beruhende Wärmesenken haben, sind nicht adäquat zum Kühlen von moderner Elektronik, wie Hochleistunsprozessoren.
- Systeme, die ein flüssiges Kühlmittel verwenden, sind zum Kühlen von Halbleiterchips, die erheblich Wärme erzeugen, effektiv. Solche Flüssigkeitskühlsysteme erfordern die Verwendung von Rohren zum Transportieren des Fluids. Beispiele derartiger Kühlsysteme werden weiter in den
US Patenten 7,000,684 und der US provisorischen Patentanmeldung 60/788,544 mit der Bezeichnung „Multi-Chip Kühlung" beschrieben, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen werden. Bei diesen Systemen wandert ein Fluid durch ein Rohr zum Verteilen der Wärme, die von Halbleitern erzeugt wird. - Bei diesen Systemen existiert ein Dampfkonzentrationsgradient über die Rohrgrenzfläche. Unter Kühlbedingungen dringt das erwärmte Kühlmittel durch die Wände des Rohrs, da eine geringe Konzentration auf der anderen Seite des Rohrs vorliegt. Die Diffusion wird weiterhin von diesem Gradienten angetrieben, bis im Wesentlichen ein Gleichgewicht auf beiden Seiten des Innenrohrs vorliegt und der Dampfkonzentrationsgradient im Wesentlichen null wird.
- Die Diffusion von Dampf in einem Flüssigkeitskühlsystem ist ein Problem und möglicherweise eine Katastrophe, wenn das System austrocknen kann. In einem Flüssigkühlsystem, das einen Radiator verwendet, führt der Verlust an Fluid zu einem graduellen Verlust an thermischer Leistungsfähigkeit. Weiter führt in einem Flüssigkeitskühlsystem, in den das Fluid gepumpt wird, der erhebliche Verlust an Fluid schließlich zu einer Überhitzung.
- Eine Lösung des Problems des Dampfverlustes ist die Verwendung eines Rohres von dem bekannt ist, dass es geringe Wasserdampftransmissionsraten hat. Ein Beispiel eines solchen Rohres ist ein Metallrohr. Die Verwendung eines solchen Rohres führt zu Herausforderungen aufgrund seiner festen Struktur, den Preis für das Metall und die Schwierigkeit der Montage. Weiter führt das Mischen von Metallen in solchen Systemen zu Korrosion und ein Zusetzen der Rohre, der Pumpe oder des Radiators.
- Was benötigt wird ist ein Rohr mit einem hohen Maß an Flexibilität und einer sehr geringen Wasserdampftransmissionsrate.
- ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
- Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind auf eine hybride Mehrschicht-Rohrkonstruktion gerichtet, die hohe Flexibilität mit einer Diffusionssperre und geringen Wasserdampftransmissionsraten kombiniert. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein bandgewickeltes Mehrschichtrohr zu schaffen, das flexibel ist und eine effektive Wasserdampfsperre hat sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gerätes in einem kontinuierlichen In-Line-Prozess.
- Das Mehrschichtige von einem Band umhüllte Rohr ist konfiguriert um effektiv die Diffusion von Dampf zu verhindern und ist in einem kontinuierlichen In-Line-Vorgang gefertigt. Das in ein Band eingehüllte mehrschichtige Rohr kann drei unterschiedliche Schichten haben: eine Innenrohrschicht, eine Diffusionssperrschicht und eine äußere Mantelschicht. Die innere Rohrschicht kommt mit Flüssigkeit und Dampf in Berührung. Dampf, der gewöhnlich durch das Rohr diffundieren kann, wird durch die Diffusionssperrschicht rückgehalten. Die Diffusionssperrschicht ist ein Laminat bestehend aus einer Diffusionssperrfolie mit einer sehr geringen Dampfdiffusionsrate zwischen Schichten aus thermoplastischem Kunststoff. Die Diffusionssperrschicht ist um das Innenrohr einmal oder mehrere Male gewickelt. Das äußere Mantelrohr ist ein polymerer Mantel, der auf das innere Rohr, das von der Diffusionsschicht umhüllt wird, verbunden werden kann.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum effizienten Herstellen des Rohrs, das von einem Mehrschichtband umhüllt wird in einem kontinuierlichen In-Line-Prozess. Zunächst werden das Innenrohr und das Diffusionssperrenband zu einer Wickelvorrichtung geführt. Die Wickelvorrichtung wickelt das Rohr in das Diffusionssperrenband, ein Saum wird erzeugt. Das von dem Diffusionssperrenband eingewickelte Innenrohr wird sodann zu einer Versiegelungsvorrichtung geführt, um den Saum zu versiegeln. Das versiegelte Innenrohr, das in das Diffusionssperrenband eingewickelt ist, wird sodann zu einem Extruder geführt, wo die äußere Mantelschicht auf das Rohr extrudiert wird.
- KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die neuen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen. Zum Zwecke der Erläuterung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in den nachfolgenden Zeichnungen wiedergegeben.
-
1A zeigt den Diffusionsvorgang, der in einem Plastikrohr ohne zusätzliche Sperren gegen eine Dampfdiffusion auftritt, beginnend zu dem Zeitpunkt t = 0. -
1B zeigt den Diffusionsvorgang, der in einem Plastikrohr ohne zusätzliche Diffusionssperren gegen eine Dampfdiffusion auftritt, zu dem Zeitpunkt t = Δt. -
1C zeigt den Diffusionsvorgang, der in einem Plastikrohr ohne zusätzliche Dampfsperren gegen eine Dampfdiffusion zu dem Zeitpunkt t = tkritisch auftritt. -
2A zeigt den Diffusionsvorgang, der mit einer Diffusionssperrschicht auftritt, beginnend zu dem Zeitpunkt t = 0. -
2B zeigt den Diffusionsvorgang, der mit einer Diffusionssperrschicht zum Zeitpunkt tΔt auftritt. -
2C zeigt den Diffusionsvorgang, der mit einer Diffusionssperrschicht zum Zeitpunkt t = tGleichgewicht auftritt. -
3 zeigt die Basisausbildung des Mehrschichtrohrs nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. -
4A zeigt eine mögliche Konstruktion der Diffusionssperrenbandschicht nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. -
4B zeigt eine mögliche andere Konstruktion einer Diffusionssperrenbandschicht nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. -
5 ist ein Flussdiagramm des Basisschritts der Herstellung des Mehrschichtrohres nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. -
6 zeigt die Vorrichtung zum Herstellen eines mit einer Mehrschicht-Diffusionssperrenband eingewickelten Rohres nach Art einer Zigaretteneinwicklung mit dem Schutzmantel. -
7A ist eine perspektivische Ansicht eines flaggeneingepackten Rohres ohne den äußeren Mantel, bevor die Flagge gefaltet ist. -
7B ist eine Endansicht eines Rohres, das flaggeneingewickelt ist, ohne den äußeren Mantel, bevor die Flagge gefaltet ist. -
7C ist eine perspektivische Ansicht eines flaggeneingewickelten Rohres, nachdem die Flagge gefaltet ist und nach der Ummantelung. -
7D ist eine perspektivische Ansicht eines flaggengewickelten Rohres, ohne den äußeren Mantel, bevor die Flagge gefaltet ist. -
7E ist eine Endansicht eines flaggengewickelten Rohres ohne den äußeren Mantel, bevor die Flagge gefaltet worden ist. -
7F ist eine perspektivische Ansicht eines flaggengewickelten Rohres, nachdem die Flagge gefaltet worden ist und nach der Ummantelung. -
8 ist ein wendelgewickeltes Multischichtrohr mit dem Schutzmantel. - EINGEHENDE BESCHREIBUNG
- In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene Einzelheiten zum Zwecke der Erläuterung angegeben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die Erfindung ohne Verwirklichung dieser besonderen Einzelheiten verwirklicht werden kann.
- Die
1A bis1C erleichtern das Verständnis der Erfindung durch eine Darstellung, wie eine Flüssigkeit in einem Kühlsystem mit einem gewöhnlichen polymeren Rohr aufgrund der Division von Diffusion von Dampf verloren geht.1 zeigt ein polymeres Rohr100 , das mit einer ursprünglichen Menge von Dampf110 zum Zeitpunkt (t) = 0 gefüllt ist. Der Dampf110 ist 100% des ursprünglichen Wasserdampfs in dem System. -
1B zeigt dasselbe polymere Rohr100 zu einem späteren Zeitpunkt t = Δt nach der Zeit (t) = 0. Zu dem Zeitpunkt t = Δt ist einiger Dampf durch die Wandungen des polymeren Rohrs diffundiert, weil im Inneren des Rohrs eine höhere Konzentration von Dampf vorhanden ist als außerhalb des Rohres. Die diffundierten Partikel120 entweichen aus dem System. Wenn dies auftritt, ist die Menge von Dampf130 in dem polymeren Rohr100 geringer als die ursprüngliche Menge des Dampfs110 .1C zeigt dasselbe polymere Rohr100 zum Zeitpunkt t = tkritisch zum Zeitpunkt t = tkritisch ist fast der gesamte Dampf in dem polymeren Rohr durch die Wandungen des Rohrs diffundiert. Das Rohr endet mit einer Dampfkonzentration140 , die der Konzentration außerhalb gleich ist. -
2A bis2C zeigen das Verständnis der Erfindung durch eine Darstellung, wie die Verwendung einer Diffusionssperre eine geeignete Lösung für das Dampfdiffusionsproblem bei einem diffusionsanfälligen Rohrsystem in einem Kühlsystem schafft.2A bis2C zeigen ein System, in dem ein polymeres Rohr200 von einer Diffusionssperre200 mit im Wesentlichen hermetischen Dichtpunkten210 eingeschlossen ist. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Diffusionssperre220 ein mehrschichtiges Bandlaminat, wie in4 gezeigt. -
2A zeigt das polymere Rohr200 zu einem Zeitpunkt (t) = 0. In2A ist das polymere Rohr200 mit derselben ursprünglichen Menge von Dampf230 gefüllt und die von der Diffusionssperre eingeschlossenen Bereiche240 sind leer. Der Dampf230 beträgt 100% des ursprünglichen Wasserdampfs in dem System. -
2B zeigt dasselbe polymere Rohr200 zu einem etwas späteren Zeitpunkt t = Δt nach der Zeit (t) = 0. Zu dem Zeitpunkt t = Δt ist einiger Dampf durch die Wandungen des polymeren Rohrs diffundiert, da eine höhere Konzentration von Dampf im Inneren des Rohres vorliegt als außerhalb des Rohres. Die diffundierten Partikel250 entweichen aus dem Rohr200 . Wenn dies auftritt, ist die Menge an Dampf260 in dem polymeren Rohr200 geringer als die ursprüngliche Menge von Dampf230 . Entsprechend nimmt die Menge von Dampf in den von der Diffusionssperre umschlossenen Bereichen240 zu, da die Diffusionsgrenzschicht eine sehr geringe Dampftransferrate hat und Dampf zwischen dem Plastikrohr200 und der Diffusionsgrenzschicht220 einfangt. -
2C zeigt dasselbe polymere Rohr200 zu dem Zeitpunkt tGleichgewicht. Zum Zeitpunkt TGleichgewicht ist die erforderliche Menge an diffundierten Partikeln in den von der Diffusionssperre umgebenden Bereichen240 , um die Menge des Dampfes270 im Inneren des polymeren Rohrs200 auszugleichen. Zum Zeitpunkt tGleichgewicht ist der Diffusionsgradient zwischen den von der Diffusionssperre umgebenden Bereichen240 und dem Inneren des polymeren Rohrs200 im Wesentlichen Null und das Gleichgewicht ist erreicht. -
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mehrschichtigen, von einem Band eingewickelten Rohrs nach der vorliegenden Erfindung. Der Bereich310 ist eine leere Höhlung, in dem die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskühlsystem fließt. Eine innere Rohrschicht320 ist ein flexibles Rohr, das in Berührung mit dem Fluid kommt, das durch den Bereich310 geführt wird. Vorzugsweise ist das Innere des Rohres320 im Wesentlichen zylindrisch, auch andere Konfigurationen kommen in Betracht. Einige bevorzugte Eigenschaften der inneren Rohrverkleidung320 weisen, ohne auf das Folgende begrenzt zu sein, auf: ausgezeichnete Flexibilität, Knickfestigkeit, Inertheit, thermomechanische und dimensionelle Stabilität während des Extrusionsvorgangs und Einfachheit der Kopplung an Verbinder für leckfreie Verbindungen. In Abhängigkeit von der Anwendung sind viele Klassen von Verrohrungen potentielle Kandidaten für eine Innenrohrverkleidung einschließlich, ohne begrenzt zu sein auf: (1) thermoplastische Kunststoffe wie Polyolefine, modifizierte Polyolefine, Fluorokunststoffe, Polyamide, Polyester, Sturen und Vinyl, thermoplastische Elastomere basierend auf Polyolefinen, Polybutadin, Polyester, Styren und Venyl, (2) thermoplastische Elastomere basierend auf Olefinen, Polybutadin, Polyester, Styren und Venyl-Chemie, und (3) Elastomeren wie Butyl, PIB, EPDM, NBR, SBR und platingehärtete oder peroxidgehärtetes Sililkongummi. Weiter kann das Rohr für verbesserte thermomechanische und knickfeste Eigenschaften verstärkt sein. - Die Diffusionssperrenbandlaminatschicht oder -schichten
330 schaffen eine Umhüllung, um die Dampfdiffusion zu begrenzen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Diffusionssperrenbandlaminatschicht oder -schichten330 auf die innere Rohrverkleidung320 umwickelt und wird sodann durch Hitze und Druck versiegelt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Diffusionssperrschicht oder -schichten330 flexibel und hat eine ausreichende Punktierungs-, Zug- und Druckfestigkeit für ein zuverlässiges, konsistentes und herstellbares Umwickeln und sind auch in der Lage, eine kontinuierliche Diffusionssperre für eine geringe Dampftransmissionsrateneigenschaft zu bewirken. - Die vorliegende Erfindung berücksichtigt eine Vielzahl von Sperrschichtbandlaminatausbildungen.
4A zeigt beispielsweise eine einzige Diffusionssperrschichtbandlaminatschicht400 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der die Schichten nicht in einem proportionalen Maßstab gezeichnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die einzige Diffusionssperrschicht400 ein Mehrschichtbandlaminat mit einem Diffusionssperrschichtmaterial410 , thermoplastischen Folienschichten430 ,440 und einer Klebeschicht420 . Die Diffusionssperrfolie410 ist gegenüber einer Wasserdampftransmission hoch widerstandsfähig. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Diffusionssperrfolie410 eine Aluminiumfolie. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist die Diffusionssperrfolie410 ein Polyamid, etwa Nylon. Die Sperrschichtfolie410 kann weiter ein transparentes Polymer sein wie Alcar, ein Polychlorotrifluoroethylen (PCTEE) hergestellt von AlliedSignal, Saran (Polyvinyledenchlorid) oder Tedlar (Polyvinylfluorid), die beide von DuPont oder Both hergestellt werden, oder ein anderes geeignetes Material. Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Diffusionssperrfolie410 zwischen thermoplastischen Folienschichten430 ,440 eingeschlossen. Diese thermoplastischen Folienschichten430 ,440 wirken als Kleber, da sie dazu in der Lage sind, bei Aufbringung eines geeigneten Drucks unter Hitze versiegelt zu werden. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen sind diese thermoplastischen Folienschichten430 ,400 Polyethylen mit geringer Dichte mit einer geringen Schmelztemperatur (–120°C). Bei anderen Ausführungsbeispielen sind die Folienschichten430 ,440 aus der modifizierten Polyethylenfamilie. - Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die thermoplastische Folie
430 mit der Diffusionssperrschichtfolie410 über eine Klebeschicht420 verklebt. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird dieses Kleben erreicht unter Verwendung von lösungsfreien Klebelaminierungstechniken. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die thermoplastische Folienschicht410 an die Diffusionssperrschichtfolie410 angebracht durch Extrudieren der thermoplastischen Filmschicht auf die Diffusionssperrschichtfolie410 an der Laminatschichtgrenze450 unter Verwendung eines plastischen Druckextrusionsbeschichtungsvorgangs. Bei einigen Ausführungsbeispielen weist die Diffusionssperrschichtfolie410 mehrere Schichten von Diffusionssperrmaterialien auf, die zwischen zwei Schichten von Thermokunststoffen430 ,440 eingeschlossen sind. - Die Schichten der thermoplastischen Kunststoffe
430 und440 haben einen großen Vorteil gegenüber bekannten Techniken. Die Verwendung von thermoplastischen Schichten auf beiden Seiten der Diffusionssperre erlaubt es, das Innenrohr in einer kontinuierlichen und In-Line-Verfahren zum Wickeln aufgrund der Einfachheit, in der die Schichten430 und440 miteinander verbunden werden bei einer Behandlung mit einer geeigneten Wärme und Druck. -
4B zeigt ein Beispiel einer bevorzugten Sperrbandlaminatausbildung.4B zeigt ein Diffusionssperrschichtlaminat mit einer zusätzlichen Schicht425 . Die einzige Diffusionssperrschicht400 ist ein Mehrschichtbandlaminat, das ein Diffusionssperrmaterial410 , thermoplastische Folienschichten430 ,440 und eine Klebeschicht420 aufweist. Eine zusätzliche Schicht425 ist eine Polyamidschicht, etwa Nylon. Das Vorsehen eines Polyamids in de Diffusionssperrschichtlaminat verbessert erheblich die Scherfestigkeit der Sperrschichtfolie. Die Verbesserung der Scherfestigkeit führt zu einem unerwarteten Ergebnis, was zusammengesetzt ist durch das gewünschte Ergebnis der Verbesserung der Dampfdiffusion. Die Verbesserung der Scherfestigkeit gibt dem Rohr bessere Biegeeigenschaften. Die Verbesserung in der Scherfestigkeit erlaubt es, das Rohr zu verwenden bei Hekenverbindungen mit einem Haken mit einer höheren Expansionsrate als dies normalerweise möglich wäre unter Beibehalten der Integrität der Diffusionssperre. - Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwenden mehr als eine Diffusionssperre
400 . Als Ausgleich für die verringerte Flexibilität und komplexere Konstruktion schaffen mehrere Diffusionssperren eine verbesserte Punktur/Reiß- und Dehnungsfestigkeit als auch eine bessere Wasserdampftransmissionseigenschaft und wird im Wesentlichen den Effekt einer einzigen fehlerhaften Dichtung vermeiden. - Es wird jetzt wieder auf
3 Bezug genommen. Einige Ausführungsbeispiele des gewickelten Mehrschichtbands weist eine Außenschicht340 auf, um einen Schutz und die Integrität des im Wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Rohrs zu bewirken. Die Dicke der Außenschicht340 modifiziert weiter die Knickeigenschaften des Rohrs300 , das mit einem Diffusionssperrenbandlaminat gewickelt ist. Das Modifizieren der Dicke der Außenschicht340 bestimmt, wie sehr das Rohr gebogen wird, bevor ein Knicken auftritt, der den Fluss des Fluids in dem Rohr beeinflusst. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Außenschicht340 ein polymerer Mantel. Die Mantelschicht kann weiter flammenhindernde Komponenten für eine bessere Entflammungseigenschaft für den gesamte Mehrschicht-Rohrverbund haben. - Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Mantelschicht
340 aufgebracht unter Verwendung eines In-Line-Druckextrusionsvorgangs. Bei alternativen Ausführungsbeispielen wird ein Rohrextrusionsvorgang oder ein Halb-Druckextrusionsvorgang verwendet. Bei einem noch anderen Ausführungsbeispiel wird ein Wärmeschrumpfverfahren verwendet und die Mantelschicht340 wird über ein Wärmeschrumpfrohr aufgebracht. Diese alternativen Wege zum Aufbringen der Mantelschicht340 haben unterschiedliche Herstellungsvorteile, sie helfen alle, die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Dichtung in der Diffusionssperre330 aufgrund der Verwendung zusätzlicher Wärme und Drucks zu minimieren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wärmesiegelt zusätzliche Wärme und Druck von einem Druckextrusionsschritt weiter die thermoplastischen Folienschichten430 ,440 (4 ) an das Diffusionssperrmaterial, als auch ein weiteres Anbringen des Diffusionssperrenbandlaminats330 an das Innenrohr320 . - Die Mantelschicht
340 schützt weiter die darunter liegende Diffusionssperre330 vor Punkturen oder Risse während der Handhabung der Montage oder dem Klemmen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann eine geflochtene Verstärkungsschicht (nicht gezeigt) zwischen der Diffusionssperrenbandlaminatschicht330 und der Mantelschicht340 vorgesehen oder in die Mantelschicht340 eingebettet sein, zum Verbessern des Knickwiderstandes der äußeren Mantelschicht. Bei anderen Ausführungsbeispielen werden die mehreren Mantelschichten (nicht gezeigt) verwendet zum weiteren Schutz der Innenschichten. Bei einigen Ausführungsbeispielen hat der Mantel eine Dicke im Bereich von einem (1) Millimeter bis einhalb (0,5) Inch. -
5 ist ein Flussdiagram, das ein Verfahren des Herstellen eines bandgewickelten Mehrschichtrohres nach einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei Schritt555 werden das Innenrohr und das Diffusionssperrenbandlaminat gebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Innenrohr durch einen Rohrextrusionsvorgang gebildet, es sind jedoch andere Wege der Formung des Innenrohrs berücksichtigt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Sperrbandlaminat durch Aufbringen von zwei Schichten eines thermoplastischen Kunststoffs auf das Diffusionssperrmaterial in einem Druckextrusionsprozess gebildet. Der thermoplastische Kunststoff kann weiter unter Verwendung eines Halbdruckextrusionsvorgangs aufgebracht werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist ein Klebstoff zwischen dem Diffusionssperrmaterial und dem thermoplastischen Material konfiguriert, um als eine Klebeschicht zu wirken. - Andere Verfahren können entsprechend verwendet werden zum Aufbauen der Schichten der vorliegenden Erfindung wie den Extrusionsprozessen, dem Kalandrieren oder dem Laminieren. Obwohl diese bestimmten Ausführungsbeispiele zur Erläuterung gegeben worden sind, wie die Schicht nach der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, versteht es sich für den Fachmann, dass andere geeignete Verfahren verwendet werde können.
- Nachfolgend werden in dem Schritt
560 die Materialien einem Einwickler zugeführt. Ein Innenrohr, das nicht gewickelt worden ist, wird einem ersten Einwicler zugeführt. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird das zuvor eingewickelte und verdichtete Rohr einem nachfolgenden Einwickler oder Einwicklern stromabwärts dem ersten Einwickler zugeführt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Einwickler ein Einwickler vom Zigaretteneinwickeltyp, wie unten anhand von6 erläutert werden wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird von den Einwicklern ein Flaggenwickeln (die in den7A ,7B und7C gezeigt) ein wendelförmiges Einwickeln (wie in8 gezeigt ist) oder jede andere geeignete Art des Einwickelns von den Einwicklern ausgeführt. - Nachfolgend wickelt der Einwickler ein Schichtdiffusionssperrenbandlaminat um das Innenrohr. Alternativ wickelt der Einwickler eine zusätzliche Schicht eines Diffusionssperrenbandlaminats um ein bereits gewickeltes Innenrohr. Der Einwickler wickelt das Rohr derart, dass ein Saum eines überlappenden Diffusionssperrenbandlaminats herab im Wesentlichen der Länge des Rohrs lässt.
- In dem Schritt
570 wird das gewickelte Rohr zu einem ersten Versiegler geführt, wobei der Versiegler Wärme und Druck auf den Saum aufbringt. Vorzugsweise bringt der Versiegler ausreichend Wärme und Druck auf, um den thermoplastischen Kunststoff des Diffusionssperrenbandlaminats zu schmelzen und um den Saum zusammenzuhalten. Die Verwendung einer Erwärmungstemperatur auf etwa 120°C übersteigt ausreichend den Schmelzpunkt und ist ausreichend, um den Saum zusammenzuhalten. - Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nur die Klebeschichten des Saums zusammen versiegelt und das Diffusionssperrenbandlaminat klebt nicht an dem Innenrohr. Ein solches Ausführungsbeispiel kann bevorzugt sein, wenn das Innenrohr aus Silikon besteht. Silikon haftet nicht an der Innenschicht des Diffusionssperrenbandlaminats und kann daher innerhalb des Diffusionssperrenbandlaminats gleiten, wenn das Rohr geboten wird. Ein solcher Gleiteffekt vermindert das Zerreißen des Diffusionssperrenbandlaminats. Bei anderen Ausführungsbeispielen bringt der Versiegler ausreichend Wärme und Druck auf zum Anhaften des Saums und des inneren Rohrs an die Diffusionssperrschicht. Bei einigen Ausführungsbeispielen bringen zusätzliche Versiegler, stromabwärts von dem ersten Versiegler, ausreichend Wärme und Druck auf zum weiteren Aufbringen des Innenrohrs an das Diffusionssperrenband und zum Zusammenfügen des Saums.
- Bei einigen Ausführungsbeispielen wird das eingewickelte Rohr zu zusätzlichen Einwicklern und Verdichtern stromabwärts des vorangehend genannten zugeführt bei dem Schritt
580 . Bei einigen Ausführungsbeispielen erzeugen diese Einwickler und Versiegler Säume in unterschiedlicher Konfiguration und in unterschiedlichen axialen Positionen um das Rohr. Bei anderen Ausführungsbeispielen wird das Rohr lediglich in Schritt580 durch einen Einwickler und einen Versiegler geführt. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Mantelschicht auf das eingewickelte und versiegelte Rohr bei Schritt50 aufgebracht. Alternativ hat das Rohr keine Mantelschicht. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die Mantelschicht unter Verwendung eines Druckextrusionsvorgangs aufgebracht. Bei anderen Ausführungsbeispielen wird die Mantelschicht unter Verwendung eines Halb-Druckextrusionsvorgangs aufgebracht. Bei einigen Ausführungsbeispielen liefert der Vorgang, der zum Aufbringen der Mantelschicht auf das eingewickelte Rohr verwendet wird, zusätzliche Wärme und Druck zum weiteren Anbringen des Innenrohrs an das Diffusionssperrenband und zum Verbinden des Saums oder der Säume. - Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeschrumpfvorgang zum Aufbringen eines Mantels auf das bandgewickelte Rohr verwendet. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel wird das innere Rohr zunächst eingewickelt und versiegelt, entweder einmal oder mehrere Male, in einem kontinuierlichen und In-Line-Vorgang und sodann gesondertes Ummanteln mit einem Wärmeschrumpfmantel. Die
6 und9 zeigen verschiedene Verfahren des Einwickelns des Diffusionssperrenbandlaminats um das innere Rohr. Drei bestimmte Verfahren des Einwickelns werden hier offenbart, es sind jedoch auch andere Typen des Einwickelns berücksichtigt. -
6 zeigt das sogenannte Zigarettenwickeln, ein Einwickelverfahren nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Innenrohr600 einem Einwickler610 gemeinsam mit dem Diffusionssperrenbandlaminats620 zugeführt. Wie oben beschrieben und in5 gezeigt, kann das Innenrohr600 optional vorher und gleichzeitig mit diesem Prozess extrudiert sein. Entsprechend kann das Diffusionssperrenbandlaminat stromaufwärts vor oder gemeinsam mit diesem Vorgang hergestellt sein. Das Diffusionssperrenbandlaminat620 wird durch ein Gerät630 zugeführt, das das Diffusionssperrenbandlaminat620 um das Innenrohr600 faltet, wobei das Innenrohr durch den Einwickler610 geführt wird. Nach dem Falten überlappt ein Bereich des Diffusionssperrenbandlaminats640 über einen anderen Abschnitt des Diffusionssperrenbandlaminats620 . Es ist bevorzugt, dass der Überlappungsprozentsatz des Diffusionssperrenbandlaminats von 10% bis 25% reicht, jedoch ist jeder andere Überlappungsprozentsatz bedacht. Die Überlappungsbereiche des Diffusionssperrenbandlaminats620 hat thermoplastische Oberflächen, wie in den4 als430 und440 gezeigt), die dazu in der Lage sind, durch Hitze miteinander verschweißt zu werden. Das Diffusionssperrenbandlaminat, das das Innenrohr640 eingewickelt hat mit einem Bereich einer Diffusionssperrenbandlaminatüberlappung640 wird zu einem Wärmeversiegler660 geführt. Der Wärmeversiegler660 erzeugt die geeignete Wärme und den geeigneten Druck auf den Bereich der Diffusionssperrenbandlaminatsüberlappung650 und das thermoplastische Material, das mit dem Innenrohr in Kontakt ist, um so das mit dem Diffusionssperrenbandlaminat eingewickelte Innenrohr650 zu versiegeln. - Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Einwickeln und Versiegeln vor dem Ummanteln wiederholt, um eine oder mehrere zusätzliche Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats (nicht gezeigt) herzustellen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die eine oder werden die zusätzlichen Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats eingewickelt unter Verwendung desselben Einwickelverfahrens, es könnte jedoch auch alternativ unter Verwendung eines anderen Verfahren eingewickelt werden. Wenn dasselbe Verfahren des Einwickelns verwendet wird, um das Innenrohr
600 einzuwickeln mit mehreren Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats620 ist es bevorzugt, die Säume zu versetzen, um einen größeren Abstand zwischen den Bereichen der Diffusionssperrenbandlaminatsüberlappung640 zu bewirken. - Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Innenrohr
600 , das in wenigstens eine Schicht eines Diffusionssperrenbandlaminats620 eingewickelt und mit dem Wärmeversiegler660 versiegelt ist, einem Extruder680 zugeführt und die äußere Mantelschicht wird aufgebracht. Verschiedene Verfahren werden zum Aufbringen der äußeren Mantelschicht690 verwendet einschließlich, nicht aber ausschließlich durch kontinuierliche In-Line-Druckextrusion, hohe Extrusion und Halb-Druckextrusion. Die7A bis7C zeigen ein bandgewickeltes Mehrschichtrohr nach der Erfindung, wobei ein Flaggeneinwickeln verwendet wird. Dieses Verfahren des Einwickelns verwendet einen (nicht gezeigten) Flaggeneinwickler zum Wickeln des Diffusionssperrenbandlaminats720 um das Innenrohr710 . Die Flagge730 des flaggengewickelten Innenrohrs wird sodann auf das eingewickelte und versiegelte Rohr gefaltet. Bei einigen Ausführungsbeispielen reicht die Länge der Flagge, die auf dem eingewickelten Rohr heruntergefaltet ist, von einem (1) Millimeter bis zwanzig (20) Millimeter. Ein Streifen der versiegelten gefalteten Flagge730 läuft über die Länge des eingewickelten Innenrohrs. Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Einwickel- und Versiegelungsvorgang vor der Ummantelung wiederholt, um eine oder mehrere zusätzliche Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats (nicht gezeigt) vorzusehen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine oder werden mehrere zusätzliche Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats eingewickelt unter Verwendung desselben Verfahrens zum Einwickeln, es könnte jedoch alternativ eingewickelt sein durch ein anderes Verfahren.7d zeigt das versiegelte flaggengewickelte Innenrohr740 , nachdem die äußere Mantelschicht750 aufgebracht ist. - Bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Flaggenwickeln ausgeführt wird, wird die Flagge nach dem Einwickeln getrimmt.
7D ,7E und7F zeigen ein flaggengewickeltes Rohr nach diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in7 gezeigt, ist das Diffusionssperrenbandlaminat720 um das Innenrohr710 gewickelt. Die sich vertikal erstreckende Flagge730 des flaggeneingewickelten Innenrohrs ist nachfolgend als Teil eines kontinuierlichen In-Line-Prozesses getrimmt.7E zeigt das flaggengewickelte Rohr nach dem Trimmen. Infolgedessen verbleibt ein kleiner Stutzen710 , der sich leicht von dem Innenrohr710 erstreckt.7C zeigt das versiegelte flaggengewickelte Innenrohr740 , nachdem die Außenmantelschicht750 aufgebracht ist. -
8 zeigt das bandgewickelte Mehrschichtrohr nach der vorliegenden Erfindung, wenn ein wendelförmiges Einwickeln verwendet wird. Dieses Verfahren des Einwickelns verwendet einen (nicht gezeigten) Wendelwickler zum Einwickeln des Diffusionssperrenbandlaminats220 um das Innenrohr810 . Der Wendelwickler wickelt das Diffusionssperrenbandlaminat820 um die Länge des Innenrohrs820 zu einem sich kontinuierlich überlappenden Wendel. Das wendelförmige eingewickelte Diffusionssperrenbandlaminat bildet einen Überlappungsbereich830 . Es ist bevorzugt, dass der Überlappungsprozentsatz des wendelförmig eingewickelten Diffusionssperrenbandlaminats von 25% bis 55% reicht, obwohl jeder andere Überlappungsprozentsatz möglich ist. Nachdem das wendelförmig eingewickelte Diffusionssperrenbandlaminat versiegelt ist, wird die Außenmantelschicht840 aufgebracht. - Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Wickel- und Versiegelungsprozess vor dem Ummanteln wiederholt, um eine oder mehrere zusätzliche Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats (nicht gezeigt) zu schaffen. Das zusätzliche Einwickeln und Versiegeln kann in einem kontinuierlichen In-Line-Prozess angewendet werden. Alternativ kann das zusätzliche Einwickeln und Versiegeln sequentiell erfolgen, etwa durch Abspulen eines bandgewickelten Rohrs und sodann Rückführen des zuvor eingewickelten Rohres durch eine Einwickel- und Versiegelungsmaschine, auch wenn dies dieselbe Maschine ist. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die eine oder werden die mehreren zusätzlichen Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats eingewickelt unter Verwendung desselben Verfahrens zum Wickeln. Alternativ werden die zusätzlichen Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats eingewickelt unter Verwendung unterschiedlicher Verfahren. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird die erste Schicht des Diffusionssperrenbandlaminats eingewickelt unter Verwendung eines Wendelwickelvorgangs im Uhrzeigersinn und weiterer Schichten des Diffusionssperrenbandlaminats werden unter Verwendung eines Verfahrens zum Einwickeln gegen den Uhrzeigersinn eingewickelt oder umgekehrt. Auch werden bei einigen Ausführungsbeispielen die Säume, die durch die zusätzlichen Schichten des Einwickelns gebildet werden, an verschiedenen axialen Positionen des Innenrohres positioniert.
- Die vorliegende Erfindung wurde anhand von bestimmten Ausführungsbeispielen beschrieben, die Einzelheiten zur Erleichterung des Verständnisses der Prinzipien des Aufbaus und des Betriebs nach der Erfindung zu erleichtern. Diese Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele und deren Einzelheiten soll den Schutzbereich der Ansprüche, die beiliegen, nicht begrenzen. Es versteht sich für den Fachmann, dass Modifikationen der zur Illustration ausgewählten Ausführungsbeispiele möglich sind, ohne sich von dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung zu lösen. Insbesondere versteht es sich für den Fachmann, dass das Gerät und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung in verschiedenen unterschiedlichen Weisen verwirklicht werden können und verschiedene unterschiedliche Ausbildungen haben kann.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Das in ein mehrschichtiges Band eingewickelte Rohr zum effektiven Vermeiden der Diffusion von Dampf ist in einem kontinuierlichen In-Line-Prozess hergestellt und hat drei gesonderte Schichten: eine innere Rohrschicht, eine mittlere Diffusionssperrschicht und eine äußere Mantelschicht. Die innere Rohrschicht kommt in Berührung mit Flüssigkeit und Dampf. Dampf, das gewöhnlich durch das Rohr diffundieren könnte, wird durch die Diffusionssperrenschicht daran gehindert. Die Diffusionssperrschicht ist ein Laminat, das eine Diffusionssperrenfolie aufweist mit einer sehr geringen Dampfdiffusionsrate, die zwischen Schichten aus einem thermoplastischen Kunststoff angeordnet ist. Die Diffusionssperrenschicht ist um das Innenrohr ein oder mehrere Male gewickelt. Die äußere Mantelschicht ist ein polymerer Mantel, der auf das in die Diffusionssperrenschicht eingewickelte Innenrohr extrudiert wird.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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Claims (52)
- Ein im wesentlichen hermetisch abgeschlossenes Rohr mit: einem Innenrohr, einem Diffusionsperrenmaterial und wenigstens zwei Schichten aus einem thermoplastischen Material, wobei eine erste Schicht des thermoplastischen Materials auf eine erste Seite des Diffusionssperrenmaterials aufgebracht ist und eine zweite Schicht des thermoplastischen Materials auf eine zweite Seite des Diffusionssperrenmaterials aufgebracht ist, die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials und das Diffusionsschichtmaterial ein Diffusionssperrenbandlaminat bilden und wobei das Diffusionssperrenbandlaminat den Umfang des Innenrohrs im wesentlichen über die gesamte Länge des Innenrohrs umgibt, die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials miteinander versiegelt sind und wobei das mit dem Diffusionssperrenbandlaminat gekoppelte Innenrohr im wesentlichen hermetisch abgeschlossen ist.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei das Innenrohr aus einem Material gefertigt ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Polyolefinen, modifizierten Polyolefinen, Fluorokunststoffen, Polyamiden, Polyester, Vinylharzen, auf Olefinen basierende Elastomere, Polybutadien, Polyester, Styren und Vinyl-Chemie, Elastomeren wie Butyl, PIB, EPDM, NBR, SBR und platingehärteten oder peroxidgehärteten Silkongummi.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei das Diffusionssperrmaterial Aluminiumfolie ist.
- Das im wesentlichen hermetische abgeschlossene Rohr nach Anspruch 17, wobei das Diffusionsgrenzmaterial Polyamid ist.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei jede Schicht des thermoplastischen Materials konfiguriert ist, um eine feste Versiegelung mit dem Innenrohr zu bilden, wenn es in Kontakt mit dem Innenrohr gebracht und mit Wärme und mit Druck behandelt wird.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat nicht mit dem Innenrohr siegelt, wobei das Innenrohr dazu in der Lage ist, innerhalb des Diffusionssperrenbandlaminat zu gleiten.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei mehrere Schichten des Diffusionssperrenmaterials zwischen wenigstens zwei Schichten des thermoplastischen Kunststoffs geschichtet sind.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei ein Klebstoff zum Verbinden einer Schicht eines thermoplastischen Stoffs mit einer Schicht des Diffusionssperrenmaterials verwendet wird.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht des thermoplastischen Kunststoffs und die zweite Schicht des thermoplastischen Kunststoffs direkt auf das Diffusionssperrenmaterial unter Verwendung eines Extrusionsvorgangs extrudiert werden.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht des thermoplastischen Kunststoffs und die zweite Schicht des thermoplastischen Kunststoffs direkt auf das Diffusionssperrenmaterial unter Verwendung eines Laminierungsvorgangs extrudiert werden.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht des thermoplastischen Kunststoffs und die zweite Schicht des thermoplastischen Kunststoffs direkt auf das Diffusionssperrenmaterial unter Verwendung eines Kalandriervorgangs verbunden werden.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei die Schichten des thermoplastischen Kunststoffs, das mit dem Diffusionssperrenbandlaminat gekoppelt sind, Polyethylen mit geringer Dichte sind.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat den Umfang des Innenrohrs mehr als vollständig umgibt und einen Streifen eines überlappenden Diffusionssperrenbandlaminats parallel zu der Länge des Innenrohrs bildet, wobei weiter der Streifen des überlappenden Diffusionssperrenbandlaminats mit dem darunter liegenden Diffusionssperrenbandlaminats koppelt und das Sperrenbandlaminat um das innere Rohr siegelt.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 13, wobei der Überlappungsprozentsatz des Streifens des überlappenden Diffusionssperrenbandlaminats parallel zu der Länge des Innenrohrs im Bereich von 10% bis etwa 25% des Umfangs des inneren Rohres beträgt.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat breiter ist als der Umfang des Innenrohres, wobei weiter eine zusätzliche Breite des Diffusionssperrenbandlaminats einen Punkt des Innenrohres erreicht und sich senkrecht unter Bildung von zwei sich senkrecht erstreckenden Flaggen von diesem erstreckt und wobei weiter eine Versiegelung zwischen den sich senkrecht erstreckenden Flaggen vorhanden ist.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 15, wobei die versiegelten sich senkrecht erstreckenden Flaggen nach unten auf eine Seite des Umfangs des Innenrohres zurückgefaltet sind.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 15, wobei die Flaggen in ihrer Länge einen Bereich zwischen 1 mm und 20 mm haben.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat wendelförmig um den Umfang des Innenrohres gewunden ist, wobei das Diffusionssperrenband teilweise sich selbst überlappt, wenn es über die Länge des Innenrohres gewunden wird und mit einem Überlappungsbereich ausgebildet ist, wobei das Überlappungssperrenbandlaminat weiter mit dem Sperrenbandlaminat um das innere Rohr dichtet.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 18, wobei ein Überlappungsprozentsatz des Überlappungsbereichs wenigstens 20% beträgt.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 18, wobei eine zusätzliche Schicht eines Diffusionssperrenbandlaminats in der gegenüberliegenden Richtung über ein einmal eingewickeltes Innenrohr gewunden ist.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, weiter mit einer Mantelschicht, wobei die Mantelschicht das Diffusionssperenbandlaminat abdeckt.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 21, wobei die Mantelschicht ein Polymer ist.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 21, wobei die Mantelschicht unter Verwendung eines Extrusionsvorgangs aufgebracht ist.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 21, wobei die Mantelschicht unter Verwendung eines Wärmeschrumpfvorgangs aufgebracht wird.
- Das im wesentlichen hermetisch abgeschlossene Rohr nach Anspruch 1, wobei die Dicke des Mantelbereichs zwischen ½ mm bis 15 mm beträgt.
- Ein Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Rohres, das als ein kontinuierlicher In-Line-Prozess ausgeführt ist, mit den folgenden Schritten: Zuführen eines Diffusionssperrenbandlaminats zu einer ersten Wickelvorrichtung, Zuführen eines Innenrohrs zu der ersten Wickelvorrichtung, Einwickeln des Innenrohrs mit dem Diffusionssperrenbandlaminat, wobei ein überlappender Diffusionssperrenbandlaminatsaum ausgebildet ist, Zuführen des in das Diffusionssperrenbandlaminat eingewickelten Innenrohres zu einer ersten Versiegelungseinrichtung und Versiegeln des überlappenden Diffusionssperrenbandlaminatsaums.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Innenrohr durch einen Rohrextrusionsvorgang stromaufwärts zu der ersten Wickelvorrichtung und vor dem Zuführen des inneren Rohres zu der ersten Einwickelvorrichtung ausgebildet wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat stromaufwärts zu der ersten Wickelvorrichtung und vor dem Zuführen des Diffusionssperrenbandlaminats zu der ersten Wickelvorrichtung gebildet wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat gefertigt wird durch: Schaffen eines Diffusionssperrenmaterials, Aufbringen einer ersten Schicht eines thermoplastischen Materials auf eine Seite des Diffusionssperrenmaterials und Aufbringen einer zweiten Schicht eines thermoplastischen Materials auf die andere Seite des Diffusionssperrenmaterials.
- Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei eine Klebeverbindungsschicht verwendet wird, um die erste Schicht des thermoplastischen Materials und die zweite Schicht des thermoplastischen Materials mit dem Diffusionssperrenmaterial zu verbinden.
- Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei jede Schicht des thermoplastischen Materials auf das Diffusionssperrenmaterial unter Verwendung eines Druckextrusionsvorgangs extrudiert wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei das thermoplastische Material Polyethylen mit geringer Dichte ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Diffusionssperrenmaterial eine Aluminiumfolie ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Diffusionssperrenmaterial Polyamid ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 29, wobei mehrere Schichten des Diffusionssperrenmaterials zwischen die Schichten des thermoplastischen Materials geschichtet sind.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Versiegeln aufweist: Führen des Innenrohres, das in das Diffusionssperrenbandmaterial eingewickelt ist, zu einem Walzenpaar, wobei wenigstens eine Walze erwärmt ist und die erwärmte Walze ausgebildet ist, um Wärme und Druck auf das eingehende Innenrohr, das mit dem Diffusionssperrenbandlaminat eingewickelt ist, aufzubringen.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat, das zu dem Einwickler geführt wird, breiter ist als der Umfang des Innenrohrs und wobei die Einwickelvorrichtung das Diffusionssperrenband um das Innenrohr derart wickelt, dass ein Streifen eines überlappenden Diffusionssperrenbandlaminats parallel zu der Länge des Innenrohrs den Diffusionssperrenbandlaminatsaum bildet.
- Das Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Streifen des überlappenden Diffusionssperrenmaterials wenigstens 1 mm beträgt.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat, das zu der Einwickelvorrichtung geführt wird, breiter ist als der Umfang des Innenrohres und wobei die Einwickelvorrichtung das Diffusionssperrenbandlaminat um das Innenrohr derart wickelt, dass eine zusätzliche Breite des Diffusionssperrenbandlaminats an einem Punkt über dem inneren Rohr erreicht und sich senkrecht von ihm erstreckt unter Ausbildung einer Flagge, die sich senkrecht von dem einen Punkt über dem Innenrohr erstreckt und im wesentlichen parallel zueinander, wobei die Flagge den Diffusionssperrenbandlaminatsaum bildet.
- Das Verfahren nach Anspruch 39, wobei die versiegelte, sich senkrecht erstreckende Flagge nach unten auf eine Seite des Umfangs des Innenrohres rückgefaltet ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Längen der Flagge, die auf den Umfang des inneren Rohres umgeschlagen ist, sich zwischen 1 mm und 20 mm überlappen.
- Das Verfahren nach Anspruch 40, wobei die versiegelte, sich senkrecht erstreckende Flagge als Teil des kontinuierlichen In-Line-Vorgangs getrimmt ist.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Einwickelvorrichtung das Innenrohr mit dem Diffusionssperrenbandlaminat in einer wendelförmigen Weise um den Umfang des Innenrohres einwickelt, wobei das Diffusionssperrenbandlaminat teilweise sich selbst überlappt, wenn es über die Länge des Innenrohres gewunden wird und wobei der überlappende Bereich den Diffusionssperrenbandlaminatsaum bildet.
- Das Verfahren nach Anspruch 43, wobei der Überlappungsprozentsatz des Überlappungsbereiches von etwa 10% bis etwa 25% der Breite des Diffusionssperrenbandlaminats beträgt.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, wobei die erste Versiegelungsvorrichtung die Diffusionssperrenbandlaminatüberlappung durch Aufbringen von Wärme und Druck auf die Diffusionssperrenlaminatüberlappung versiegelt.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, weiter mit den folgenden Schritten: Führen wenigstens einer zusätzlichen Schicht des Diffusionssperrenbandlaminats zu wenigstens einer zusätzlichen Einwickelvorrichtung, wobei sich an jeden zusätzlichen Einwickler eine zusätzlichen Versiegelungsvorrichtung anschließt, Führen des Innenrohres, das wenigstens einmal in das Diffusionssperrenbandlaminat eingewickelt ist von der ersten Einwickelvorrichtung und wenigstens von einer erste Versiegelvorrichtung versiegelt zu dem wenigstens einem zusätzlichen Einwickler; Einwickeln des wenigstens einmal eingewickelten und versiegelten Innenrohres mit der wenigstens einen zusätzlichen Schicht des Diffusionssperrbandlaminats, wobei das wenigstens zweimal eingewickelte Innenrohr und ein wenigstens ein zusätzlicher Diffusionssperrenbandsaum gebildet wird; Führen des wenigstens zweimal eingewickelten Innenrohres zu dem wenigstens einen Versiegler und Versiegeln des wenigstens einen zusätzlichen Diffusionssperrenbandsaums.
- Das Verfahren nach Anspruch 46, wobei diese Schritte in einer kontinuierlichen In-Line-Weise ausgeführt werden.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, weiter mit: Führen des in das Diffusionssperrenbandlaminat eingewickelten und versiegelten Innenrohres zu einem Ummantelungsvorrichtung und Ummanteln des von dem Diffusionssperenbandlaminat eingewickelten und versiegelten Innenrohres, wobei das Ummanteln als letzter Schritt des kontinuierlichen In-Line-Prozesses ausgeführt wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Ummanteln durch einen Druckextrusionsvorgang erreicht wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Ummanteln durch einen Halbdruckextrusionsvorgang erreicht wird.
- Das Verfahren nach Anspruch 48, wobei das Innenrohr und die Diffusionssperrenlaminatschicht weiter miteinander verbunden werden durch die Wärme, die während des Ummantelns aufgebracht wird und wobei eine freiliegende Seite des thermoplastischen Grundstoffs des Diffusionssperrenbandlaminats und eine Ummantelungsschicht durch das Ummanteln verbunden werden.
- Das Verfahren nach Anspruch 26, weiter mit: Führen des von dem Diffusionssperrenbandlaminats eingewickelten und abgedichteten Innenrohrs an eine Ummantelungsvorrichtung und Ummanteln des von dem Diffusionssperrenbandlaminat eingewickelten und versiegelten Innenrohrs, wobei das Ummanteln durch einen stückweisen Wärmeschrumpfprozess erreicht wird.
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