DE2700478A1

DE2700478A1 - METHOD OF MANUFACTURING A HEAT-INSULATED AND SOUND-INSULATED PIPE

Info

Publication number: DE2700478A1
Application number: DE19772700478
Authority: DE
Inventors: Bernd Eilhardt; Gerhard Dr Ing Ziemek
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE2700478C2; NL188513B; NL7712145A; FI772696A; NL188513C; CH622738A5; DK401977A; GB1547113A; IT1090932B; SE7714944L; DK151856C; ES463034A1; FR2376737A1; SE431178B; JPS6218340B2; JPS5385556A; NO780051L; DK151856B; BE862693A; FR2376737B1

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

ΟΊ.Ο1.77 1-1510ΟΊ.Ο1.77 1-1510

Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres Process for the production of a heat and schalliso profiled pipe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem Innenrohr, einer Wärmeisolationsschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff und einem Außenmantel aus einem thermoplastischen Kunststoff.The invention relates to a method for producing a heat-insulated and sound-insulated conduit pipe, consisting of an inner pipe, a thermal insulation layer made of foamed plastic and an outer jacket made of a thermoplastic Plastic.

Es ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen durch eine Schaumstoffschicht außen thermisch isolierter Rohre bekannt, bei dem um das metallische Innenrohr und im Abstand zu diesem ein Band zum Schlitzrohr geformt wird, in dem das in ein Stützrohr geführte Band koaxial um das Innenrohr geschlossen wird, wobei in das noch offene Schlitzrohr ein aeLbstschäumender Kunststoff eingebracht wird, der beim Durchlaufen des Stützrohres aufgeschäumt wird. Als Band wird hierbei eine auf der Schaumstoffschicht verbleibende Folie verwendet, auf die nach dem Auslauf aus dem Stützrohr ein Außenmantel aufgebracht wird. Die Folie dient im wesentlichen als äußere Form für den aufschäumenden Kunststoff. Da es sich bei diesem Verfahren um ein kontinuierliches Verfahren handelt, ist eine aufwendige Formvor-It is a process for the continuous production of pipes that are thermally insulated on the outside through a foam layer known, in which around the metallic inner tube and at a distance from this a band is formed into a slotted tube, in in which the band guided in a support tube is closed coaxially around the inner tube, with the slotted tube still open a self-foaming plastic is introduced, which is foamed when passing through the support tube. A tape that remains on the foam layer is used as a tape Foil used, on which an outer jacket is applied after the outlet from the support tube. The slide serves essentially as the outer shape for the intumescent Plastic. Since this process is a continuous process, a complex molding process is

809829/0034809829/0034

2700A782700A78

richtung zur Überführung der in ebenem Zustand zugeführten Folie in die Rohrform erforderlich. Da darüber hinaus die Folie keine genügende Stabilität aufweist, um dem Schäumdruck des aufschäumenden Kunststoffes standzuhalten, ist das Führungsrohr erforderlich, welches zur Formgebung beiträgt. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens sind die erheblichen Reibungskräfte zwischen der Folie und dem Stützrohr, die von einer hinter der Vorrichtung zum Aufbringen des Außenmantels angreifenden Abzugsvorrichtung übernommen werden müssen.Direction for transferring the sheet fed in the flat state into the tube shape is required. In addition, since the Foil does not have sufficient stability to withstand the foaming pressure of the foaming plastic the guide tube is required, which contributes to the shaping. Another disadvantage of this known method are the significant frictional forces between the film and the support tube, which is operated by a pull-off device behind the device for applying the outer jacket must be taken over.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren wesentlich zu vereinfachen und ein Verfahren anzugeben, welches auf die ^olie und damit auf die die Folie formende Formeinrichtung sowie das äützrohr verzichtet. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß konzentrisch zu dem kontinuierlich zugeführten Innenrohr zunächst ein Rohr aus thermoplastischem Kunststoff extrudiert und in den Ringraum zwischen Innenrohr und Kunststoffmantel das reaktionsfähige, die Isolierschicht bildende Schaumstoffgemisch eingebracht wird und das Schaumstoff gemisch so eingestellt ist, daß es erst bei genügender Festigkeit des Kunststoffmantels den Ringraum ausfüllt. Das extrudierte Kunststoffrohr dient also als Form für die Schaumstoffschicht. Das reaktionsfähige Schaumstoffgemisch kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Durchlaufrichtung gesehen, hinter dem Spritzkopf in den Ringraum eingebracht werden, beispielsweise mittels einer langen Düse. Es hat sich aber als vorteilhafter erwiesen, das reaktionsfähige Schaumstoffgemisch auf einem mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr zugeführten unterhalb des Innenrohres verlaufenden Transportband einzubringen. Ib Gegensatz zu den, bekannten Verfahren, bei dem zur Erzielung konzentrischer Rohre ein Abstandshalter dringend erforderlichThe invention is therefore based on the object of significantly simplifying the method mentioned at the beginning and to specify a method which is based on the ^ olie and thus on the forming device forming the film as well as the outer tube is dispensed with. This is a task for a A method of the type mentioned at the outset is achieved in that it is concentric with the continuously fed inner tube First a pipe made of thermoplastic material is extruded and inserted into the annular space between the inner pipe and the plastic jacket the reactive foam mixture forming the insulating layer is introduced and the foam mixture is set so that it only fills the annulus when the plastic jacket has sufficient strength. The extruded plastic tube thus serves as a mold for the foam layer. The reactive foam mixture can in the process according to the invention in the direction of passage seen, are introduced into the annular space behind the spray head, for example by means of a long nozzle. However, it has proven to be more advantageous to run the reactive foam mixture at the same speed like the inner tube to be introduced below the inner tube running conveyor belt. Ib contrast to the known methods in which a spacer is urgently required to achieve concentric tubes

809829/0034809829/0034

27Ü0A7827Ü0A78

- X-b - X-b

ist, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einen solchen verzichtet werden. Dies gilt insbesondere für Innenrohre aus Metall, wie beispielsweise nahtlos gepreßte und anschließend gezogne Kupferrohre, die von sich aus relativ starr sind. Da das Innenrohr kurz vor dem Spritzwerkzeug gestützt und konzentrisch zum extrudierten Außenmantel geführt werden kann und sich hinter dem Spritzkopf auf den bereits ausgehärteten Schaum auflegt, kann durch geeignete Auswahl des Schaumstoffgemisches dieser Abstand relativ kurz gewählt werden.is, can in the method according to the invention on one such are waived. This applies in particular to inner tubes made of metal, such as seamlessly pressed ones and then drawn copper tubing that is inherently relatively rigid. Because the inner tube just before the injection mold supported and concentric to the extruded outer jacket and located behind the extrusion head is placed on the already cured foam, this distance can be achieved by suitable selection of the foam mixture should be chosen relatively short.

In Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Lehre der Erfindung kann das Innenrohr innerhalb des den Außenmantel extrudierenden Spritzwerkzeugs konzentrisch zum Mundstück geführt werden. Auf das Innenrohr kann auch vor dem Umhüllen eine Abstandshalterwendel aufgebracht werden. Diese Ausführungsform hat sich insbesondere bei der Verwendung von Innenrohren aus relativ weichem Material als zweckmäßig erwiesen. Das Kunststoffaußenrohr wird unmittelbar hinter dem Spritzwerkzeug in eine zu 50 - 80 % mit Wasser gefüllte Vakuumkammer geführt, dort kalibriert und intensiv gekühlt. Die intensive Kühlung bewirkt, daß das extrudierte Kunststoffrohr bereits ca. 1 m hinter dem Spritzwerkzeug so stabil ist, daß es die beim Aufschäumen entstehenden Kräfte auffangen kann, ohne verformt zu werden. Auf das Innenrohr kann zweckmäßiger Weise eine Trennschicht in Form einer dünnen Schicht aus Wachsen oder Fetten oder eines Papierbandes aufgebracht werden. Diese Trennschicht sorgt bei der Montage der wärme- und schallisolierten Leitungsrohre für ein leichtes Entfernen der Isolierschicht. Als Innenrohr kann ein solches aus vernetztem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, verwendet werden. Diese Rohre sind geeignet bis zu Temperaturen von 110 C. Es ist aber auch möglich, als Innenrohr ein gewelltes Metallrohr zu verwenden, welches aus einem dünnwandigen, längsnahtgeschweißtenIn a further development of the method according to the teaching of the invention, the inner tube can be guided concentrically to the mouthpiece within the injection molding tool extruding the outer jacket. A spacer coil can also be applied to the inner tube before it is wrapped. This embodiment has proven to be particularly useful when using inner tubes made of relatively soft material. The plastic outer tube is fed into a 50-80 % water-filled vacuum chamber immediately behind the injection molding tool, where it is calibrated and intensively cooled. The intensive cooling ensures that the extruded plastic pipe is already so stable about 1 m behind the injection molding tool that it can absorb the forces generated during foaming without being deformed. A separating layer in the form of a thin layer of waxes or fats or a paper tape can expediently be applied to the inner tube. This separating layer ensures that the insulating layer can be easily removed when the heat and sound-insulated pipes are installed. An inner tube made of crosslinked polyolefin, preferably polyethylene, can be used. These tubes are suitable up to temperatures of 110 C. However, it is also possible to use a corrugated metal tube as the inner tube, which consists of a thin-walled, longitudinally welded

809829/0034809829/0034

Metallrohr hergestellt ist. Derartige Rohre können nahezu in beliebiger Länge hergestellt werden und sind aufgrund ihrer Wellung so flexibel, daß das wärmeisolierte Leitungsrohr auf übliche Kabeltrommeln gewickelt werden kann.Metal pipe is made. Such pipes can be produced in almost any length and are due to their corrugation so flexible that the heat-insulated conduit can be wound on conventional cable drums.

In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, daß das Innenrohr dem Spritzwerkzeug unter einem Winkel zur Horizontalen nach unter verlaufend zugeführt wird, daß Innenrohr und Außenmantel das Spritzwerkzeug nahezu unter demselben Winkel verlassen und das fertige Rohr nach dem Aushärten des Schaumstoffes in die Horizontale umgelenkt wird. Durch diese Maßnahme wird die mechanische Belastung des Schaums durch das Gewicht des Innenrohres verringert. Wählt man den Verlauf des Innenrohres sowie des fertigen Rohres in Form einer Kettenlinie, so treten nahezu keine die Schaumstoffschicht belastenden Kräfte auf. Als Material für das Außenrohr haben sich Polyolefine, vorzugsweise Polyäthylen und halogenhaltige Thermoplaste wie Polyvinylchlorid als vorteilhaft erwiesen.In carrying out the method according to the invention, it is also possible that the inner tube is under the injection molding tool is fed at an angle to the horizontal running below that the inner tube and outer jacket the injection molding tool Leave almost at the same angle and move the finished pipe horizontally after the foam has hardened is diverted. This measure reduces the mechanical load on the foam from the weight of the inner tube decreased. If you choose the course of the inner pipe and the finished pipe in the form of a chain line, so there is almost no stress on the foam layer Forces on. Polyolefins, preferably polyethylene and halogen-containing thermoplastics, have proven to be the material for the outer tube such as polyvinyl chloride proved advantageous.

Die Erfindung ist anhand eines in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown schematically in FIGS. 1 and 2.

Mittels eines Extruders 1 wird kontinuierlich ein Rohr 2 aus einem thermoplastischen Kunststoff extrudiert. Das extrudierte Rohr 2 wird unmittelbar nach dem Austritt aus dem Mundstück des Extruders 1 in eine Kammer 3 eingeführt, die mit Unterdruck bzw. einem Vakuum beaufschlagt ist. In dieser Kammer 3 wird das aus dem Mundstück ausgetretene recht instabile Kunststoffrohr 2 kalibriert und dabei abgekühlt und in seiner Form gehalten. Hinter der Kammer 3 ist eine weitere Kammer k vorgesehen, in der das Kunststoffrohr 2 intensiv gekühlt wird. Bei dem Extruder 1 handelt es sich um einen normalen Kunststoffextruder mit einemBy means of an extruder 1, a pipe 2 made of a thermoplastic material is continuously extruded. Immediately after exiting the mouthpiece of the extruder 1, the extruded tube 2 is introduced into a chamber 3 which is subjected to negative pressure or a vacuum. In this chamber 3, the rather unstable plastic tube 2 which has emerged from the mouthpiece is calibrated and thereby cooled and held in its shape. A further chamber k is provided behind the chamber 3, in which the plastic pipe 2 is intensively cooled. The extruder 1 is a normal plastic extruder with a

809829/0G34809829 / 0G34

Querspritzkopf, bei dem der thermoplastische Kunststoff dem eigentlichen Spritzwerkzeug quer zur Extrusionsrichtung zugeführt wird. Im Inn-ern des Spritzkopfes 1 ist ein Führungsrohr 5 vorgesehen, welches ein kontinuierlich geführtes Innenrohr 6, vorzugsweise ein nahtlos geformtes und gezogenes ggf. weichgeglühtes Kupferrohr dem Mundstück des Extruders 1 so zuführt, daß das Innenrohr 6 konzentrisch zum Kunststoffrohr 2 einläuft. Unterhalb des Innenrohres 6 wird ein Band 7 ι welches von einer Vorratsspule 8 abläuft, mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr 6 zugeführt. Auf das Band 7 wird von einer Mischvorrichtung 9 ein aufschäumbares Kunststoffgemisch in flüssiger Form, beispielsweise auf der Basis von Polyurethan, aufgesprüht, welches aufgrund seiner Zusammensetzung und aufgrund der Wärmezufuhr aus dem extrudierten Kunststoffrohr 2 unmittelbar hinter dem Mundstück aufzuschäumen beginnt. Hinter der Kammer k ist eine Stütze für das ausgetretene Rohr, beispielsweise in Form eines Bandabzuges 10 vorgesehen. Spätestens im Angriffsbereich dieses Bandabzuges 10 ist der Schaumstoff 11 bereits ausgehärtet,so daß er das Innenrohr 6 zu tragen vermag. Die dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere zum Ummanteln von Innenrohren, die aus einem relativ starren Material bestehen, beispielsweise halbharte Kupferrohre bzw. Stahlrohre. Sollen weniger starre Innenrohre 6, beispielsweise Kunststoffrohre, gewellte Metallrohre oder weichgeglühte Kupferrohre mit einer thermischen Isolierschicht versehen werden, kann es ratsam sein, diese vor dem Einführen in den Spritzkopf 1 mit einer Abstandshalterwendel oder mit Abstandshalterschalen zu versehen. Das Führungsrohr 5 entfällt für diesen Fall. Die Breite des Bandes ßf muß mindestens so gewählt sein, daß sie die Menge des Schaumstoffs, der notwendig ist, um den Ringraum auszufüllen, aufnehmen kann. In ihrem maximalen Wert entspricht sie dem inneren Umfang des Kunststoffrohres 2.Cross injection head, in which the thermoplastic material is fed to the actual injection tool at right angles to the extrusion direction. A guide tube 5 is provided inside the extrusion head 1, which feeds a continuously guided inner tube 6, preferably a seamlessly formed and drawn, if necessary, annealed copper tube to the mouthpiece of the extruder 1 in such a way that the inner tube 6 runs concentrically to the plastic tube 2. Below the inner tube 6, a tape 7 which runs off a supply reel 8 is fed at the same speed as the inner tube 6. A foamable plastic mixture in liquid form, for example based on polyurethane, is sprayed onto the belt 7 by a mixing device 9, which begins to foam due to its composition and due to the heat supply from the extruded plastic tube 2 immediately behind the mouthpiece. A support for the escaped pipe, for example in the form of a tape haul-off device 10, is provided behind the chamber k. At the latest in the attack area of this tape trigger 10, the foam 11 is already hardened so that it is able to support the inner tube 6. The embodiment shown is particularly suitable for sheathing inner pipes made of a relatively rigid material, for example semi-hard copper pipes or steel pipes. If less rigid inner pipes 6, for example plastic pipes, corrugated metal pipes or annealed copper pipes, are to be provided with a thermal insulating layer, it may be advisable to provide them with a spacer coil or spacer shells before inserting them into the spray head 1. The guide tube 5 is omitted in this case. The width of the band ßf must be chosen at least so that it can accommodate the amount of foam that is necessary to fill the annulus. In its maximum value, it corresponds to the inner circumference of the plastic pipe 2.

809829/0034809829/0034

Zur Ummantelung weniger starre Innenrohre, wie beispielsweise weichgeglühter Kupferrohre, Kunststoffrohre oder gewellter Metallrohre hat sich die in der Figur 2 schematisch dargestellte Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen. Das Innenrohr 6 sowie das fertig isolierte Rohr 12 verlaufen sowohl vor als auch hinter dem Spritzwerkzeug 1 in Form einer Kettenlinie. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß das Innenrohr 6 wie auch das Außenrohr 2 keine Kraftkomponete in vertikaler Richtung nach unten aufweist und die Konzentrizität beider Rohre zueinander über die gesamte Fertigungsstrecke gegeben ist. Mittels des Abzuges 10 kann die Abzugsgeschwindigkeit und damit die Form der Kettenlinie geregelt weicfen. Die Geschwindigkeit des Abzuges 10 kann beispielsweise durch eine nicht dargestellte hinter dem Spritzwerkzeug 1 angeordnete die Lage des Innenrohres 6 erfassende Prüfvorrichtung gesteuert werden.For sheathing less rigid inner pipes, such as soft-annealed copper pipes, plastic pipes or corrugated pipes The embodiment shown schematically in FIG. 2 has proven to be advantageous for metal pipes. That Inner tube 6 and the completely insulated tube 12 run both in front of and behind the injection molding tool 1 in the form a chain line. This has the advantage that the inner tube 6 and the outer tube 2 do not have any force components has in the vertical direction downwards and the concentricity of the two tubes to one another over the entire Production line is given. By means of the trigger 10, the withdrawal speed and thus the shape of the chain line weicfen regulated. The speed of the trigger 10 can for example by a not shown behind the injection mold 1 arranged the position of the inner tube 6 detecting test device can be controlled.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß es nunmehr möglich geworden ist, in kontinuierlicher Arbeitsweise wärme- und schallisolierte Leitungsrohre von nahezu unbegrenzter Länge herzustellen, die einen mechanisch stabilen Außenmantel aufweisen, zu dem das Innenrohr nahezu vollkommen konzentrisch angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin durch seine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren, bei denen ebenfalls aufschäumbare Kunststoffgemische auf der Basis von Polyurethan verwendet wurden, kann nunmehr auf eine gesonderte äußere Form in Form eines zum Rohr gebogenen Bandes verzichtet werden.The main advantage of the method according to the invention is to be seen in the fact that it has now become possible to produce heat and sound insulated pipes of almost unlimited length in a continuous operation, which have a mechanically stable outer jacket, to which the inner tube is arranged almost completely concentrically is. The method according to the invention is also distinguished is characterized by its high economic efficiency. Compared to the previously known processes in which also foamable Plastic mixtures based on polyurethane can now be used separately outer shape in the form of a band bent into a tube can be dispensed with.

809829/0034809829/0034

crse liecrse lie

Claims

. ' 7 tJU'r

Cable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

04/01/77 1-1510

Patent claims

In the process of producing a heat and sound-insulated conduit pipe, consisting of an inner pipe, a heat insulation layer made of foamed plastic and an outer jacket made of a thermoplastic plastic, characterized in that a pipe made of thermoplastic plastic is extruded concentrically to the continuously fed inner pipe, into the annular space between Inner tube and plastic jacket the reactive foam mixture forming the insulating layer is introduced and the foam mixture is adjusted so that it only fills the annular space when the plastic jacket has sufficient strength.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reactive foam mixture is introduced on a conveyor belt which is fed in at the same speed as the inner tube and which runs below the inner tube.

3. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the inner tube is guided concentrically to the mouthpiece within the injection mold extruding the outer jacket.

809829/0034

- 2 ORIGINAL INSPECTED

k. Method according to Claim 1 or one of the following claims, characterized in that a spacer, for example in the form of a helix, is placed on the inner tube before it is wrapped.

5. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that the plastic outer tube is guided directly behind the injection molding tool into a 50-80 % water-filled vacuum chamber, is calibrated there and intensively cooled after hardening.

6. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that a separating layer in the form of a thin layer of waxes or fats or a paper tape is applied to the inner tube.

7. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that an inner tube made of crosslinked polyolefin, preferably polyethylene, is used.

8. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in that a corrugated inner tube is used, which is made of a thin-walled longitudinally welded metal tube.

9. The method according to claim 1 odei / one of the following, characterized »in that the inner tube is fed to the injection mold at an angle to the horizontal after running below that the inner tube and the outer jacket leave the injection mold almost at the same angle and the finished Pipe is deflected into the horizontal after the foam has hardened.

10. The method according to claim 9, characterized in that the inner tube and the finished tube extend in the form of a chain line.

809829/0034

OR / GINAL INSPECTED