DE1479923A1 - Verfahren zum Herstellen von mit einer Waermeisolierung versehenen Verbundrohren,insbesondere fuer Fernheizleitungen - Google Patents

Description

Verfahren zum Herstellen von mit einer Wärmeisolierung versehenen Verbundrohren, insbesondere für Fernheizleitungen.

Die Erfinaun^ betrifft ein Vorfahren zum Herstellen von mit einer Wärmeisolierung versehenen Verbundröhren, insbesondere für Fernheizleitungen, .vobei zwischen Innen- und Außenrohr ein Kunstschaumstoff eingegossen wird.

Es ist bekannt, z.B. Fernheizung leitungen in der '.Veise zu isolieren, daß sie in ein aus einer unteren und einer oberen Betonschale bestehendes Mantelrohr hineingelegt werden, worauf der Zwischenraum zwischen der Heizleitung und der Betonschale mit Leichtbeton ausgegossen wird. Da hier der Leichtbeton zwischen die bereits endgültig verlegten Hohre eingegossen wird, liegen die Rohrleitung und der Betonmantel beim Gießen zwangsläufig nahezu waagerecht. TJh beim Ausgießen das Entstehen von Lunkern, Rissen u.dgl. in der erhärteten Gießmasse zu ver-

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meiden, ist es erforderlich, den Leichtbeton durch eine Vielzahl von Einrissen einzufahren, die in geringem gegenseitigem . Abstand von z.B. zwei Metern oder weniger liegen. Um überdies oei ie? Wärmeausdehnung und bei der Schrumpfung der Heizleitung Brüche des an der umgebenden 3ebonschale festhaftenden Leichtbetons zu v-^rmeilen, .;ickelt man Wellpappe oder schweres mit ul getränktes Papier um die Heizleitung. Hierdurch entsteht im unmittelbaren Bereich der Heizleitung ein nicht isolierter, langsverlaufender Zwischenraum, ier in Verbindung mit unvermeidlichen ^uerrissen und r;cnsuigen Icolierungsfehlern des Leichtbetons nicht unerhebliche .-/armeVerluste bedingt.

Aus der DAo 1 Olö ^-j-: ist es οekannU, Dei Ier Fertigung von Heizleitungen iiese mit einer Schaumstoff-Isolationsmasse zu umgießen, in.iem man als Hantelform einen mit Abstanlsorganen um lie Heizleitung nerumgespannten 3-ev/ebemantel mit verhältnismäßig großem Mascnenaosbani verv.^reniefc. Dieser aus Jute-, Glasfaser-ο der Drahtgeweben bestenende Mantel v/eist keine nennensverte Stoü- oder Druckfestigkeit auf; es ist; daher erforderlich, ihn in umständlicher Weise mit einem Schutzmantel aus Beton, Blecn, Dachpappe oder Kunst^i. , ';'olie ζυ ν riehen.

Man hat auch schon vorgeschlagen, Kühlrohre mit einer Isolierung aus Polyurethanschaum zu versehen, der in den Zwischenraum 3v;ischen dem Kühlrohr und einem 31echschutzmantel gegossen v/ird. Auch hier erfolgt das Ausgießen in nachteiliger tlaxse am Verlegungsort der Leitung. Außerdem haben Schutzmantel aus Blech den ilachteil, daß sie mehr oder weniger rasch rosten. Ein ver-

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rosteter Schutzmantel ist aber nicht mehr in der Lage, die stoii- und druckempfindliche Schaumstoff-Isolierung wirksam zu schützen. _#

weiterhin ist es bekannt, ein gepanzertes Rohr, >.elches aus einem äußeren Metallrohr und einem inneren Kunst3toffrohr beste'nb, mit einer Schaumstoff-Isolierung zu versehen. Um einen guten Rohrverbund zu erzielen, wird hier dem Kunststoffrohr eine tangentiale und radiale Druckvorspannung gegeben.

Aus der Verarbeitung von Ροΐ,'-urethanschäumen ist es seit langem bekannt, iaß iiese Schaume eine ausgeprägte ^eigung haben, bei ihcer Verfestigung Lunker und Spalte bzw. Schwunirisse zu bilden. Dieser Umstand war hauptsächlich der Grunl lafür, laß derartige Schaumstoffe für lie .Viirmeisolation von Fernheizleitungen u.dgl. als Isolationsmittel nicht zufriedenstellen konnten. Dabei ist zu berücksichtigen, da^ geraie bei Fernheizleitungen, die erheblichen Temperaturen und größeren Temperaturschvzankungen unterworfen sind, hinsichtlich der Isolierung und vor allem hinsichtlich der Standfestigkeit der Isolierung über viele Jahre hinv/eg besondere Forderungen bestehen. Soweit in der Vergangenheit Verfahren vorgeschlagen wurden, um Rohre unter Verwendung der bekannten Schaumstoffe zu isolieren, so handelt es sich hier durchweg um Verfahren, die sich für die fabrikatorische Fertigung von Rohren für Fernheizleitungen u.dgl. nicht mit Erfolg haben durchsetzen können. Ss ist daher bis heute noch weithin üblich,

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die Isolierung von Fernheizleitungen u.dgl. unter Verwendung der herkömmlichen Isolierungsmittel am Verlegungsort der Rohre selbst vorzunehmen.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, ein fahren zum Herstellen von wärmeisolierten Verbundrohren, insbesondere für Fernneiζleitungen, zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und die Möglichkeit bietet, mit einer Wärmeisolierung versehene Veroundrohre auch in größeren Längenabachnitten von z.B. fünf und acht Metern in einfacher und wirtschaftlicher Weise fabrikatorisch. herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß das Innen- und Außenrohr vor dem Eingießen des Schaumstoffes in eine vertikale oder stark geneigte Stellung gebracht werden und der Ringraum zwischen den beiden Rohren am unteren Rohrende durch einen Bodenverschluß abgedichtet wird, und daß bevor oder während des Eingießens der Schaumstoffmasse ein Trenn- und Gleitmittel auf die Innenwand des Außenrohres und/oder die Mantelfläche des Innenrohres aufgebracht wird, welches ein Festbacken des sich verfestigenden Schaumstoffes an der bzw. den genannten Rohrflächen verhindert.

Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Arbeitsweise das Auftreten von Lunkern, Schvrundrissen u.dgl. mit Sicherheit selbst dann vermieden wird, wenn auf diese Weise größere Rohrlängen mit

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Schaumstoff ausgegossen //erden. Vorteilhaft ist insbesondere, daß beim Eingiessen des Schaumstoffes in den Ringraum der Schaumstoff während der Verfestigung aufgrund seines Eigengewichtes unter einer gewissen Druckvorspannung gehalten wird, welches das Entstehen der Lunker und Schwundrisse unterbindet. Von besonderer Bedeutung ist bei dieser Arbeitsweise außerdem die Verwendung des Trenn- und Gleitmittels. Dieses Mittel bewirkt, daß bereits während des Aufschiiumens und des Verfestigens der Schaumstoffmasse diese sich gegenüber den Rohrwandungen frei bewegen kann^ so daß sich hierbei Keine Längsspannungen in der Schaumstoffmasse einstellen können. Das Gleitmittel ermöglicht somit ein unbeeinflusstes Aufschäumen und Verfestigen der Schaumstoffmasse in dem Ringraum. Zugleich wird erreicht, daß die Schaumstoff- Isolationsmasse bei der späteren Verlegung der Rohre nicht an deren durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Ltingsbewegungen teilnehmen kann, wodurch sich in der Isolationsmasse Querrisse und Spalte einstellen y.ürden. Das Gleitmittel hat somit eine doppelte Funktion, nämlich einmal, eine unbehinderte und unbeeinflusste Ausbildung der Isolationsmasse beim Einfüllen des Schaumstoffes sicher zu stellen und zum anderen, die Schaumstoff-Isolationsmasse beim späteren Einsatz der Rohre vor Beschädigung und Zerstörung zu bewahren.

Uin ein umständliches Abdichten der in die Giess3tellung gebrachten Rohre mittels besonderer Bodenverschlüsse zu vermeiden, kann gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung das Verfahren so durchgeführt werden, daß zur Bildung eines stopfenfönnigen Bodenverschlusses aus der Schaumstoffmasse selbst

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der Ringraum zwischen den beiden Rohren zunächst am unteren Ende mit Schaumstoff ausgegossen wird, .vorauf dann nach Verfestigen dieses Schaumstoffes der Ringraum auf im wesentlichen ganzer Ronrlänge mit Schaumstoff ausgegossen wird. Sin sorgfältiges jtüii:;nben am unteren Enie dos /erbundronres ist vor allem iann erforderlich, .venn, ,vas au^ .-;irts -:iaftlicheri Gründen vorzuziensn isc, lange Rohrabschnitte in einem einzigen Vorgang umgössen .-.erien. im 3ersich des ßodenvers;hiusses isc es nicht ^ unbedingt erforderlich, das Trenn- uni Gleitmittel auf las Mantelrohr oder auf das Innenrohr aufzutragen. Das Trenn- und Gleitmittel cildet auf den Ächrflächan nur eine sehr dünne Haut. Us entstehen daher zwischen Ie^i Roar uni der Schaumstoffisolierung tieine für die Isolierung 3chüilichen Luftspalte.

Insbesondere beim Umgießen von K^;lhlrohren empfiehlt es si'^h, das Verfahren se iuranzuführen, daj> das Prenn- und Gleitmittel nur auf die Innenfläche ies Hanteli'o.iz'es aufgetragen v/ird. Die Schaumstoff-Isolationsmasse haftet in diesem Fall fest auf ^ dem Kühlrohr, v/ähreni das Mantelrohr gegenüber der Isolationsmasse frei längsbev;eglich ist. Bei Heisrohren empfiehlt es sich dagegen, das Trenn- und 'Gleitmittel sowohl auf die Außenfläche des Innenrohres als auch auf die Innenfläche des Mantelrohres aufzubringen, so daß beide Rohre gegenüber der SchaumsGoff-Isolationsmasse frei längsbeweglich sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zweckmäßig solche Verbundrohre hergestellt, deren Mantelrohr aus Kunststoff und deren Innenrohr aus Metall, z.B. Stahl, besteht. Aufgrund der

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verhältnisraätig hohen Bruchfestigkeit,, der ruten Korrosionsbeständigkeit und der schlechten Y/änaeleitfühigizeit des Kunststoffes, des geringen Gewichts und der elektrischen Isolation als Schutz gegen StreustrÖEe usw. ist ein Kunststoff -Liantelrohr von besonderem Vorteil.

Bei solchen Verbundrohren mit Kunststoff-Mantelrohr und Lletall-Innenrohr empfiehlt es sich, als Trenn- und Gleitmittel ein als Plastifizierungsmittel für den Kunststoff geeignetes Iüittel ^u ver.venaen. Ein solches Trenn- und Gleitmittel hat gegenüber der Kunststoffflache des Mantelrohres eine gröbere Schmierv.irK.ung als gegenüber uer lüetallflache des Innenrohres, was insbesondere bei der Isolierung von Kühlrohren von Vorteil ist.

Gemäß einem weiteren llerkmal der Ei-findung wird ein Trenn- und Gleitmittel verwendet, welches Stearate, z.B. eine Liischung von Calcium- und Uajnesiunstearaten, i.i 3i:s_:-encion mit Cl und Alkohol enthält. Der Alkohol begünstigt die gleichmäßige Mischung der Stearate mit dem Cl. Da er im allgemeinen vor dem Ausgiessen des V^rbundrohres mit der Schaumstorfmasse vollständig verdunstet ist, kann er beim Ausgiessen kein unerwünschtes Dampfkissen bilden. Andererseits ist das Öl so hoch siedend, dab auch die Gefahr der Eildung eines Öl-Dampfkissens nicht besteht. Das öl dienet als Schmiermittel, daneben aber auch als Adhäsionsmittel und als Träger der Stearate.

Das Auftragen von pastenform!gen Trenn- und Gleitmitteln ist

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nisriiäiiir ums t, Una lic;.. Aukerae."; testei.t die Gefahr, _ai; aie üünne Haut ies aufgetragenen Trenn- una Gleitmittels Leim Einfahren des inneren Rohres in doc Mantelrohr lrtli.cn ceschädigt .vird .τ.it der Fol_t e, ac;. '_Le,recebenfalls ans innere Pohr zusätzlich ■ escnr^iert /.ira, vvas, v/ie erwähnt, cei uer Ftrtiijun·;: von Kühlrohre:: unei-.v'inEcr.t ist. Vorteilhafter ist asher im allgemeinen die Ver.venaun^ eines pulver!"crr.i en Trenn- una j-leitmi ctelc, -velcnes si cn .,rlhrend aes üiin^iessens der Schauir.stoifrnassfe ouf aie genannten fiohrflüchen aufbringen !•isst. Lies Kann in aer V/eise geschehen, dal: das Pulver .v^:lhrend des Giessens aer ochaunistoffinasse auf die hierbei snstei:_ende Schauj.stcrfobei-flUcne :__er.rächt una auf dies'i'z.E. in .virtelnaer oder vi':,rierenae.^r' be.ve-_L an^- gehalten ,vird, so daß es in Iierlnrun-j mit den Roh rf lochen _f eian^t. Die Wirbelbewegung ues Pulvers .'.s.ir. in ein:"c?cher '.V'.-ise mittels einer Lufta'ise bewirbt ..erjien, aie //^:Jhrend ues Ein::ieüens aer Schaumstoffrnssse in iverin^err. Acstana Über aer· hochsteigenden Schaumstoff oberfläche ^,enalten v/ira.

Zur .veiteren Srllluterunr aes er:'inaun;:S£;e3i^:Ji:en Verfahrens ..erden ir. folgende., einige Ausfünrun^steispiele näher beschrieben:

Beispiel 1;

(Wärmeisolierung einer Fernheizleitung,)

Für das Innen- bzw. Heizrohr v/erden Stahlrohre in längen von 6pO cm verwendet, v/ährend als Mantelrohre muffenlose

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Kunststoffrohre aus Polyvinylchlorid in Längen von 530 cm vorgesehen werden. Die Mantelrohre werden über die Stahlrohre gezogen und es werden dann die beiden Rohre in die Vertikalstellung gebracht und in dieser Stellung so gehalten, daß das Stahlrohr in dem Kunststoffrohr zentriert ist und dabei aus den beiden Enden des Kunststoffrohres jeweils um etwa 10 cm hervorragt. Das Kunststoffrohr ruht unten auf einer Dichtungsplatte, die bei den verhältnismäßig kleinen statischen Drücken der Gießmasse eine weitgehende Dichtigkeit ies Gießraumes bewirkt. ™

Anschließend wird in den Zwischenraum zwischen den beiden Rohren die Polyurethan-Schaumstoffmasse eingegossen, in die die das Aufschäumen bewirkenden Stoffe sowie das Härtemittel unmittelbar vorher eingeführt worden sind. Die Menge der eingegossenen Schaumstoffmasse wird genau eingestellt, so daß sie an der Unterseite des Gießraumes einen Bodenverschluß bildet, der eine ausreichende Abdichtung des Gießraumes gewährleistet, der andererseits aber eine solche geringe Hohe hat, laß der statische Druck am unteren finde der Rohre so " gering ist, daß sich kein nennenswerter, nach unten gerichteter Schäumungsdruck einstellen kann. Falls die vorerwähnte Dichtungsplatte so genau ausgeführt ist, daß sie die beiden Rohre dicht verschließt, kann dieses einleitende Gießen eines Verschlußstopfens entfallen.

Anschließend wird eine abgemessene Menge an Trenn- und Gleit-

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mittel eingegossen und es wird dann ein Druekluftschläuch in den Ringraun zwischen den beiden Rohren so .;eit eingefüart, daß die am Schlauchende angeordnete Sprühdüse sich unmittelbar über dem 3oienverschlu±J bei"inlet. Wenn nacn verhältnismüisig kui'zer Zeit, z.B. nach etv;a einer Minute, der den Boienverschluii bilienie Schauastoff stopfen ausgehärtet ist, .virj der gesamte äingraum zwischen den beiden bohren mit der ochaumstoffmasse ausgegossen.

Röhrend beim Aingieüvcrgang die Schaumstoff masse in dem Ringraum zwischen den beiden Ronren emporsteigt, xird der Druckluft schlauch entsprechend so zurückgezogen, daß sich seine Sprühdüse stets unmitteloar oberhalb der Oberfläche der Schaumstoff masse befindet. Die aus der Sprühdüse austretende Luft kann je nach Bedarf in iarer Austrittsmenge erhont oder vermindert >;erden.

Wenn das Ausgießen des Ringraunes oeeniet ist und der Polyurethanschaum ausgehärtet ist, wird das Terbundrohr in die Horizontalstellung zurückgebracht. Der an den beiden Rohrenden über das Mantelrohr hervorragende überflüssige Schaumstoff wird mittels eines scharfen Messers aogetrennt. Das gesamte 7erbundrohr kann dann an den /erlegungsort gebracht und hier in den im Erdreich ausgehobenen Graben eingefünrt werden, nach dem zuvor über die beiden Enden des Mantelrohres jeweils ein Gummiring und über das eine Ende eine den hier liegenden Gummiring mit Spiel übergreifende Muffe gezogen worden sind. Die Muffe ist als Schrumpfmuffe ausgebildet, d.h. si· wurde in er-

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vrirmtem Zustani won einer Kleineren .äohriisension ausgeweitet. Das um etwa 10 cm vorragende SnI^ <jps £';*«"·>' ■■ >Λ·:* ■■ ·". ¹I ^i las freie Ende des nächstfolgenden Stahlrohres stumpf andrer •.'nv.'eißt. Sobald iie Rohre auf der gewünschten. Leitungslän^e miteinander verj,:nv;eiist sind, ..erden die Schwei-r/ertinraneen 3iner Dx'uckprJoe unterworfen. Ansohlieiseni -;iri aui lie freien Sciiau.Tistorf^Bndfl'ionen ein Kunstharzleim auf^etra^ea una es wex'-ien zwei etwa ..0 cn lani"e Halbsc'nalen aus Pol,urei;ha:i-S'.:hau3iijtoff dient ix das Stahlrohr felezt. Die au? Pol. vin. ichlorid bestellende Kunststoff-Hufi'e /i": 30 3uf das Jlohr aui"- % ^ebravit, da^ cie 'iber den oeiien GuTiSiirin.-,en t3c*arun;:ft uni somit eine sichere Abiicntung so-fie einen S?hut« c^e2^en StoiibeschädijTunr: an ien iiohrenien be.-:irxt.

Bei der Rohrverlegung können die vJr^.ben :iach iem 3inle~en ier Verbundrohre mit Ausnahme derjenigen 3ereiche, in denen sicn lie Rohrenden befinden, wieder geschlossen werden, oevo? iie Druckprobe durchgeführt wird. Sobald die Muffen aufjez.ren und die Verbindung an ien Ronrenden fex'tig^estellt -.:orien sind,

können die Gräben auf voller Länge geschlossen werden. ™

Absperrventile oder sonstige vorspringende Bauteile an den Verbundleitungen Können in wirtschaftlicher .Veise mittels Schrumpfmuffen, ähnlich wie dies bei äen Hohrvelbindungen vorgesehen ist, umkleidet werden, indem'über iie Ventile oder dgl. vorgefertigte schalenfÖrmige und an dex* Außenseite zylindrische Körper aus Polyurethan gelegt werden, die durch

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Festbinden oder Verleimunr gesichert werden. Um eine gleichmassige IsolationsdiQhte zu erzielen, müssen die hierfür erforderlichen Schrumpfmuffen im allgemeinen einen etwas grösseren Durchmesser erhalten als die der Rohrverbindung dienenden Muffen. Ferner müssen diejenigen Muffen, durch die eine Ventilspindel hindurchgeführt v/erden muli, mit einem radialen Loch versehen v/erden.

Beispiel 2;

(Isolierung von Kühlleitungen)

Die Herstellung des Verbundrohres erfolgt im wesentlichen nach der Verfahrensweise gemäß Beispiel 1, jedoch muli hier darauf geachtet //erden, daL· um die Rohre und die Armaturen, wie Ventile u.dgl. herum eine zusammenhängende, dichte Isolierung erzielt wird.

Um auch kleinste Kültebrüciien zu vermeiden, kann z.B. zweckmäi.ig sein, die Verleimung der über die genannten Ax-maturen geschobenen schalenfcrmigen Polyurethankcrper mit. Hilfe von im Aufschäumen begriffenen Polyurethan zu bewirken. Unmittelbar nach dem Aufbringen dieser mit dem reaktionsfähigen Schaumstoff getränkten oder damit bestrichenen Halbschalen müssen diese fest miteinander verspannt werden, damit die Schalen nach der Aushärtung in ihrer richtigen Position gesichert v/erden.

Um einen größeren Verlust des vorstehend erwähnten als Klebemittel verwendeten reaktionsfähigen Schaumstoffs zu vermeiden,

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empfiehlt es sich, die Verklebung der schalenf.örmigen Schaumstoffkörper an den einzelnen Armaturteilen der Rohre unmittelbar nacheinander durchzuführen, wobei das als Klebemittel verwendete reaktionsfähige Schaumstoffgemisch in einem Behälter enthalten ist, welcher soweit abgekühlt ist, daß die Aufschäumgeschz/indigkeit der Reaktionsraasse beträchlich herabgesetzt wird. Sobald das Reaktionsgemisch auf die Halbschalen und die Metallflächen aufgetragen wird, vollzieht die Aufschäumung und die Aushärtung des Reajctionsgemischs bei der Lufttemperatur mit der üblichen Reaktionsgeschv/indigkeit.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Herstellen von mit eine? .^irmeisolierung versehenen Verbundröhren, insbesondere für Fernheizleibunten, wobei zwischen Innen- und AUiienrohr ein Kunstsenaumstoff eingegossen wird, iadurcn gekennzeichnet, daß ias Innen- und Außenrohr vor dem Eingießen des Schaumstoffes in eine vertikale oder stark geneigte Stellung gebracht //erden und der Ringraum zwischen den beiden Rohren am unteren Röhrende durch einen 3olenverschluü abgedichtet wird, und daß vor oder während des Singießens der Schaumstoff masse ein Trenn- und Gleitmittel auf die Innenwand des Außenrohres und/oder die Mantelfläche des Innenrohres aufgebracht wird, welches ein Festbacken des sich verfestigenden Schaumstoffes an der bzw. den genannten Rohrflächen verhindert.

   r. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur 3ildung eines stopfenförmigen Bodenverschlusses der Ringx^auii zwischen den beiden Ronren zunächst am unteren Rohrende mit Schaumstoff ausgegossen wird, und daß nach Verfestigen dieses Schaumstoffes der Ringraum auf im wesentlichen ganzer Rohrlänge mit Schaumstoff ausgegossen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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   das Trenn- und Gleitmittel nur auf die Innenwand des Außenrohres aufgebracht wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verbundrohr» dessen Irinenrohr aus
   Metall, z.B. Stahl, und dessen Außenrohr aus Kunststoff besteht, als Trenn- und Gleitmittel ein als Plastifizierungsmittel für den Kunststoff reeiyietes Mittel verwendet wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gexennzeichnet, daii als Trenn- und Gleitmittel ein Pulver verwendet wird, welches wahrend des Eingießens des Schaumstoffes in
   den Ringraum unmittelbar über der während des Sizipieiiens ansteigenden Schaumstoffoberfläche in Bewegung gehalten wird·

   Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, da£ ein
   Gleitmittel, das Stearate bz.v. eine Mischung von Kalzium- und L'.agnesium-Stearaten enthält, die in Cl und Alkohol verrührt sind, verwendet wird.