DE1577735C3 - Vorrichtung zum Herstellen einer dünnen dielektrischen Schicht auf der Innenwand des Metallrohres eines Hohlleiters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer dünnen dielektrischen Schicht auf der Innenwand des Metallrohres eines Hohlleiters zur Übertragung elektromagnetischer Wellen, bei welcher das Rohr senkrecht steht und ein zentrisch geführter, zylinderförmiger, kalibrierter Gleitkörper beim freien Abwärtsgleiten in dem Rohr die Schichtdicke einstellt.

Es sind verschiedene Vorrichtungen zum Herstellen von Korrosionsschutzüberzügen auf Rohren bekannt. So besteht eine Vorrichtung (deutsche Patentschrift 591 149) zum gleichzeitigen Innen- und Außenürjerziehen eines Rohres aus einem Gefäß, dessen Boden und Deckel je von einer ringförmigen Scheibe und einer Kreisscheibe aus elastischem Material gebildet werden und das mit der Anstreichflüssigkeit gefüllt und an dem Rohr entlanggezogen werden kann. Mit dieser Vorrichtung läßt sich jedoch nicht im entferntesten die beim Beschichten eines elektrischen Hohlleiters erforderliche Genauigkeit der Schichtdicke erreichen. Die Schicht soll beispielsweise bei einer Dicke um 100 μ mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von einigen Mikrometern hergestellt werden.

Das gleiche gilt für eine Vorrichtung (USA.-Patentschrift 3 055 339), welche die Herstellung eines Schutzüberzuges auf der Innenwand von Rohren ermöglicht, die zu Öl- oder Gasquellen verlegt sind. Diese Vorrichtung besteht aus einem Streichkörper, der das Überzugsmittel aufnimmt, der dann an einem Drahtseil in das Rohr bis zu der gewünschten Stelle herabgelassen wird und der schließlich beim Heraufziehen seine Streichfunktion ausübt. Der Streichkörper ist schon aus dem Grund kompliziert, weil er zur Herstellung eines Schutzüberzuges auf der Innenwand von festverlegten Rohren dienen soll, wodurch unter anderem Einrichtungen zum Weiterströmen des geförderten Mediums vorgesehen sein müssen.

Eine weitere Vorrichtung (USA.-Patentschrift 3 188 371) dient dem Beschichten von Leitungsrohren mit einem zementartigen Material. Dabei hat das Material die Aufgabe, die Rohre zu verstärken oder die Qualitäten des Beschichtungsmaterials, z. B. den Widerstand gegen Hitze oder die chemische Resistenz, an das Rohr weiterzugeben. Nur dieser Aufgabe entspricht auch die Vorrichtung. Sie besteht aus einem einteiligen Streichkörper, wobei das Beschichtungsmaterial durch mehrere nicht verstellbare ringförmige Löcher hindurch mit Hilfe eines Stempels gegen die Rohrwand gepreßt wird. Nachteilig ist, daß die Vorrichtung einteilig ist und sich nur mit fremder Kraft bewegt. Weiterhin nachteilig ist die Vielzahl von Einzelelementen, welche trotzdem nur ungenaue Beschichtungsdicken erlauben, wozu ein zusätzlicher Kraftaufwand zum Materialausstoß und zum Bewegen der Vorrichtung erforderlich ist.

Das gleiche gilt auch für eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines an der Innenseite mit ther-

ao moplastischem Kunststoff kaschierten Rohres für Verpackungszwecke (deutsche Auslegeschrift 1088 223), bei der das Rohr durch einen Ringspalt des Spritzkopfes einer Strangpresse mit der gleichen Geschwindigkeit geführt wird, mit der gleichzeitig in diesem Ringas spalt ein Schlauch aus thermoplastischem Kunststoff auf die Innenfläche des Rohres aufkaschiert wird. Außerdem ist diese Vorrichtung, da sie aus einer umgebauten Strangpresse besteht, aufwendig.

Während also diese Vorrichtungen für das lnnenbeschichten eines elektrischen Hohlleiters nicht in Frage kommen, sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum Auskleiden von elektrischen Rundhohlleitern mit einer dielektrischen Schicht bekanntgeworden. Bei einer Vorrichtung (deutsche Auslegeschrift I 029 063) wird der senkrecht stehende Hohlleiter mit einem gelösten Dielektrikum vollgefüllt und anschließend wieder entleert. Der Nachteil dieser Vorrichtung, bei der kein Streichkörper verwendet wird, besteht darin, daß mit ihr die heute erforderliche Genauigkeit der Schichtdikke in keiner Weise erreicht werden kann.

Bei einer weiteren Vorrichtung (deutsche Auslegeschrift 1 149 421) wird unten in den senkrecht stehenden Hohlleiter ein sich oben verjüngender Streichkörper eingebracht, und es wird ein zähflüssiger Kunststoff eingefüllt. Dann wird der von federnden Elementen zentrisch geführte Streichkörper nach oben durch das Rohr gezogen, wobei der Streichkörper, der einen dem Innendurchmesser des beschichteten Hohlleiters entsprechenden Maximaldurchmesser besitzt, die Schichtdicke einstellt. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß auf den Streichkörper beim Zug durch das Rohr unvermeidlicherweise Kräfte in radialer Richtung einwirken, welche die Einhaltung einer genau gleichmäßigen Schichtdicke erschweren. Zwar sind zur besseren Führung an dem profilierten Teil des Streichkörpers besondere Führungsdrähte oder Federelemente angebracht. Die Führungsdrähte haben aber den Nachteil, daß sich die aufgebrachte Schicht aus dem Beschichtungsstoff hinter ihnen wieder schließen muß, was nicht bei jeder Viskosität des Beschichtungsstoffes gewährleistet werden kann. Bei den Federelementen kommen als weitere Nachteile hinzu, daß sie in dem viskosen Beschichtungsstoff arbeiten müssen, wodurch es noch schwerer ist, das erforderliche, völlig gleichmäßige Arbeiten der Federelemente zu gewährleisten, und daß sie mechanisch komplizierte Bauteile sind, die für den einwandfreien Betrieb eine umständliche Wartung erfordern.

Diese Nachteile können vermieden werden, wenn zum Innenbeschichten eines elektrischen Hohlleiters ein Gleitkörper verwendet wird (französische Patentschrift 1 389 266), der in seinem unteren Teil als zylindrischer Führungskörper und in seinem oberen Teil als zylindrischer, kalibrierter Streichkörper ausgebildet ist und der in der Mitte eine ringförmige Einkerbung zur Aufnahme des zähflüssigen Beschichtungsstoffes und zur Druckerzeugung auf den Beschichtungsstoff besitzt. Der Gleitkörper ist hier noch nicht gleichzeitig als Vorratsbehälter ausgebildet, denn er wird bei einem Verfahren verwendet, bei welchem man den Hohlleiter zuerst vollständig mit dem flüssigen Dielektrikum füllt und es dann wieder aus dem Hohlleiter abläßt, wobei der Gleitkörper durch den Hohlleiter abvvärtsgleitet und mit dem Streichkörper die Schichtdicke einstellt. Mit dieser Vorrichtung sind jedoch noch verschiedene Nachteile verbunden. Einmal ist außer dem Gleitkörper noch eine größere Einrichtung zum Einfüllen und Ablassen des Dielektrikums in bzw. aus dem Hohlleiter ao erforderlich, und zum anderen muß zu dem Beschichtungsvorgang eine gegenüber der aufzubringenden Schicht unverhältnismäßig große Menge an Beschichtungsstoff eingesetzt werden. Dadurch ist die Beschichtungsvorrichtung aufwendig. Außerdem wird der Be--Schichtungsstoff leichter verdorben und mehr vergeudet.

Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Gleitkörper so ausgebildet ist, daß er wenig Konstruktionselemente besitzt und sowohl die Bevorratung mit Beschichtungsstoff gewährleistet als auch die Unabhängigkeit der Fallgeschwindigkeit von dessen Viskosität. Hierbei soll bei sparsamem Verbrauch dennoch die hohe Genauigkeit der geforderten dünnen Schichtdicke gewährleistet werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Gleitkörper im oberen Teil ausgebildet ist als Vorratsbehälter mit Kalibrierring und im unteren Teil als Führungskörper mit zwei einen fest vorgegebenen Abstand besitzenden Zentrierscheiben, die an einem Innenrohr gehalten sind, daß der durch Kalibrierring und Führungskörper gebildete Ringspalt nach unten durch einen Dichtungsring abgeschlossen und in seiner Höhe durch die Überwurfmutter in Verbindung mit dem Innenrohr verstellbar ist und daß der Kalibrierring zum Einstellen der Schichtdicke auswechselbar ist.

Die Zweiteiligkeit des Gleitkörpers als Vorratsbehälter im oberen Teil und als Führungskörper im unteren Teil bietet den Vorteil, den nach unten abgedichteten, genau bemessenen Vorratsbehälter unbehindert von dem Metallrohr des Hohlleiters mit dem Beschichtungsmaterial füllen und danach in das senkrecht stehende Rohr einsetzen zu können. Das Abdichten des Vorratsbehälters gewährleisten währenddessen die Dichtungsringe an den Zentrierscheiben. Der Führungskörper, bestehend aus Innenrohr und den beiden einen fest vorgegebenen Abstand besitzenden Zentrierscheiben, verhindert während des Beschichtungs-Vorganges die Kippneigung. Die Verstellbarkeit der Breite des Ringspaltes, weicher sich beim Hochziehen der Wand des Vorratsbehälters zwischen dem Kalibrierring und dem Führungskörper bildet, ermöglicht auf einfache Weise die Fallgeschwindigkeit des Gleit- 6g körpers der Art und Viskosität des Beschiehtungsmaterials — bei sparsamstem Verbrauch desselben — anzupassen. Dabei wird das Schichtmaterial während des Fallens aus dem Vorratsbehälter durch den Ringspalt an die Rohrwand gepreßt und durch den Kalibrierring maßhaltig abgestrichen.

Die Fallgeschwindigkeit des Gleitkörpers kann außer durch Einstellen der Breite des Ringspaltes am Vorratsbehälter bei der Innenbeschichtung zusätzlich durch Verschließen des unteren Rohrendes oder des Innenrohres des Gleitkörpers verändert werden. Die Fallgeschwindigkeit liegt normalerweise in der Größenordnung von 5 m/min.

Um die Schichtdicke auf einfache Weise und rasch umzustellen, ist der Kalibrierring des Gleitkörpers auswechselbar. Bei der Verwendung dieser Gleitkörper können normalerweise Schichten mit einer Dicke bis zu etwa 1 mm mit der für einen elektrischen Wellenleiter notwendigen Genauigkeit hergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet weitere Vorteile. Einmal ist die Größe der Anlage zur Beschichtung eines Rohres auf ein Minimum reduziert, dadurch daß sie nur noch aus dem Gleitkörper besteht. Die Anbringung von Flanschen an den Rohrenden ist in der Regel nicht mehr notwendig. Es bedarf nur noch einer üblichen einfachen Vorrichtung zum Halten des Rohres und zum Auffangen des Gleitkörpers. Eine Anlage zur Druckerzeugung für die Bewegung des zähflüssigen Beschichtungsstoffes oder des Gleitkörpers entfällt. Ebenso wird eine Hubeinrichtung für eine Bewegung des Gleitkörpers nicht benötigt.

Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, daß sich der zähflüssige Beschichtungsstoff in einem kleinen, fast völlig abgeschlossenen Vorratsbehälter befindet und die benötigte Menge auf ein Minimum reduziert ist. Dadurch entfallen Schwierigkeiten bei der Wiederholung des Beschichtungsvorganges aus einem großen Vorratsbehälter, die davon herrühren, daß das Lösungsmittel aus dem Beschichtungsstoff zu schnell entweicht. Ferner können die Einrichtungen zum Absaugen des im Raum befindlichen Lösungsmitteldampfes ebenfalls auf ein Minimum beschränkt werden. Und schließlich ist es möglich, die Beschichtung mit Materialien kurzer Tropfzeit durchzuführen sowie schnell von einem Material auf das andere umzustellen. Ganz allgemein erhält man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen wesentliche Einsparungen an apparativem Aufwand, Raum und Arbeitszeit.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gieitkörpers besteht gemäß der weiteren Erfindung darin, daß der mittlere Teil des Vorratsbehälters als durchsichtiger Meßzylinder aus Kunststoff ausgeführt ist Hier läßt sich beobachten, wieviel Beschichtungsstoff eingefüllt ist und wann die beim Einfüllen etwa entstandenen Luftblasen aus dem Beschichtungsstoff entwichen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch das zu beschichtende Metallrohr 12 und den Gleitkörper für das Innenbeschichten des Metallrohres.

Zur Füllung des Gleitkörpers ist zunächst dessen oberer Teil, nämlich die verschiebbare Wand des Vorratsbehälters mit dem Kalibrierring 8 unten auf den Dichtungsring 10a aufgesetzt, so daß der Ringspalt zwischen diesen beiden Teilen geschlossen ist. Beim Gleitkörper für das Innenbeschichten wird dabei die Wand durch die Ringmutter 3, die in der Führung 4 eingreift, nach unten gedruckt. Dann wird der Gleitkörper durch die öffnung 5 im Vorratsbehälter so weit mit zähflüssigem Beschichtungsstoff, beispielsweise mit Lack, ge-

füllt, wie für die Beschichtung des Metallrohres 12 notwendig ist. Am durchsichtigen Vorratsbehälter, d. h. am Meßzylinder 7, kann die Menge des eingefüllten Lackes abgelesen und beobachtet werden, wann die beim Einfüllen des Lackes entstandenen Luftblasen aus ihm entwichen sind.

Danach wird zum Innenbeschichten der Gleitkörper in das obere Ende des senkrecht aufgestellten Metallrohres 12 eingeführt, und es wird die am oberen Ende 6 des Vorratsbehälters sitzende Ringmutter 3 gelöst. Die Außenwand des Vorratsbehälters 6, 7 mit dem Kalibrierring 8 läßt sich jetzt über die Führung 4 und 9 hochschieben, und sie wird mit der verstellbaren Überwurfmutter 2 verschraubt. Durch den entstandenen Ringspalt zwischen der Zentrierscheibe 10 mit ihrem Dichtungsring 10a und dem Kalibrierring 8 fließt der Lack aus dem Inneren des Vorratsbehälters an die Rohrwand, und er wird nach dem Loslassen des Gleitkörpers während seines Absinkens von dem Kalibrierring an der Wand des Metallrohres 12 gleichmäßig abgestrichen. Durch den Dichtungsring 10a wird ein Austritt des Lackes nach unten verhindert. Der am unteren Teil des Gleitkörpers gebildete Führungskörper 10, 11 hält den Gleitkörper zusammen mit dem Innenrohr 1 beim Abwärtsgleiten zentrisch im Innern des Metallrohres 12.

Das Einstellen der Ringspaltbreite zur Beeinflussung der Fallgeschwindigkeit erfolgt mit Hilfe der deckelartigen Überwurfmutter 2, die am oberen Ende des Innenrohres 1 des Gleitkörpers verstellbar ist und durch zwei Sechskantmuttern festgehalten wird.

Der Kalibrierring 8 des Vorratsbehälters ist auswechselbar. Die Schichtdicke wird beim Innenbeschichten durch die Differenz zwischen seinem maximalen Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Metallrohres 12 bestimmt. Der Gleitkörper ist bevorzugt aus Aluminium gefertigt, sein Innenrohr 1 aus rostfreiem Stahl. Der Dichtungsring 10a und der Führungsring 11a sind bevorzugt aus Polytetrafluoräthylen

ao gefertigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen einer dünnen dielektrischen Schicht auf der Innenwand des Metallrohres eines Hohlleiters zur Übertragung elektromagnetischer Wellen, bei welcher das Rohr senkrecht steht und ein zentrisch geführter, zylinderförmiger kalibrierter Gleitkörper beim freien Abwärtsgleiten in dem Rohr die Schichtdicke einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper im oberen Teil ausgebildet ist als Vorratsbehälter (7) mit Kalibrierring (8) und im unteren Teil als Führungskörper mit zwei einen fest vorgegebenen Abstand besitzenden Zentrierscheiben (10, 11), die an einem Innenrohr (1) gehalten sind, daß der durch Kalibrierring (8) und Führungskörper (10, 11) gebildete Ringspalt nach unten durch einen Dichtungsring (10<i) abgeschlossen und in seiner Höhe durch die Überwurfmutter (2) in Verbindung mit dem Innenrohr (1) verstellbar ist und daß der Kalibrierring (8) zum Einstellen der Schichtdicke auswechselbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil (7) des Vorratsbehälters als durchsichtiger Meßzylinder aus Kunststoff ausgeführt ist.