DE19813917C2 - Mehrkammerhohlprofil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrkammerhohlprofil, insbesondere in Form eines doppelwandigen Sicherheitsrohres, bestehend aus einem Innen- und Außenrohr mit einem um die Rohrlängsachse gewickelten Spiralrohr, das an den Kontaktflächen zu dem Innen- und Außen­ rohr verschweißt ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Bei herkömmlichen Doppelrohrsystemen ist das Außenrohr nicht permanent mit dem Innenrohr verbunden. Ausdehnungen bei Tempera­ turänderungen führen zu Längenänderungen der Innenwand gegenüber der Außenwand.

Aus dem US-Patent 4,353,763 der Firma HENZE GmbH ist ein Verfah­ ren zur Herstellung eines Mehrkammerhohlprofils aus säurefestem Plastikmaterial bekannt. Dabei wird eine untere Lage aus thermo­ plastischem Material durch Wickeln eines plastifizierten Bandes auf einer Form erzeugt. Die Wicklungen überlappen sich seitlich und verschweißen miteinander. Über die erste Wicklung wird eine zweite Lage aus einem Kunstharz und darüber eine Lage aus Poly­ propylen gelegt. Dann werden die Bahnen untereinander verschmol­ zen.

Gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 des US-Patents ist vor­ gesehen, auf die erwähnten mehrschichtigen Innenrohrlagen ein Rohr 15 aufzuwickeln, das mit einem dünnen Polypropylenband 16 nach außen hin abgedeckt wird. Es ist möglich, durch die Leitun­ gen 15 ein Heiz- oder Kühlmedium zu geben, was sich bei der Herstellung des Mehrkammerhohlprofils unter Umständen günstig auswirkt.

Aus einem anderen HENZE-Patent, der EP 0 511 343, ist eine Vor­ richtung zum Überwachen der Dichtheit von im Freien und im Erd­ reich verlegten Rohren und Rohrleitungen aus thermoplastischem Kunststoff bekannt. Die Rohre sind als 2-Rohrsysteme ausgebil­ det und dienen als Transportleitungen, Abwasserleitungen o. dgl. und sind mit zugehörigen Formteilen an Schächten, Stauräumen oder Sickerwassersammlern angeschlossen.

Die Überwachung derartiger Transportleitungen erfolgt über ein elektrisch leitendes Kabel, das einerseits mit einem hochohmigen Widerstandsmeßgerät und andererseits mit einer elektrisch lei­ tenden Schicht verbunden ist, die über den gesamten Umfang und über die gesamte Länge der Transportleitung geführt ist.

Wenn an der Rohrleitungswandung ein äußerer Riß entsteht, der bis an die elektrisch leitende Schicht reicht, kann Wasser aus der Umgebung vordringen und dadurch den vorher vorhandenen elek­ trischen Widerstand verringern. Dies wird über ein Signal an das Überwachungsgerät gemeldet, so daß Leckagen mit dieser Vorrich­ tung angezeigt werden können. In umgekehrter Weise erfolgt ein Signal, wenn eine wässrige Flüssigkeit aus dem Rohrinneren nach außen in die elektrisch leitende Schicht tritt.

Bekanntlich sind elektrische Leitungen anfällig gegenüber Stö­ rungen und unterliegen zudem äußeren Einflüssen durch Korrosion und mechanischen Beschädigungen, wodurch ihre Funktionsweise beeinträchtigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einem Mehr­ kammerhohlprofil der eingangs genannten Art einen mehrschichti­ gen Aufbau derart auszubilden, daß ein Sicherheitsrohr als doppel­ wandige Rohreinheit (als Rohr-in-Rohr-System) mit dauerhaft prüfba­ ren und vollständig geschützten Kammerabschlüssen entsteht. Gleich­ zeitig soll ein einfach durchzuführendes und zuverlässig mit ver­ schiedenen Einsatzmaterialien durchzuführendes Herstellungsverfahren angegeben werden, das eine zusätzliche Innenauskleidung ermöglicht.

Die genannten Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Es hat sich gezeigt, daß durch die Anordnung bestimmter Spalträume und deren Verbindung untereinander Druckmessungen möglich sind, die eine Überprüfung der Dichtigkeit eines Mehrkammerhohlpro­ fils jederzeit ermöglichen.

Durch den permanenten Verbund des erfindungsgemäßen Doppelrohres wird eine Längenverschiebung bei Temperaturänderung vermieden. Im Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrohr befindet sich der wendel­ förmig gewickelte Leckagehohlraum I, der durch Bohrungen mit dem Le­ ckagehohl- oder Spaltraum 6-9 verbunden wird. Es entsteht eine durchgängig abgetrennte Doppelwandkonstruktion, wobei die verschie­ denen Leckagehohlräume vollständig gegeneinander abgeschottet sind. Im Bedarfsfalle können Teile der Leckagehohlräume mit einer automa­ tisch arbeitenden Kontrollmöglichkeit ausgestattet werden.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der nach­ folgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die Dichtigkeitsprüfung des erfindungsgemäßen Mehrkammerhohlprofils erfolgt über eine Druckmessung, wobei die Kammerhohlräume entweder mit einem Über- oder einem Unterdruck beaufschlagt werden. Dies setzt voraus, daß alle Anschlüsse des Mehrkammerhohlprofils während der Testzeit dicht verschlossen sind. Anhand der nachfolgenden Figu­ ren wird näher erläutert, wie die Abschlüsse der Hohlkammerräume ausgebildet sind. Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren wird eben­ falls angegeben.

Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Mehrkammerhohlprofil,

Fig. 2 Ausschnitt eines Endes des Mehrkammerhohlprofils nach Fig. 1 mit einem flanschseitigen Abschluß,

Fig. 3 schematische Darstellung des Verfahrensablaufes bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Mehrkammer­ hohlprofils.

Der Längsquerschnitt nach Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäß ausgebildete Mehrkammerhohlprofil in Form eines doppelwandigen Sicherheitsrohres. Die Doppelwandigkeit wird durch ein Innenrohr 10, ein Spiralrohr 15 und ein Außenrohr 21 gebildet. Die seit­ lich offenen Enden des Mehrkammerhohlprofils sind durch Flansch­ scheiben 20, 20' verschlossen.

Die Dichtigkeit des Mehrkammerhohlprofils kann laufend überprüft werden. Hierzu wird ein Differenzdruck (Vakuum- oder Überdruck) im Spiralrohr 15 erzeugt und der zeitliche Druckverlauf fest­ gehalten.

Bei dem erfindungsgemäßen Mehrkammerhohlprofil handelt es sich um ein doppelwandiges Sicherheitsrohr gemäß der deutschen Indu­ strienorm, da beim Durchbohren des Profils mindestens zwei Rohr­ mäntel durchstoßen werden, zwischen denen ein Leckagehohlraum gebildet wird. Zur Überprüfung der Rohrdichtigkeit kann auch ein ständiger Unterdruck im Leckagehohlraum erzeugt werden, so daß vom Innenrohr herkommende Leckagen sofort erfaßbar sind und abgesaugt werden können. Damit ist eine Schädigung der Umwelt 100%-ig ausgeschlossen.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Mehrkammerhohlprofils wird in Detailansicht nach Fig. 2 verdeutlicht. Zwischen den einzelnen Windungen 1-5 des Spiralrohres 15 sind Spalträume 6-9 an­ geordnet, die bereits zum Leckagehohlraum zu rechnen sind.

Die Spalträume 6-9 münden zum Innenrohr 10 hin in Ringkammern 11-14. Die genaue Form der Ringkammern 11-14 wird durch die unterseitige Formgebung des Spiralrohres 15 bestimmt. Im vorlie­ genden Fall ist die Basisfläche des Spiralrohres 15 zum Innen­ rohr 10 hin dachförmig abgeschrägt, so daß sich im Querschnitt dreieckförmige Ringkammern 11-14 ergeben. Ein dichter Abschluß der Ringkammern zum Innen- und Außenrohr 10 hin wird durch einen homogenen Verbund der einzelnen Fertigungslagen und durch die plastifizierten Kunststoffbändchen 23-27 gewährleistet.

Zum Außenrohr 21 hin ist das Spiralrohr 15 nicht geklebt sondern wird durch Flächenpressung am gesamten Umfang verschlossen. Die Flächenpressung wird erzeugt durch eine Schrumpfspannung, die beim Abkühlen des mit Untermaß hergestellten Außenrohres 21 erzeugt wird. Alternativ kann das Außenrohr auch durch eine mehrlagiges Wickelverfahren unter Anwendung einer Andrückrolle hergestellt werden.

In Fig. 2 ist auch die für eine ständige Überwachung der Lecka­ ge oder Dichtigkeit erforderliche Druckkontrolle dargestellt. Hierzu wird über einen Druckanschluß 22 der Innendruck des Spi­ ralrohres 15 mit einem Druckaufzeichnungsgerät 28 verbunden. In gleicher Weise können bei Vakuumprüfungen auch chemische Analy­ sen durchgeführt werden, wenn an den Anschluß 22 Analyseautoma­ ten angeschlossen werden, die die chemische Zusammensetzung der Leckagen ermitteln. Eine weitere Möglichkeit der Leckageprüfung ist das Einschrauben eines auf Feuchtigkeit reagierenden Sensor­ fühlers.

Das Blockschaltbild nach Fig. 3 zeigt einen schematischen Ab­ lauf bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Mehrkammerhohl­ profils. Parallel zur Herstellung eines Innenrohres, das als Wickelrohr oder als Extrusionsrohr ausgebildet werden kann, wird ein Spiralrohr mit den erfindungsgemäßen Formgebungen erzeugt.

Zunächst wird das im Querschnitt rechteckförmige Spiralrohr im Extruderverfahren endlos hergestellt und in der noch warmen Phase mit Abschrägungen zur Ausbildung der späteren Ringkammern versehen. Nach einer weiteren Abkühlung können dann die Seiten­ wände des Spiralrohres gebohrt werden.

Nachdem auf das Innenrohr plastifizierte Bändchen mit seitlichem Abstand aufgewickelt wurden, wird das Spiralrohr in Position gebracht (Verfahrensstufe II). Hierbei werden die Abschrägungen zum Innenrohr hin so orientiert, daß die Basisflächen des Spi­ ralrohres genau über die plastifizierten Bändchen zu liegen kommen. Im Endzustand müssen Bändchenoberfläche und abgeschrägte Dachfläche des Spiralrohres exakt übereinstimmen.

Neben dieser zeitlichen und örtlichen Synchronisation ist im Verfahrensschritt III eine Temperaturabstimmung erforderlich. Hierbei wird darauf zu achten sein, daß die Innentemperatur des Spiralrohres, die Außentemperatur des Innenrohres und die Pla­ stifizierungstemperatur des Bändchens so aufeinander abgestimmt sind, daß ein vollständiger homogener Verbund ohne Deformation möglich ist.

Nach Abschluß dieses Vorganges erfolgt das Aufwickeln der Deck­ lage. Alternativ kann eine weitere Abkühlung des Spiralrohres erfolgen und dann ein mit Übermaß hergestelltes, aber durch Temperaturerhöhung aufgeweitetes Außenrohr über den Außenumfang des Spiralrohres geschoben werden. In der Verfahrensstufe IV erfolgt dann eine kontrollierte Abkühlung, so daß das Außenrohr schrumpft und dabei eine feste Verklammerung zwischen dem Spi­ ralrohr und dem Innenrohr erzeugt.

In der Verfahrensstufe V, die hier nicht mehr dargestellt ist, werden die außenseitigen Flanschteile sowie die Druck-Sensor­ anschlüsse angebracht.

Claims (9)

1. Mehrkammerhohlprofil, insbesondere in Form eines doppelwandigen Sicherheitsrohres, bestehend aus einem Innen- und Außenrohr mit einem dazwischen angeordneten, um die Rohrlängsachse gewickelten Spiral­ rohr, das an den Kontaktflächen zu dem Innen- und Außenrohr mit die­ sen verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zwischen den einzelnen Windungen (1-5) des Spiralrohres (15) seitliche Spalträume (6-9) ausgebildet sind,
• b) jeder Spaltraum (6-9) sich zum Innenrohr (10) hin in jeweils eine Ringkammer (11-14) erweitert,
• c) die Seitenwände des Spiralrohres (15) Bohrungen (16-19) auf­ weisen, die eine Verbindung mit den Spalträumen (6-9) einer­ seits und dem Innenraum des Spiralrohres (15) andererseits dar­ stellen.

2. Mehrkammerhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (21) und das Innenrohr (10) permanent und vollflä­ chig über das Spiralrohr (15) miteinander verbunden sind.

3. Mehrkammerhohlprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (1-5) als Leckagehohlräume ausgebildet sind.

4. Mehrkammerhohlprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (21) aus einzelnen, zum Teil überlappenden Windun­ gen auf das Spiralrohr (15) aufgewickelt ist.

5. Mehrkammerhohlprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Enden des Hohlprofils mit ringförmigen Flanschschei­ ben (20) verschlossen sind.

6. Mehrkammerhohlprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (21) einen Druckanschluß (22) aufweist, der bis in den Innenraum des Spiralrohres (15) reicht.

7. Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammerhohlprofils, bestehend aus einem Innen- und Außenrohr mit einem dazwischen angeordneten, um die Rohrlängsachse gewickelten Spiralrohr, das an den Kontaktflächen zu dem Innen- und Außenrohr mit diesem verschweißt ist, nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß auf das Innenrohr (10) heißplastifizierte Kunststoffbändchen (23 -27) spiralförmig aufgebracht werden,
daß auf das plastifizierte Bändchen ein erwärmtes Spiralrohr (15) aufgelegt wird, wobei der seitliche Abstand zwischen den Spiralwin­ dungen mindestens 1 mm beträgt und
daß auf die Oberseite des Spiralrohres (15) ein Außenrohr (21) im plastifizierten Zustand aufgeschoben oder aufgewickelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (21) als Band extrudiert wird und beim Abkühlen des Bandes eine Schrumpfspannung zum Anpressen des Spiralrohres (15) ge­ gen das Innenrohr (10) erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (10) aus einem extrudierten Rohr gezogen oder aus einem Band gewickelt wird.