DE1817999A1

DE1817999A1 - Verfahren zur herstellung von mit einem aeusseren kunststoffmantel versehenen, endseitig durch schutzstopfen verschlossenen rohren und rohrstrang zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE1817999A1
Application number: DE19681817999
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing Grad Lachenmayer
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1968-11-26
Filing date: 1968-11-26
Publication date: 1977-02-24
Also published as: DE1817999B2

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

_JR. 96/26633 IQI 7QQQ 4₆3bochum, 5.10.1976 XX/il

I ¹U I /VVW Postschließfach 24- 5O

, . Fernruf Ο234/1 4O 61

hr Zechen _ _ _Jrmn

Bergstraße 159

P I^ 17 Q Q ^.2 Telegr.i Stuhlmannpatent

Benteler-Vferke AG ₃ I'Jerk Neuhaus, 4794 Schloß Neuhaus

Verfahren zur Herstellung von mit einem äußeren Kunststoffmantel versehenen, endseitig durch Schutzstopfen verschlossenen Rohren- und Rohrstrang zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren ™ zur Herstellung von mit einem äußeren wärme- und schallisolierenden Kunststoffmantel versehenen, endseitig durch Schutzstopfen verschlossenen Metall- bzw. Stahlrohren, bei welchem jeweils mehrere aufeinanderfolgende, auf Längen geschnittene Rohre an ihren Enden mit topfartigen Schutzstopfen aus Kunststoff verschlossen werden, anschließend der Kunststoffmantel durch Aufextrudieren in heißem Zustand in einem Durchgang aufgebracht wird und danach der Kunststoffmantel nach seiner Abkühlung im Bereich zwischen den Stoßstellen der mit Abstand aufeinanderfolgenden Rohrenden getrennt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Gattung (US-PS M 3 I87 777, Fig. 7) sind die topfartigen Schutzstopfen kappenförmig ausgebildet und im Bodenbereich derart unterschiedlich gestaltet, daß sich die gegeneinander gerichteten Schutzstopfen der aufeinanderfolgenden Rohre nach Art einer Steckverbindung ineinanderschieben und auf diese V/eise miteinander kuppeln lassen, bevor der aus den aufeinanderfolgenden Rohren bestehende Rohrstrang anschließend durchgehend mit dem Kunststoffmantel versehen wird.

Nachteilig ist dabei, daß der jsunst stoff mantel keine feste und insbesondere dichtende Verbindung mit den kappenförmigen Schutzstopfen eingeht und nach dem Durchtrennen des

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Kunststoffmantels in den Bereichen jeweils zwischen den aufeinanderfolgenden Schutzstopfen diese leicht von den Rohrenden abgezogen werden können, so daß sie ihre Aufgabe nicht mehr sicher erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen !lachteil zu vermeiden und durch Versiegelung der Schutzstopfen r.'dt dem äußeren Kunststoffmantel sicherzustellen, daß der Verbindungsbereich zwischen den Schutzstopfen und dem äußeren Kunststoffmantel auch dann sicher abgedichtet bleibt, wenn die Rohre des Rohrstranges nach dem Durchtrennen des Kunststoffmantels getrennt gehandhabt, gelagert und transportiert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß die Schutzstopfen in an ■ sich bekannter Weise in die Enden der Rohre derart eingeschoben werden, daß jeweils ein Ringkragen der Schutzstopfen an der Stirnfläche des Rohres zur Anlage kommt, daraufhin in iie Schutzstopfen ein Kupplungselement eingepreßt wird und dann der heiß aufextrudierte Kunststoffmantel unter Bildung von die Ringkragen der Schutzstopfen hintergreifenden Einschnürungen über die im Abstand voreinander liegenden Rohrenden ununterbrochen hinweggeführt wird.

Auf diese V/eise werden die aus geeignetem Kunststoff bestehenden Schutzstopfen, die die bereits aus der Fertigung kommenden Metall- bzw. Stahlrohre endseitig dicht verschließen, durch Versiegelung mit dem warm aufextrudierten Kunststoffmantel absolut dicht verschlossen und mit Sicherheit vermieden, daß sich die Schutzstopfen später nach dem Trennen des Kunststoffmantels willkürlich aus den Rohrenden herauslösen. Die Rohrenden sind dadurch sowohl gegen Korrosion als auch gegen äußere Beschädigung geschützt, so daß sie sich nach der späteren Entfernung der Schutzstopfen ohne zusätzliche Reinigung einwandfrei löten oder verschweißen lassen.

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Der zur Bildung der Stopfenverriegelung dienende Endabschnitt des Kunststoffmantels wird kurz vor dem Verlöten oder Verschweißen der Rohrenden auf einer genügend großen Länge vom Rohrende eingestochen und abgezogen bzw. abgerollt, worauf 'sich auch der Stopfen unter Verwendung eines geeigneten Hilfswerkzeuges leicht aus dem Rohrende herausziehen läßt,

Die Erfindung richtet sich in zweiter Linie auch auf den Rohrstrang zur Durchführung des Verfahrens, wobei sich dieser dadurch kennzeichnet, daß die mit Stopfen versehenen gegeneinander gerichteten Enden der aufeinanderfolgenden Rohre durch ein doppelsteckerartiges Verbindungsglied gekuppelt sind, das zwischen entgegengesetzt gerichteten, in die Stopfen eingreifenden Zapfen einen zur Bildung der Einschnürung des Kunststoffmantels abgesetzten Bund besitzt. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn jeder Stopfen einen zu seinem Boden hin schwach konisch verjüngten Innenraum aufweist, in den ein entsprechend konisch geformter Zapfen des Verbindungselementes eingpreßt ist. Dieses doppelsteckerartige Verbindungsglied erleichtert das gleichzeitige feste Einpressen der Stopfen in die beiden Rohrenden, und dient zugleich der Zentrierung der Rohrenden, wie es erforderlich ist, um das einwandfreie durchgehende Aufextrudieren des Kunststoffmantels zu ermöglichen. Dabei wird- ein vorbestimmter Abstand zwischen den Rohrenden mittels des Bundes eingehalten und die Größe der als Verriegelung vorgesehenen ringwulstartigen Einschnürung festgelegt. Es läßt sich auf diese Weise eine Einschnürung erzielen, die eine gut sichtbare ringförmige Hohlkehle am Außenumfang der isolierenden Ummantelung hinterläßt . Es ist auf diese Weise ein fehlerfreies Trennen des kontinuierlich vom Extruder kommenden Rohrstranges jeweils im Bereich zwischen zwei Stopfen möglich, ohne Gefahr zu laufen, daß die die .Stopfen verriegelnden wulstartigen Einschnürungen beschädigt werden.

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Nach einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung kann der Boden der Stopfen dünn ausgebildet und kegelig oder ballig ausgebaucht sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn das doppelsteckerartige Verbindungsglied mindestens einen Längskanal j z.B. in Form einer axialen Längsbohrung, aufweist.

In dem den Spritzkopf durchlaufenden erwärmten Rohr wird durch die infolge des VJärmeeinflusses expandierte Luft der dünne Boden des Stopfens zurückgedrückt. Vorteilhaft wirkt sich hierbei der im Verbindungsglied vorgesehene Längskanal aus, weil ein VolumenausgMch zwischen den in dem benachbarten Stopfen vorgesehenen Lufttaschen erfolgen kann. Dieser Ausgleich tritt auch beim Abkühlen des Rohres ein, wo sich das Luftvolumen reduziert, «ei einem im Rohr auftretenden Vakuum werden die Stopfen besonders fest an die Rohrstirnseiten herangezogen.

Bei der Formgebung des Bundes des doppelsteckerartigen Verbindungsgliedes ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft, wenn nur eine schwache, im Querschnitt gewölbte U.mfangsnut vorgesehen wird. Hierbei muß die Nut des Bundes des Verbindungsgliedes beiderseits von gut abgerundeten Wulsten begrenzt sein, wobei zwischen den Wulsten und dem Außenkragen des Stopfens zusätzliche Ringnuten geringer Tiefe gebildet sind, die von der Einschnürung der isolierenden Ummantelung ausgefüllt sind. Das doppelsteckerartige Verbindungsglied kann später nach dem Durchtrennen des Kunststoffmantels le.icht aus der Einschnürung herausgezogen werden, ohne die Einschnürung selbst gegenüber dem Stopfenkragen in der Riegelwirkung zu beeinträchtigen.

In der Zeichnung ist die Verbindungsstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohrenden vor und nach dem Trennen des Kunststoffmantels im Längsschnitt veranschaulicht.

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Pig. 1 zeigt zwei aufeinanderfolgende, mit Stopfen versehene Rohrenden im Längsschnitt,

Fig. 2 zeigt einen mit Stopfen versehenen Endabschnitt des Rohres nach der Trennung aufeinanderfolgender Rohrabschnitte j

Pig. 3 zeigt die Verriegelungsstelle zwischen Stopfen und Ummantelung am Rohrende in größerem Maßstab.

Die in nicht dargestellter Weise kontinuierlich gefertigten, z.B. gezogenen, und jeweils auf Länge geschnittenen Rohrabschnitte 1 und 2 sollen in ebenfalls nicht dargestellter Weise in einem Spritzkopf eines Extruders mit dem Kunststoffmantel 3 versehen werden, der aus Gründen der besseren Wärme- und Schallisolation zweckmäßig geschäumt ist. Dabei ist vorgesehen, daß mit dem Aufbringen des Kunststoffmantels 3 in die Rohrenden hineingedrückte Stopfen 4 heiß eingesiegelt werden. Zu diesem Zweck werden die Rohrenden vor dem Einlauf in eine dem Extruder zugeordnete Transportraupe jeweils an beiden Enden durch die Schutzstopfen 4 verschlossen.

Die Schutzstopfen haben eine topfartige Grundform, wobei an einen dickeren Mantel 4' ein wesentlich dünnerer Boden 5 anschließt. Der Rand des Stopfens weist einen starken, nach außen gerichteten Kragen 6 auf. Der äußere Kragendurchmesser entspricht dem Außendurchmesser des Metällrohres 1. Der Mantel des Stopfens ist zum Boden 5 hin im Außendurchmesser verjüngt. Der Boden ist leicht kegelig ausgebaucht bzw. gewölbt. Die Kegelform an der Außenfläche des Stopfenmantels 4' ist abgestuft, wodurch das Einsetzen des Stopfens in das Rohrende erleichtert wird. An der Innenseite ist der Stopfenmantel 4' auf ganzer Länge gleichmäßig konisch verjüngt.

Als Hilfsmittel zum Einsiegeln der Stopfen während des Aufbringens des Kunststoffmantels 3 dient ein doppelsteckerartiges Verbindungselement 7_S das einen Längskanal 8 besitzt.

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Dieses Verbindungsglied 7 hat eine symmetrische Ausbildung, und zwar einen mittleren Bund 9 und zwei entgegengesetzt gerichtete Zapfen 10. Die Zapfen sind an den Enden stärker konisch verjüngt, im übrigen aber in gleicher Weise konisch ausgebildet wie die Innenfläche des Mantels 4' des Stopfens.

Das doppelsteckerartige Verbindungsglied preßt die Stopfen infolge der Konizität gegen die Innenwand der Rohre und 2. Durch den Bund 9 werden die Kragen 6 der Stopfen gegen die entsprechenden Stirnseiten 11 der Rohrenden angepreßt.

™ Der Bund 9 distanziert außerdem den Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Rohrenden. Die auf diese Weise verschlossenen, zentrierten und distanzierten Rohrenden durchlaufen den nicht dargestellten Spritzkopf eines Extruders und erhalten dabei die Ummantelung 3, die ununterbrochen über die Kupplungsstelle der Rohrenden durchgeht. Der Bund 9 hat einen maximalen Außendurchmesser, der etwa dem Außendurchmesser der Rohre entspricht. Im mittleren Bereich ist eine gewölbte Umfangsnut 12 vorgesehen, die von zwei abgerundeten Wulsten 13 begrenzt ist. Im Bereich der Umfangsnut 12 und zwischen den seitlichen Wulsten 13 und den Stirnseiten der Stopfenkragen 6 bilden sich Einschnürungen 14 und 15, die sich

^ einerseits als Riegel vor die Stirnseiten der Stopfenkragen 6 legen und umfangsseitig der Ummantelung 3 eine Hohlkehle 16 entstehen lassen, welche die spätere Trennstelle äußerlich sichtbar macht.

Wenn die in der angegebenen Weise gekuppelten und zentrierten Rohrenden den Spritzkopf des Extruders durchlaufen, tritt infolge der Rohrerwärmung eine Volumenvergrößerung der eingeschlossenen Luft auf. Diese Luft drückt den kegeligen dünnen Boden 5 der Stopfen zurück. Zwischen den Böden 5 und den Zapfen 10 des Verbindungsgliedes sind Lufttaschen gebildet, wobei jeweils zwei Lufttaschen durch den ,Längskanal 8 verbunden sind. Es tritt ein Volumenausgleich zwischen dem

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wärmeren und kühleren Teil ein.

Nach dem Abkühlen des ummantelten Rohres erfolgt das Trennen der Rohre im Bereich der Linie x-x. Das Verbindungsglied 7.kann aus Stahl oder einem anderen geeigneten festen Werkstoff bestehen. Infolge der konischen Ausbildung der Zapfen 10 ist das Verbindungsglied leicht herauszuziehen, auch löst sich die schwach gewölbte Umfangsnut 12 von dem eingeschnürten Mantelabschnitt l^l\. Der Schutzstopfen 4 bleibt jedoch unter der Wirkung der Einschnürung 15, unterstützt durch die Einschnürung 1*1, infolge der heißen Einsiegelung verriegelt. Jedes Rohr besitzt somit einen über seine Länge hinausreichenden Kunststoffmantel, dessen Enden mit ringwulstartigen Einschnürungen die Schutzstopfen h in ihrer Lage sichern. Die Stirnseiten des Rohres sind - obwohl fettfrei - gegen Korrosion geschützt. Erst bei Verwendung des Rohres wird gemäß Fig. 3 beispielsweise bei 17 die Ummantelung eingeschnitten bzw. eingestochen und vom Rohrende abgelöst. Dabei kann gleichzeitig oder mit Hilfe eines Werkzeuges die Schutzkappe aus dem Rohrende herausgezogen werden. Die Rohrenden können mithin anschließend gelötet oder geschweißt werden, ohne daß dazu eine zusätzliche Reinigung notwendig wäre.

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Claims

Patentansprüche:

Iy Verfahren zur Herstellung von mit einem äußeren wärme- und schallisolierenden Kunststoffmantel versehenen, endseitig durch Schutzstopfen verschlossenen Metall- bzw. Stahlrohren, bei welchem jeweils mehrere aufeinanderfolgende, auf Längen geschnittene Rohre an ihren Enden mit topfartigen Schutzstopfen aus Kunststoff verschlossen v/erden, anschließend der Kunststoffmantel durch Aufextrudieren in heißem Zustand in einem Durchgang aufgebracht wird und danach der Kunststoffmantel nach seiner Abkühlung im Bereich zwischen den Stoßstellen der mit Abstand aufeinanderfolgenden Rohrenden getrennt wird ,dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzstopfen (4) in an sich bekannter Weise in die Enden der Rohre (1, 2) derart eingeschoben werden, daß jeweils ein Ringkragen (6) der Schutzstopfen (4) an der Stirnfläche des Rohres zur Anlage kommt, daraufhin in die Schutzstopfen (4) ein Kupplungselement (7) eingepreßt wird und dann der heiß aufextrudierte Kunststoffmantel (3) unter Bildung von die Ringkragen (6) der Schutzstopfen ('4) hintergreifenden Einschnürungen (14, 15) über die im Abstand voreinander liegenden Rohrenden ununterbrochen hinweggeführt wird.
2. Rohrstrang zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die mit Stopfen (4) versehenen gegeneinander gerichteten Enden der aufeinanderfolgenden Rohre durch ein doppelsteckerartiges Verbindungsglied (7) gekuppelt sind, das zwischen entgegengesetzt gerichteten, in die Stopfen (4) eingreifenden Zapfen (10) einen zur Bildung der Einschnürung (14, 15) des Kunststoffmantels (3) abgesetzten Bund (9) besitzt.

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3. Rohrstrang nach Anspruch 2,dadurch gekenn ζ e i c h η e t , daß jeder Stopfen (4) einen zu seinem Boden hin schwach konisch verjüngten Innenraum besitzt, in den ein entsprechend konisch geformter Zapfen (10) des Verbindungsgliedes (7) eingepreßt ist.
4. Rohrstrang nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet , daß der Boden (5) des Stopfens (4) dünn ausgebildet und kegelig oder ballig ausgebaucht ist.
5. Rohrstrang nach Anspruch 2 und 4 , dadurch gekennzeichnet , daß das Verbindungsglied (7) mindestens einen Längskanal (8), insbesondere eine axiale Längsbohrung j aufweist.
6. Rohrstrang nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet j daß der Bund (9) des Verbindungsgliedes (7) eine schwache, im Querschnitt gewölbte Umfangsnut (12) aufweist.
7. Rohrstrang nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Umfangsnut (12) des Bundes des Verbindungsgliedes (7) beiderseits von abgerundeten Wulsten (13) begrenzt ist₅ wobei zwischen den Wulsten (13) und dem Außenkragen (6) des Stopfens (4) zusätzliche Ringnuten geringer Tiefe gebildet sind, die von der Einschnürung (15) des Kunststoffmantels (3)ausgefüllt sind.

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