DE1479065A1 - Verfahren zum Herstellen einer Ummantelung auf einem roehrenfoermigen Koerper - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Ummantelung auf einem roehrenfoermigen Koerper

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Description

Dlpl.-lng. R. H. Bahr DIpl.-Phys. E. Betzier Dipl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl PATENTANWÄLTE
ι t ; ουυj
Heme, den
FrelllgrathstraBe 19 Postfach 140 Fernsprecher: Herne50930 und 515 62 Telex: 0822S653
-I JBOOO Manchen 23, den ,,. Λ
Elsenacher StraBe 17 -*ν.
Fernsprecher: 39 80 11, 39 8012, 39 8013 T e I θ X : 05 24562
Akten-Nr. A 16 857
In der Antwort bitte angeben Jjw/Gr"t
H 79 065.9
CEiT1XlUa DE REGHEROHliS DE PONT-A-MOUSSOIT, Pont-a-Mousson,
I1RAIoQUDICH
Verfahren zum Herstellen einer Ummantelung auf einem röhrenförmigen Körper.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer haltenden Ummantelung auf einem röhrenförmigen Körper durch durch thermisches Schnmpfen einer Umhüllung aus thermox plastischem Material, mit einem Anfangsinnendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des zu überziehenden röhrenförmigen Körpers und von einer Länge, die der dieses Körpers entspricht.
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Neue Unterlagen
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Es ist bekannt, auf zylindrische Körper einen überzug aus einem solchen Stoff durch thermisches Aufschrumpfen dieses Stoffes aufzubringen. Hierfür wird ein Schlauchkörper aus dem betreffenden Stoff von etwas geringerem Durchmesser als dem des zu überziehenden Gegenstandes verwendet, dem dadurch, daß er auf einem Durchmesser ausgedehnt wird, der großer ist, als der des zu verkleidenden zylindrischen Körpers, eine Vorspannung erteilt wird. Dieser Schlauchkörper wird auf den ilohrkörper aufgeschoben bzw. aufgefädelt und dann mit einer durch Erwärmen desselben und dadurch erfolgenden Auslösen seiner Vorspannung erzeugten erheblichen Spannung an den liohrkörper angelegt. Hierbei wird die bekannte Eigenschaft solcher Thermoplasten, beispielsweise von Polyvinylchlorid, ausgenutzt, die bestrebt sind, dann, wenn ihnen durch Ausdehnen und folgendes Abkühlen eine latente Vorspannung erteilt worden ist, bei Erwärmung, durch welche diese Vorspannung ausgelöst wird, ihre Anfangsabmessungen wieder einzunehmen.
Diese bekannte Arbeitsweise ist zwar einfach, ergibt jedoch bei Anwendung auf Hohrförmige Körper, bzw. auf üohre aus Metall größerer Länge, die in den Ofen eingebracht werden, in welchem die thermische Aufschrumpfung durchgeführt wird, keine guten Ergebnisse.
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Die gewünschten guten Ergebnisse erhält man erfindungsgemäß erst dadurch, daß diese Hülle auf einen Durchmesser expandiert wird, der wesentlich größer als der innendurchmesser des Körpers ist, indem diese ein erstes Mal auf eine Temperatur geringfügig höher als die minimale Erweichungstemperatur der thermoplastischen Masse erweicht wird, derart, daß die so gedehnte Umhüllung vorgespannt wird, daß diese Hülle dann derart abgekühlt wird, daß sie fest wird, daß sie Λ dann unter Spiel auf dem röhrenförmigen metallischen Gegenstand derart aufgeschoben wird, daß sie ohne Andrücken diesen überdeckt und daß schließlich die Hülle ein zweites Mal, jedoch lokal, erwärmt wird, d.h. über ein kurzes Stück, ausgehend von einem Ende, auf eine Temperatur, die gerade ausreicht, um die Innenspannungen aufzuheben, wobei die Erwärmungszone gegen das andere Ende der Hülle in an sich bekannter Weise derart verschoben wird, daß progressiv die Schrumpfung bzw. Zusammenziehung der Hülle auf dem röhrenförmigen Körper von dessen einem zum anderen Ende hervorgerufen wird.
Bekannt ist lediglich eine Innenauskleidung (USiPatentschrift 2 440 725). Hierbei wird das Kunststoffrahr an seinen Enden durch Stopfen verstopft und wird durch ein über eine Leitung augeführtes Druckmittel expandiert. Im Hinblick auf diese "Expansion Λ/ird das Kunststoffrohr durch die Wärme erweicht und sv/ar alld^.licA von einem Ende zum anderen, v/o durch Luft
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*AD ORIGINAL
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zum nicht-expandierten Ende getrieben wird, Nach dem Abkühlen muß das Kunststoffrohr wegen seines Ausdehnungskoeffizienten, der wesentlich höher als der von Stahl liegt, wesentlich stärker schrumpfen als das Stahlrohr und versucht dann, sich vom Stahlrohr zu lösen, selbst wenn ein Klebmittelprodukt an der Oberfläche des Kunststoffrohres vorhanden ist, derart, daß dieses Verfahren nicht als zufriedenstellend angesehen werden kann, da die Innenauskleidung nicht ausreichend haftet und sich löst.
Zum anderen wird hierbei auch nicht die thermische Schrumpfung einer ausgedehnten thermoplastischen Ummantelung auf eine bestimmte {Temperatur derart ausgenutzt, daß Innenspannungen hervorgerufen werden.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Maßnahme ist aber darin zu sehen, daß bei dieser eine Verkürzung hervorgerufen wird, da ein erster Heizvorgang bei einer Temperatur geringfügig größer als die Erweichungstemperatur und eine erste Innenspannung hervorrufende Expansion erfolgt.
Trotz der Verwendung gleicher Mittel, d.h. der Verwendung einer örtlichen Erwärmung, die von einem Ende zum anderen des röhrenförmigen Elementes vorgenommen wird, unterscheidet sich das erhaltene Ergebnis.·
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Andererseits haut das Verfahren nach der Erfindung, durch das es möglich wird, in einem Arbeitsgang eine vollkommen glatte und haftende Verkleidung herzustellen, grundsätzlich auf dem erstgenannten bekannten Verfahren auf. Wesentlich ist es erfindungsgemäß, daß die vorgespannte, den Metallkörper umschließende Ummantelung nicht gleichzeitig über ihre Gesamtlänge, sondern nur örtlich, beginnend vofc einem Ende, jeweils nur über einen kurzen Längenbereich erwärmt wird und die Erwärmzone kontinuierlich zum anderen Ende der Hülle hin fortschreitend verlegt wird, derart, daß das Aufschrumpfen auf den Rohrkörper von dessen einem zu dessen anderem Ende fortschreitend unter gleichzeitigem Austreiben der Luft in Richtung auf das Ende, auf welches hin der SchrumpfVorgang fortschreitet, erfolgt.
Dieses neue Verfahren ist wegen seiner guten Wirksamkeit und außerordentlichen Einfachheit besonders vorteilhaft.
Erfindungsgemäß ist auch eine Anlage zur Durchführung des vorstehend grundsätzlich gekennzeichneten neuen Verfahrens vorgesehen, die aus der Kombination eines ringförmigen, an seinen Enden offenen Ofens von geringer Länge mit Vorrichtungen zum kombinierten Hindurchführen des vorher unter Belassung eines Spiels mit der Hülle versehenen metallischen Rohrkörpers durch den Ofen besteht, in welchem die Hülle auf
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einer Ringzone, deren Länge der dee Ofens entspricht, in kontinuierlich von dem einen zum anderen Ende des Rohrkör- ' pers fortschreitender Weise erhitzt wird.
Diese außerordentlich einfache Anlage kann sowohl in der Fabrik, wie auch auf einer außen liegenden Baustelle, auf welcher es leicht möglich ist, die erforderliche Rollbahn zu montieren, und wo Mittel zur Beheizung des Ofens, 'beziehungsweise zur Erhitzung des Htillenkörpers auf einem jeweils kurzen Bereich seiner länge, wie elektrische Energie, Dampf oder eine heiße Flüssigkeit zur Verfügung stehen, aufgestellt werden.
Gegenstand der Erfindung sind ferner die nach dem neuen Verfahren mittels der vorstehend beschriebenen Anlage hergestellten verkleideten Bohrkörper.
Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen anhand der Abbildungen beschrieben.
Figur 1 ist ein schematischer Achsialschnitt durch die Gesamtanlage zur Durchführung des neuen Verfahrensj
jPigur 2 ist ein Schnitt durch die Erhitzvorrichtung der Anlage gemäß Linie 2-2 in Figur 1J
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Figur 3 ist ein Axialechnitt durch ein nach dem erfindungegemäßen Verfahren hergestelltes, mit dem Überzug verseheneβ Rohr.
Gemäß dem Ausführungsbeiepiel wird die Erfindung auf ein Rohr 1, daa aus Stahl, Gußeisen oder einem beliebigen anderen Netall oder einer Metallegierung bestehen kann, angewendet. Das Rohr soll mit einer HUlIe 2 aus hartgestelltem Polyvinylchlorid oder einem anderen !Thermoplasten, wie einer Mischung von Kunstharzen auf Basis von Polyvinylchlorid, Polyolefinen, Polystyrolen, Cellulosederivaten usw. verkleidet werden. Die Hülle 2, deren Länge der des Rohres 1 entspricht, und deren Anfangsdurchmesser, wie dae in Figur 1, mit 2a bezeichnet, gestrichelt dargestellt ist, ( kleiner ist, als der dieses Rohres, wird vorher bei einer Temperatur, die nur etwas höher liegt, als die Mindesterweichungstemperatur des Stoffes, aus dem sie besteht, zunächst auf einem Durchmesser, der etwas größer ist als der ' Außendurchmesser des Rohres 1, ausgedehS^. Durch diese Ausdehnung in der Wärme werden in bekannter Weise in dem Hüllenkörper Innenspannungen erzeugt, die nach Abkühlung der dann starren, rohrförmigen Hülle in dieser im latenten Zustande vorhanden sind, was mit anderen Worten bedeutet, daß der Hüllenkörper vorgespannt ist.
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BAD
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Darauf wird der ausgedehnte Hüllenkörper 2 mit Spiel in der Kälte auf das Rohr aufgefädelt, ohne aber an dieses angelegt zu werden, so daß er also das Rohr lediglich umschließt und dann das von der Hülle umschlossene Rohr in die nachstehend zu beschreibende Anlage einführt, in wel-
eher die Hülle vollkommen an den Rohrumfang angelegt wird.
Diese Anlage weist gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Rollenförderer 3 und einen aus einer ringförmigen Heizkammer 4 von geringer Länge, deren Innenumfang z.B. mit einer gewissen Anzahl von Infrarotstrahlen 5 in gleichmäßiger Verteilung besetzt ist, die derart die auf dem Rohr zu erwärmende Hülle umgeben, bestehenden Ofen auf.
Wenn das auf dem Rollenförderer 3 in Richtung des Pfeiles f (Figur 1) in Richtung nach der Ofenkammer 4 bewegte Rohr in die Ofenkammer eintritt, zieht sich infolge seiner Erwärmung auf eine Temperatur, die ausreicht, um die durch ihre Ausdehnung erzeugten Innenspannungen auszulösen, der Hüllenkörper 2 in bekannter Weise als Folge der Auslösung dieser Spannungen zusammen und ist bestrebt, wieder die diametralen Abmessungen, die er vor ihrer Ausdehnung hatte, d.h., einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Rohres, anzunehmen. Demzufolge spannt sich in der im Inneren des Ofenraumes 4 befindlichen Endzone des Rohres die
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Hülle 2 stark auf dieses auf. Hierbei wird die Luft, die sich in dem freien Raum zwischen der Hülle 2 und dem Umfang des Rohres 1 befindet, aus der eingeschnürten Zone in zu der des Pfeiles f entgegengesetzten Richtung nach dem anderen Inde des Rohres hin ausgetrieben, wobei sich dieser Vorgang dem Fortschritt der Vorwärtsbewegung des Rohres mit der darauf befindlichen Hülle in Richtung des Pfeiles f durch den Ofen 4 hindurch entsprechend fortsetzt. M
Deshalb ist es ausgeschlossen, daß sich zwischen der auf den Rohrumfang aufgeschrumpften Hülle 2 und dem Rohrumfang 1 Lufttaschen und demzufolge Blasen bilden könnten.
Ferner bleibt wegen der in jedem Zeitpunkt nur auf dem kurzen Längenbereich des Rohres 1, der der Länge des Ofens 4 entspricht, erzeugten thermischen Schrumpfung und wegen des lortschreitens dieser Schrumpfung über die gesamte Länge des λ Rohres 1 die Hülle von dem Ende des Rohres 1 an, an welchem der Aufschrumpfungsvorgang begann, gespannt, so daß sich keine Palten bilden können, die nunmehr durch die Hülle gebildete Verkleidung als solche vollkommen glatt ist und keine zusätzliche vom Hand oder mechanisch durchzuführende Maßnahme mit dem Ziele ihrer nachträglichen Glättung erforderlich ist.
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Es ergibt sich damit das in Figur 3 dargestellte verkleidete Rohr mit seiner an ihm auf seiner ganzen Länge fest haftenden, keine Palten und keine Blasen aufweisenden Verkleidung.
Wie sich aus den vorstehenden Darlegungen ergibt, ist das Verkleidungsverfahren gemäß der Erfindung außerordentlich einfach und mittels einer leicht auch auf einer Außenbaustelle erstellbaren Anlage durchzuführen, auf der lediglich eine Rollbahn, wie der beispielsweise dargestellte Rollenförderer 4 und ein ringförmigen Ofen oder sogar ein tragbarer Ofen von kleinen Abmessungen sowie wärmeliefernde, z.B. im Falle des Ausführungsbeispiels elektrische Energie zu ihrem Betriebe benötigt wird.
Nachstehend werden zahlenmäßige Ausführungsbeispiele des neuen Verfahrens gegeben.
BEISPIEL 1
Rohr von 100 mm lichtem Durchmesser, 125 mm Außendurchmesser und 6 m Länge;
Hülle aus Polyvinylchlorid von 3*3- 1,1 mm Dicke; Ausdehnungstemperatur: 130 bis 1500O;
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länge der erhitzten Zone, in welcher das Aufschrumpfen erfolgt: 2500 mm;
Aufschrumpftemperatur: 115 his HO0C; Vorschubgeschwindigkeit in der Aufschrumpfzone: 2,7 m/min.;
BEISPIEL II
Rohr von 55 mm lichtem Durchmesser, 67 mm Außendurchmesser und 4 m Länge;
Hülle aus Polyvinylchlorid von 0,6 mm Dicke; Ausdehnungstemperatur: 120 bis 1400C;
Länge der erhitzten Aufschrumpfzone: 1750 mm; Aufschrumpftemperatur: 100 bis 1300C;
Vorschubgeschwindigkeit in der Aufschrumpfzone: f
5 m/min.
Wie sich aus den vorstehenden Beispielen ergibt, werden bei geringer Dicke der Hülle und kleineren Abmessungen des Rohres die erwünschten Temperaturen schneller erreicht, so daß die Vorschubgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit welcher der Aufschrumpfvorgang fortschreitet, größer sein kann.
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Wenn andererseits die Hülle und auch das Rohr dicker sind und dieses einen größeren Durchmesser sowie größere Länge besitzt, ist die für die notwendige Erhitzung erforderliche Zeitdauer wegen des größeren Wärmebeharrungsvermögens langer und deshalb die Vorschubgeschwindigkeit niedriger.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und das in den Abbildungen dargestelle Ausführungsbeispiel beschränkt, die nur als solche anzusehen sind.
So ist es beispielsweise auch möglich, statt die aus dem Rohr und der Hülle bestehende Gesamtheit durch den Ofen hindurch zu bewegen, diesen seinerseits gegenüber der dann in Ruhe verbleibenden Gesamtheit von einem Ende des Rohres nach dem anderen hin zu verfahren.
Ferner kann die Erfindung auch angewendet werden, um auf ein bereits mit einer Verkleidung versehenes Rohr eine weitere Hülle aufzubringen.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Beheizung durch Infrarotstrahler können auch elektrische Widerstände, Dampf, ein von Heißluft durchströmter Doppelmantelring wie auch eine heißt Flüssigkeit, z.B. Öl oder Glycol oder schließ-
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lieh auch Hochfrequenzerhitzung angewendet werden. Alle diese Arten der Beheizung führen zu guten Ergebnissen.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Verfahren zur Aufbringung einer haftenden Ummantelung auf einem röhrenförmigen Körper durch thermisches Schrumpfen einer Umhüllung aus themoplastisehern Material, mit einem Anfangs innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des zu überziehenden röhrenförmigen Körpers und von einer Länge, die der dieses Körpers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hülle auf einen Durchmesser expandiert wird, der wesentlich größer als der Außendurchmesser des Körpers ist, indem diese ein erstes Mal auf eine Temperatur geringfügig höher als die minimale Erweiehungstempeco ratur der themoplastischen Masse erweicht wird, derart, daß j5j die so gedehnte Umhüllung vorgespannt wird, daß diese Hülle ^ dann derart abgekühlt wird, daß sie fest wird, daß sie dann ο unter Spiel auf dem röhrenförmigen metallischen Gegenstand
    derart aufgeschoben wird, daß sie ohne Andrücken diesen
    inup Unterlagen .<< >.. $ < Abs 2 n- ; satz 3de«Xndertmgmf>v.4.9.1 j
    Bankkonto: Dresdner Bank AQ Hern· 202438 · Postscheckkonto: Dortmund 88181 · atetecrffl: Bahrpatent· Herrn
    t / Babeüpat Manchen
    U79065
    überdeckt, und daß schließlich die Hülle ein zweites Mal, jedoch lokal, erwärmt wird, d.h. über ein kurzes Stück, ausgehend von einem Ende, auf eine !Temperatur, die gerade ausreicht, um die Innenspannungen aufzuheben, wobei die Erwärmungszone gegen das andere Ende der Hülle in an sich bekannter Weise derart verschoben wird, daß progressiv die Schrumpfung bzw. Zusammenziehung der Hülle auf dem röhrenförmigen Körper von dessen einem zum anderen Ende hervorgerufen wird.
    x-x-x-x-x
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DE19651479065 1965-04-14 1965-12-23 Verfahren zum überziehen von rohrförmigen Gegenständen mit einem Schlauch aus einem thermoplastischen Material Pending DE1479065B2 (de)

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