DE1479310C

DE1479310C - Method and device for the produc- tion of metal-plastic composite pipes

Info

Publication number: DE1479310C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Gossiaux, Camille, Brüssel
Publication date: 1971-06-09

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und komplizierte Stauchoperation, wobei darauf geachtetThe invention relates to a method and complicated upsetting operation, care being taken

eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundrohren werden muß, daß sich das Kunststoffrohr bei diesema device for the production of composite pipes must be that the plastic pipe in this

mit einem Kunststoffinnenrohr und einem Metall- Stauchprozeß nicht etwa radial nach innen verbiegtnot bent radially inwards with a plastic inner tube and a metal upsetting process

außenrohr. . oder faltet. ■ _ . .outer tube. . or folds. ■ _. .

Für viele technische Anwendungen werden in zu- 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Metallnehtnendem Maße die bisher üblichen einfachen Kunststoff-Verbundrohre herzustellen, bei denen das Metall- oder. Kunststoffrohre durch Verbundrohre Kunststoffinnenrohr auch bei nachträglicher Verbieersetzt. Das gilt insbesondere für Rohrleitungen, in gung des Verbundrohres glatt und direkt am Metallweichen-Flüssigkeiten oder Gase unter hohen und rohranliegt und das Kunststoffinnenrohr eine hohe möglicherweise auch stark schwankenden Drucken io Festigkeit aufweist. .For many technical applications, the invention is based on the object of adding metal Dimensions of the simple plastic composite pipes that have been customary up to now, where the Metal or. Plastic pipes replaced by composite pipes, plastic inner pipe, even with subsequent bending. This applies in particular to pipelines, in the direction of the composite pipe smooth and directly on the metal soft liquids or gases under high and pipe rests and the plastic inner pipe has a high, possibly also strongly fluctuating pressure io strength. .

zirkulieren. Diese Rohrleitungen müssen dann starken Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung und raschen inneren Druckstößen der Druckflüssig- von Verbundrohren mit einem Kunststoffinnenrohr keiten widerstehen und häufig auch gegenüber äuße- ' und einem Metallaußenrohr, wobei das Kunststoffren Erschütterungen und Belastungen Widerstands- rohr lose in das Metallrohr eingeschoben, das eine fähig sein. ...· 15 Ende dieses zunächst lose zusammengesetzten Ver-circulate. These pipelines must then be strong starting from a method of manufacture and rapid internal pressure surges of the hydraulic fluid from composite pipes with a plastic inner pipe Resist opportunities and often also against the outer tube and a metal outer tube, the plastic being Vibrations and loads Resistance tube loosely inserted into the metal tube, one be able. ... · 15 End of this initially loosely assembled

Diese Aufgaben können in hervorragender Weise bundrohres unter Querschnittsverringerung in die von Verbundrohren erfüllt werden, die mit einem Düse einer Rohrziehform eingeführt und dann durch etwas elastisch nachgiebigen Kunststoffinnenrohr diese Düse hindurchgezogen wird, wurde diese Aufausgerüstet sind, welches eine Dämpfung von Reso- ■" gäbe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das nanzeffekten infolge yon raschen periodischen Druck- 20 Kunststoffinnenrohr durch radial auf seine Innenstößen bewirkt, dessen, glatte geschmeidige Oberfläche wand wirkende K'ompressionskräfte beim Eintritt in dem durchströmenden Druckmittel nur einen ver- die Düse gereckt wird.These tasks can be excellent in the collar tube with a reduction in cross section in the are met by composite pipes, which are inserted with a nozzle and then through a pipe drawing mold Something resilient plastic inner tube is pulled through this nozzle, this was upgraded are, which a damping of Reso- ■ "would be solved according to the invention in that the nance effects as a result of rapid periodic pressure on the inner plastic pipe radially on its inner joints causes the smooth, supple surface of which has compressive forces acting on the wall when it enters The nozzle is stretched only slightly with the pressure medium flowing through.

nachlässigbaren Strömungswiderstand entgegensetzt Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah-negligible flow resistance opposes a device for carrying out the process

. und das außerdem auf Grund seiner Korrosions- rens mit einer Rohrziehform, deren Düse einen gerin-. and also because of its corrosion resistance with a pipe drawing mold, the nozzle of which has a small

beständigkeit auch aggressiven Druckmedien wider- 25 geren Durchmesser aufweist als das unverformteresistance even to aggressive pressure media has a larger diameter than the undeformed one

steht. Gegen äußere Beschädigungen wird dieses Metallrohr, ist dadurch gekennzeichnet, daß vomstands. Against external damage, this metal tube is characterized in that from

Kunststoffrohr durch das äußere Metallrohr ge- Ende der ineinandergeschobenen Rohre her imPlastic pipe through the outer metal pipe in the end of the nested pipes

schützt. Innern des Kunststoffrohres 2 ein Dorn 7 an denprotects. Inside the plastic tube 2 a mandrel 7 to the

Die Herstellung derartiger Metall-Kunststoff- Düsenmund reicht, der starr außerhalb der Rohre anThe production of such a metal-plastic nozzle mouth is sufficient that is rigidly attached to the outside of the pipes

Verbundröhre ist jedoch, insbesondere wenn es sich 30 einer stationären Auflage befestigt ist und sich vonComposite tubing is, however, especially when it is attached to a stationary support and is away from it

um Verbundröhre kleinen Durchmessers handelt, mit einem dem Innendurchmesser des unverformtenis a composite tube of small diameter, with an inside diameter of the undeformed

Schwierigkeiten verbunden. Häufig reicht die nach Kunststoffrohes 2 entsprechenden Durchmesser amDifficulties associated. Often the corresponding diameter according to Kunststoffrohes 2 is sufficient

den üblichen Herstellungsverfahren erzielte Festig- Düsenmund konisch auf einen Durchmesser verjüngt,Festig - nozzle mouth tapered conically to a diameter, achieved using the usual manufacturing process,

keit der Verbindung zwischen Kunststoffinnenrohr der größer ist als der. Innendurchmesser des vomspeed of the connection between the plastic inner pipe which is greater than the. Inside diameter of the

und Metallaußenrohr nicht aus, um auch beim nach- 35 Düsenmund verformten Verbundrohres,and metal outer pipe in order to prevent the composite pipe being deformed after the nozzle mouth,

träglichen Verbiegen derartiger 'Verbundrohre eine Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß manIt has been shown, surprisingly, that one

einwandfreie Haftung der Kunststoffinnenwand am mit dem Verfahren nach der Erfindung auch ins-perfect adhesion of the plastic inner wall with the method according to the invention also ins-

Metallrohr zu gewährleisten. In der Tat erfordert es besondere Polyamide als Werkstoff für das Kunst-Metal pipe to ensure. In fact, it requires special polyamides as a material for the art

die Anwendung derartiger Verbundrohre häufig, daß stoffinnenrohr verarbeiten kann. Bisher war manthe use of such composite pipes often that can process inner tube. So far one was

man den zu montierenden Verbundrohrabschnitt 40 nämlich der Ansicht, daß sich Polyamid zur Ver-the composite pipe section 40 to be assembled is namely of the view that polyamide is used for

innerhalb verhältnismäßig kleiner Entfernungen stark arbeitung durch Ziehen bzw. Strecken nicht eignet,Working heavily by pulling or stretching within relatively small distances is not suitable,

verbiegen muß, indem man beispielsweise knie- oder Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es jedochmust bend, for example by kneeling or using the method according to the invention, however

U-förmige Rohrabschnitte mit kleinem Krümmungs- möglich, wie sich gezeigt hat, daß beispielsweise einU-shaped pipe sections with a small curvature possible, as has been shown that, for example, a

radius erzeugt. Es hat sich gezeigt, daß dann bei den Polyamid-Ausgangsrohr von 1 m Länge ohne Schwie-radius generated. It has been shown that with the polyamide outlet pipe of 1 m length without any difficulty

bisher bekannten Verbundrohren das innere Kunst- 45 rigkeiten auf eine Endlänge von 4 m gezogen werdenComposite pipes known up to now have the internal plasticity being drawn to a final length of 4 m

stoffrohr die Neigung hat, sich an den Stellen der kann. Bei dieser Streckung erfährt das Materialtube has the tendency to get at the points of the can. During this stretching, the material experiences

stärksten Krümmung von der Innenwand des Metall- gleichzeitig infolge einer gewissen Orientierung seinerstrongest curvature of the inner wall of the metal at the same time as a result of a certain orientation of its

rohres zu lösen, da ja die Kunststoffmasse andere Moleküle eine wesentliche Erhöhung seiner FestigkeitTo solve the pipe, since the plastic mass other molecules a substantial increase in its strength

elastische Eigenschaften als das Metallrohr hat. An . in Ziehrichtung. Diese Materialdeformation, die beimhas elastic properties than the metal pipe. On . in the direction of drawing. This material deformation that occurs when

den Krümmungsstellen werden daher häufig durch 50 Verfahren nach der Erfindung stattfindet und diethe points of curvature are therefore often takes place by 50 methods according to the invention and the

Ablösung des Kunststoffinnenrohres vom Metallrohr durch einen geeigneten dimensionierten InnendornDetachment of the plastic inner pipe from the metal pipe by a suitably dimensioned inner mandrel

Taschen gebildet, welche die Festigkeit des Verbund- der Ziehvorrichtung in kontrollierter Weise realisiertPockets formed, which realized the strength of the composite of the pulling device in a controlled manner

rohres an diesen Stellen beeinträchtigen. wird, soll im folgenden mit »Fließen« bezeichnetaffect the pipe at these points. will be referred to as "flowing" in the following

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von werden und schließt außer der Streckung und der Verbundrohren aus einem Metallrohr und einem 55 Reduzierung des Innen-und Außendurchmessers des Kunststoffrohr durch Ziehen bzw. Drücken durch Ausgangskunststoffrohres gleichzeitig eine Kompreseinen Ziehstein bekannt, nach welchem das zunächst sion der Rohrwandstärke ein, durch welche das lose in das Metallrohr eingesetzte Kunststoffrohr vor Kunststoffmaterial eine Vorspannung erhält, die eine dem eigentlichen Ziehvorgang durch Ausübung eines sehr feste Haftung auf der Innenwand des Metallbeiderseitigen axialen Drucks auf seine Endstirn- 60 rohres, auch beim späteren Biegen des fertigen Verflachen verkürzt und derart gestaucht wird, daß bundrohres,;garantiert.There is already a process of being made and includes besides the stretching and the Composite pipes made of a metal pipe and a 55 reduction in the inner and outer diameter of the Plastic pipe by pulling or pushing through the starting plastic pipe at the same time a compression Drawing die known, after which the first sion of the pipe wall thickness, through which the Plastic tube inserted loosely into the metal tube is pretensioned before plastic material, which a the actual drawing process by exerting a very firm adhesion on the inner wall of the metal on both sides of the axial pressure on its end face tube, also when the finished flattening is later bent is shortened and compressed in such a way that the collar tube, guaranteed.

durch Vergrößerung seines Außendurchmessers dieses Die Erfindung wird an Hand der einzigen Figur anby enlarging its outer diameter this The invention is based on the single figure

Rohr an der Innenwand des Metallrohres zur Anlage einem im Schnitt dargestellten, sich im Herstellungs-Pipe on the inner wall of the metal pipe to plant a section shown in the manufacturing

kommt. Auf diese Weise sollen unerwünschte axiale prozeß befindlichen Metall-Kunststoff-Verbundrohrcomes. In this way, unwanted axial process metal-plastic composite pipe should be

Zugspannungen im Kunststoff vermieden und vor- 65 beispielsweise näher erläutert,Tensile stresses in the plastic are avoided and explained in more detail above, for example,

teilhafte tangential und axiale Druckvorspanniingen Die erste Verfahrensstufe besteht darin, daß einpartial tangential and axial Druckvorspanniingen The first process stage is that a

erreicht werden. Dieses bekannte Verfahren erfordert Kunststoffrohr 2, das später das Kunststoffinnenrohrcan be achieved. This known method requires plastic pipe 2, which later becomes the plastic inner pipe

also vor dem eigentlichen Ziehvorgang eine ziemlich des Verbundrohres bildet, in ein äußeres Metallrohr 1so before the actual drawing process one of the composite pipes is formed into an outer metal pipe 1

eingeführt wird. Der Außendurchmesser des Kunststoffrohres 2 ist um nur so viel kleiner als der Innendurchmesser des Metallrohres 1, daß das Kunststoffrohr 2 ohne große Schwierigkeiten in das Metallrohr 1 eingeschoben werden kann.is introduced. The outside diameter of the plastic pipe 2 is only so much smaller than the inside diameter of the metal pipe 1 that the plastic pipe 2 can be easily inserted into the metal pipe 1 can be inserted.

Der zweite Verfahrensschritt besteht darin, das eine Ende dieses zunächst nur lose zusammengesetzten Verbundrohres unter entsprechender Querschnittsverringerung in die Düse einer Rohrziehform 3 einzuschieben. Diese Rohrziehform kann aus einer einfachen Lochscheibe mit einer einzigen öffnung bestehen. Der Durchmesser der Düsenöffnung ist kleiner als der Außendurchmesser des Metallrohres. An dieses, durch die Düsenöffnung hindurchgeschobene Ende des Verbundrohres wird eine nicht dargestellte Ziehvorrichtung befestigt. In das andere offene Ende des lose zusammengesetzten Verbundrohres wird eine Stange 5 eingeführt, deren vorderes Ende 7 konisch ausgebildet ist und den Innendorn der Rohrziehform bildet. Die vordere Stirnfläche des kegelförmigen Doms 7 befindet sich etwa in der Ebene der Düseneintrittsöffnung. Das hintere, aus dem Verbundrohr herausragende Ende 6 der Stange 5 ist an einer stationären Auflage befestigt. Der Durchmesser des zylindrischen Stangenteils entspricht etwa dem as ursprünglichen Innendurchmesser des Kunststoffrohres 2, während der Durchmesser des stirnseitigen Endes des Dorns 7 dem gewünschten Enddurchmesser des fertigen Verbundrohres angepaßt ist.The second process step consists in removing one end of this initially only loosely assembled Insert the composite pipe into the nozzle of a pipe drawing mold 3 with a corresponding reduction in cross section. This tubular drawing mold can consist of a simple perforated disk with a single opening. The diameter of the nozzle opening is smaller than the outer diameter of the metal pipe. On this end of the composite pipe pushed through the nozzle opening is not shown Pulling device attached. In the other open end of the loosely assembled composite pipe is a Rod 5 introduced, the front end 7 of which is conical and the inner mandrel of the pipe drawing mold forms. The front face of the conical dome 7 is located approximately in the plane of the nozzle inlet opening. The rear, protruding from the composite pipe end 6 of the rod 5 is on one stationary support attached. The diameter of the cylindrical rod part corresponds roughly to the as original inner diameter of the plastic pipe 2, while the diameter of the end face End of the mandrel 7 is adapted to the desired end diameter of the finished composite pipe.

Während der dritten Verfahrensstufe wird das Verbundrohr mittels der nicht dargestellten Ziehvorrichtung im Sinne der Pfeile IV-IV durch die Rohrziehform hindurchgezogen. Während dieses Ziehvorganges erfahren Innen- und Außenrohr des Verbundrohres eine Durchmesserverringerung und gleichzeitig eine Verlängerung, während außerdem das innere Kunststoffrohr 2 in radialer Richtung komprimiert wird.During the third process stage, the composite pipe is pulled by means of the pulling device (not shown) pulled through the tubular die in the direction of arrows IV-IV. During this drawing process The inner and outer pipes of the composite pipe experience a reduction in diameter and at the same time an extension, while also compressing the inner plastic tube 2 in the radial direction will.

Zur Erzielung eines gleichförmigen Innendurchmessers des fertigen Verbundrohres ist der Dorn 7 derart konisch ausgebildet, daß das Kunststoffrohr 2 während des Passierens des konischen Dorns 7 eine stetige Verringerung seiner Wandstärke erfährt und gleichzeitig unter Vorspannung gegen die Innenfläche des Metallrohres 1 gepreßt wird. Auf diese Weise wird durch den konisch ausgebildeten Dorn 7 ein kontrolliertes Fließen der Kunststoffmasse erreicht.To achieve a uniform inside diameter of the finished composite pipe, the mandrel 7 is conical in such a way that the plastic pipe 2 while passing the conical mandrel 7 experiences a steady reduction in its wall thickness and is pressed against the inner surface of the metal tube 1 at the same time under bias. In this way a controlled flow of the plastic mass is achieved by the conical mandrel 7.

Gleichzeitig wird durch die konische Ausbildung des Dorns 7 am Ende der Stange 5 erreicht, daß die beim Ziehen des Verbundrohres infolge der Reibung zwischen Kunststoffrohr und Stange auf diese Stange ausgeübten Zugkräfte weitgehend durch die Kompressionskräfte kompensiert werden, welche die Masse des Kunststoffrohres während ihrer Deformation als Reaktionskraft auf die Konusfläche des 5s Doms 7 ausübt.At the same time it is achieved by the conical design of the mandrel 7 at the end of the rod 5 that the when pulling the composite pipe due to the friction between the plastic pipe and rod on this rod exerted tensile forces are largely compensated by the compression forces that the Mass of the plastic pipe during its deformation as a reaction force on the conical surface of the 5s Doms 7 exercises.

Ein nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestelltes Verbundrohr mit einer aus vorgespanntem Kunststoff bestehenden Innenwand kann anschließend nach Belieben, den jeweiligen Anwendungen entsprechend, verformt werden; die Rohre können beispielsweise im rechten Winkel, knieförmig oder auch in U-Form gebogen werden. Dabei bleibt die vorgespannte Kunststoffinnenwand des Verbundrohres stets ohne die Gefahr einer Lockerung formschlüssig an der Innenwand des Metallrohres haften, da ja insbesondere der vorgespannte Kunststoff an der Außenseite einer Krümmungsstclle nachgeben kann.A composite pipe produced by the method according to the invention with one of prestressed Plastic existing inner wall can then be used at will, the respective applications accordingly, be deformed; the tubes can for example be at right angles, knee-shaped or can also be bent in a U-shape. The prestressed plastic inner wall of the composite pipe remains always adhere positively to the inner wall of the metal pipe without the risk of loosening, especially since the pre-stressed plastic yields on the outside of a curved section can.

Das Verfahren nach der Erfindung hat ferner den großen Vorzug, daß es auf die exakten Abmessungen der zur Herstellung des Verbundrohres verwendeten Metall- und Kunststoff-Ausgangsrohre keineswegs ankommt und die Toleranzen dieser Ausgangsrohre in weiten Grenzen schwanken können, da die definierten endgültigen Abmessungen des Verbundrohres durch die gleichzeitig als Kalibriervorrichtung dienende Ziehvorrichtung bestimmt sind.The method according to the invention also has the great advantage that it is based on the exact dimensions the metal and plastic output pipes used to manufacture the composite pipe by no means arrives and the tolerances of these output tubes can fluctuate within wide limits, since the defined final dimensions of the composite pipe by the simultaneously serving as a calibration device Pulling device are intended.

Der Zustand der zur Herstellung der Verbundrohre verwendeten Kunststoffmasse der Innenrohre 2 wird zweckmäßigerweise derart gewählt, daß zwar bereits eine teilweise Aushärtung stattgefunden hat, damit das einzuschiebende Kunststoffrohr eine gewisse Formbeständigkeit besitzt, jedoch noch eine für den Ziehprozeß günstige Viskosität vorhanden ist.The state of the plastic compound of the inner pipes 2 used to manufacture the composite pipes is expediently chosen in such a way that although partial hardening has already taken place, so that the plastic pipe to be inserted has a certain dimensional stability, but still another there is a favorable viscosity for the drawing process.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of composite pipes with a plastic inner pipe and a Metal outer tube, with the plastic tube pushed loosely into the metal tube, one end this initially loosely assembled composite pipe with a reduction in cross-section in the The nozzle of a pipe drawing mold is introduced and then pulled through this nozzle, characterized in that the plastic inner pipe due to compression forces acting radially on its inner wall when entering the Nozzle is stretched.

2. The method according to claim 1, characterized in that the production of the composite pipe The plastic compound used is not yet fully cured during the drawing.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 with a pipe drawing mold whose nozzle has a smaller diameter than the undeformed metal pipe, characterized in that from the end of the nested pipes inside the plastic pipe (2) a mandrel (7) to the nozzle mouth extends which is rigidly mounted outside of the tubes on a stationary support and (2) corresponding diameter tapered from one to the inner diameter of the undeformed plastic tube at the nozzle orifice to a diameter which is larger than the inner diameter of the molded from the nozzle mouth composite tube.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings