DE2700478C2 - Process for the production of a heat and sound insulated pipe - Google Patents
Process for the production of a heat and sound insulated pipeInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem Innenrohr, einem Außenmantel aus thermoplastischem Kunststoff sowie einer zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel angeordneten Wärmeisolationsschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff, bei dem um das kontinuierlich zugeführte Innenrohr das Außenrohr extrudiert und in den Ringraum zwischen Innenrohr und Außenmantel ein Schaumstoff eingebracht wird, welcher den Ringraum ausschäumt.Process for the production of a heat and sound insulated pipe, consisting of an inner pipe, an outer jacket made of thermoplastic material and one between the inner tube and the outer jacket arranged thermal insulation layer made of foamed plastic, in which around the continuously fed inner tube extruded the outer tube and into the annular space between the inner tube and Outer jacket a foam is introduced, which foams the annular space.
Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 14 82 661 bekannt. Dort wird kontinuierlich zu einem Innenrohr ein Außenrohr aus einem Thermoplasten extrudiert und in den Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Schaumstoff eingebracht. Der Isolierwerkstoff — ein aufgeschäumter Kunststoff — wird durch ein rohrförmiges Werkzeug in den Ringraum gepreßt. Offensichtlich kann hier nur ein thermoplastischer Schaumstoff verwendet werden, der nicht chemisch reaktionsfähig ist sondern bei dem das Treibmittel in der Kunsstoffschmelze bereits gelöst ist und den Kunststoff bei Druckabfall nach dem Austritt aus dem rohrförmigen Werkzeug aufbläht Die Geschwindigkeit mit welcher der Schaumstoff in den Ringspalt eingebracht wird, ist abhängig vom Aufschäumgrad sowie vom VerhältnisSuch a method is known from GB-PS 14 82 661. There it becomes continuously an inner tube an outer tube is extruded from a thermoplastic and into the annular space between the inner tube and the outer tube introduced a foam. The insulating material - a foamed plastic - is through a tubular tool is pressed into the annulus. Obviously only a thermoplastic can do this here Foam are used, which is not chemically reactive but in which the propellant in the Plastic melt is already dissolved and the plastic in the event of a pressure drop after exiting the tubular Tool inflates The speed with which the foam is introduced into the annular gap, depends on the degree of foaming and the ratio
ίο der Querschnitte des Rohres 8 zum Querschnitt des Ringraumes. Die Verwendung eines reaktionsfähigen schaumstoffbildenden Gemisches scheidet aus, da reaktionsfähige Schaumstoffe, z. B. Polyurethane, nach dem Zusammenfügen der Komponenten, z. B. Polyol und isocyanat sofort beginnen zu reagieren, d. h. aufzuschäumen. Da derartige Schaumstoffe sehr klebrig sind, ist es nicht vorstellbar, daß diese durch das Rohr transportierbar sind. Weiterhin besteht bei diesem Verfahren die Gefahr, daß das Innenrohr sich aufgrund semes Eigengewichtes in der Schaumstoffschicht verlagert Darüber hinaus sind die verwendeten thermoplastischen Schaumstoffe gegenüber Polyurethan bezüglich des Wärmedämmverhaltens benachteiligtίο the cross-sections of the pipe 8 to the cross-section of the Annulus. The use of a reactive foam-forming mixture is ruled out because it is reactive Foams, e.g. B. polyurethanes, after assembling the components, e.g. B. Polyol and isocyanate immediately begin to react, d. H. to froth up. Since such foams are very sticky, it is inconceivable that they can be transported through the pipe are. Furthermore, with this method there is the risk that the inner tube will become unsteady due to its own weight In addition, they are used thermoplastic relocated in the foam layer Foams at a disadvantage compared to polyurethane in terms of thermal insulation properties
Es ist auch 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 selbstschäumender Kunststoff eingebracht 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 Formvorrichtung 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 (DE-AS 17 04 74&).It is also a method of continuous manufacture through a layer of foam on the outside thermally insulated pipes known, in which around the metallic inner pipe and at a distance from this a band to Slotted tube is formed in which the in a support tube guided tape is closed coaxially around the inner tube, with a self-foaming tube in the still open slotted tube Plastic is introduced. 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 Foil essentially serves as the outer shape for the foaming plastic. Since this is the procedure is a continuous process, is a complex molding device for transferring the Foil fed into the tubular shape in a flat state is required. In addition, since the film is insufficient Has stability to withstand the foaming pressure of the foaming plastic, that is Guide tube required, which contributes to the shaping. Another disadvantage of this known method are the significant frictional forces between the film and the support tube created by one behind the Device for applying the outer jacket attacking pull-off device must be taken over (DE-AS 17 04 74 &).
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem wärmeisolierte Leitungsrohre mit gleichmäßiger Wanddicke und einem hohen Dämmwert der Isolierschicht in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können.The invention is therefore based on the object of specifying a method with which heat-insulated conduit pipes with uniform wall thickness and a high insulation value of the insulating layer in an economical way Way can be made.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das kontinuierlich zugeführte Innenrohr ein Abstandshalter, vorzugsweise in Form einer Wendel, aufgebracht wird, daß ein reaktionsfähiges, schaumstolifbildendes Gemisch auf ein mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr bewegtes, unterhalb des Innenrohres verlaufendes Transportband aufgebracht und daß das reaktionsfähige Gemisch so eingestellt wird, daß der sich bildende Schaum erst bei genügender Festigkeit des Außenmantels den Ringraum ausfüllt.In a method of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that that a spacer, preferably in the form of a helix, is applied to the continuously fed inner tube is that a reactive, foam-forming mixture on a with the same speed how the inner tube moved, applied below the inner tube running conveyor belt and that the reactive mixture is adjusted so that the foam that forms only when there is sufficient strength of the outer jacket fills the annulus.
Durch die Verwendung eines Abstandshalters ist sichergestellt, daß das Innenrohr zum Außenmantel auch während der Fertigung stets konzentrisch gehaltenThe use of a spacer ensures that the inner tube to the outer jacket as well Always kept concentric during production
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wird. Dadurch kann sich der Schaum optimal entwikkeln. Die gernäß der Erfindung verwendeten Schäume auf Polyurethan- bzw. Polyisocyanuratbasis weisen gegenüber thermoplastischen Schäumen wesentlich höhere Isolationswerte auf. Als äußere Form für den Schaum dient der Außenmantel.will. This allows the foam to develop optimally. The polyurethane or polyisocyanurate-based foams used according to the invention have an opposite effect thermoplastic foams have significantly higher insulation values. As the outer shape for the foam the outer jacket is used.
In Weiterbildung der Erfindung kann auf das Innenrohr zweckmäßigerweise 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 vernetzten! 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 eiern dünnwaßdigen, längsnahtgeschweißten 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.In a further development of the invention, the inner tube expediently a separating layer in the form of a thin layer of waxes or fats or one Paper tape are applied. This separating layer takes care of the assembly of the heat and sound insulated Line pipes for easy removal of the insulating layer. The inner tube can be made from networked! Polyolefin, preferably polyethylene, can be used. These pipes are suitable up to temperatures from 110 ° C. It is also possible to use a corrugated metal tube as the inner tube, which is made of eggs thin water, longitudinally welded metal pipe is made. Such pipes can be in almost any Length are made and are so flexible because of their corrugation that the thermally insulated pipe can be wound on standard cable drums.
In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, daß das Innenrohr dem Spritzwerkzeug unter einem Winkel zur Horizontalen nach unten 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 halogenhaitige Thermoplaste wie Polyvinylchlorid als vorteilhaft erwiesen.When carrying out the method according to the invention, it is also possible that the inner tube is attached to the injection molding tool is supplied running down at an angle to the horizontal that the inner tube and outer jacket leave the injection mold at almost the same angle and leave the finished pipe after hardening of the foam is deflected to the horizontal. This measure reduces the mechanical load of the foam is reduced by the weight of the inner tube. If you choose the course of the inner tube as well as the finished pipe in the form of a chain line, almost no stressing the foam layer occurs Forces on. Polyolefins, preferably polyethylene, and halogen-containing ones have proven to be the material for the outer tube Thermoplastics such as polyvinyl chloride have proven advantageous.
Die Erfindung ist anhand eines in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on one shown in FIGS schematically illustrated embodiment explained in more detail.
Mittels eines Extruders 1 wird kontinuierlich ein Rohr 2 aus einem thermoplastischen Kunststoff extrudiert. Das extrudicrte 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 4 vorgesehen, in der das Kunststoffrohr 2 intensiv gekühlt wird. Bei dem Extruder 1 handelt es sich um einen normalen Kunsstoffextruder mit einem Querspritzkopf, bei dem der thermoplastische Kunststoff dem eigentlichen Spritzwerkzeug quer zur Extrusionsrichtung zugeführt wird. Im Innern des Spritzkopfes 1 ist ein Führungsrohr 5 vorgesehen, welches ein kontinuierlich geführtes Innenrohr 6, vorzugsweise ein nahtlos geformtes und gezogenes, gegebenenfalls 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, welches von einer Vorratsspule 8 abläuft, mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innensrohr 6 zügeführt. Auf das Band 7 wird von einer Mischvorrichtung 9 ein aufschäumbares IO.:nststoffgemisch in flüssiger Form, beispielsweise ü uf 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 4 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, ist es besonders ratsam, 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 7 muß mindestens so gewählt sein, daß sie die Menge des Schaumvjffes, der notwendig ist, um den Ringraum auszufüllen, aufnehmen kann. In ihrem maximalen Wert entspricht sie dem inneren Umfang des Kunststoffrohres 2.By means of an extruder 1, a tube 2 made of a thermoplastic material is continuously extruded. The extruded tube 2 is immediately after emerging from the mouthpiece of the extruder 1 in a chamber 3 introduced, which is subjected to negative pressure or a vacuum. In this chamber 3 it is off the mouthpiece leaked, quite unstable plastic tube 2 calibrated and thereby cooled and in his Held shape. Behind the chamber 3, another chamber 4 is provided, in which the plastic pipe 2 is intense is cooled. The extruder 1 is a normal plastic extruder with a cross-head, in which the thermoplastic material is the actual injection tool at right angles to the extrusion direction is fed. In the interior of the spray head 1, a guide tube 5 is provided, which is a continuous guided inner tube 6, preferably a seamlessly formed and drawn, optionally soft annealed Copper pipe, the mouthpiece of the extruder 1 so that the inner pipe 6 is concentric to the plastic pipe 2 arrives. Below the inner tube 6 is a tape 7, which runs off a supply reel 8, with the same speed as the inner tube 6 is supplied. A mixing device 9 is applied to the belt 7 a foamable mixture of plastics in liquid form, for example on the basis of polyurethane, sprayed on, which due to its composition and due to the heat input from the extruded Plastic pipe 2 begins to foam immediately behind the mouthpiece. Behind chamber 4 is one Support for the escaped pipe, for example in the form of a tape take-off 10, is provided. At the latest in Attack area of this tape trigger 10, the foam 11 is already hardened so that it closes the inner tube 6 able to carry. The embodiment shown is particularly suitable for sheathing inner pipes, which consist of a relatively rigid material, for example semi-hard copper pipes or steel pipes. Should less rigid inner tubes 6, for example plastic tubes, corrugated metal tubes or annealed tubes It is particularly advisable to use copper pipes with a thermal insulation layer with a spacer coil before insertion into the extrusion head 1 or to be provided with spacer shells. The guide tube 5 is omitted in this case. The width of the band 7 must be chosen at least so that it the amount of foam that is necessary is to fill the annulus, can accommodate. In its maximum value it corresponds to the inner one Perimeter of the plastic pipe 2.
Zur Ummantelung weniger starrer Innenrohre, wie beispielweise weichgeglühter Kupferrohre, Kunststoffrohre oder gewellter Metallrohre, hat sich die in der Fig.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 Kraftkomponente 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 werden. Die Geschwindigkeit des Abzuges 10 kann beispielsweise durch eine nicht dargestellte, hinter dem Spritzwerkzeug 1 angeordnete, die La^e des Innenrohres 6 erfassende Prüfvorrichtung gesteuert werden.For sheathing less rigid inner pipes, such as soft-annealed copper pipes, plastic pipes or corrugated metal pipes, the embodiment shown schematically in FIG proved beneficial. The inner tube 6 and the completely insulated tube 12 run both in front of and behind the injection mold 1 in the form of a chain line. This has the advantage that the inner tube 6 as well the outer tube 2 has no force component in the vertical direction downwards and the concentricity of both tubes is given to each other over the entire production line. By means of the trigger 10, the Pull-off speed and thus the shape of the chain line can be regulated. The speed of the trigger 10 can, for example, by a not shown, arranged behind the injection molding tool 1, the La ^ e of the inner tube 6 detecting test device controlled will.
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 au?- schäumbare Kunststoffgemische auf der Basis vn 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 can be seen in the fact that it has now become possible is, in continuous operation, heat and sound insulated pipes of almost unlimited Manufacture length, which have a mechanically stable outer jacket, to which the inner tube almost is arranged completely concentrically. The method according to the invention is further characterized by its high economic efficiency. Compared to the previously known processes, in which also Foamable plastic mixtures based on polyurethane have now been used on a separate basis outer shape in the form of a band bent into a tube can be dispensed with.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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