DE2733048A1

DE2733048A1 - Rohrverbindung und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2733048A1
Application number: DE19772733048
Authority: DE
Inventors: Walter Ing Schwarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1978-01-26
Also published as: US4147381A; US4234368A; NL183782B; AU515972B2; NL183782C; JPS6048674B2; SE7708411L; SE433250B; FI67440B; NL7708190A; CH631533A5; AT359342B; BR7704842A; JPS5313219A; MX145036A; FR2359357B1; AU2728677A; FI67440C; CA1070732A; IT1081638B

Description

Ing. Walter SCHWARZ in Wien (Österreich)

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Rohrverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung

In der OE-PS 320 362 ist eine form- und materialschlüssige Verbindung zwischen einem überlappenden Rohr aus verstärktem Kunststoff und wenigstens einem, vorzugsweise zwei von
diesem überlappten Rohren, insbes. Rohren aus Metall mit Verzahnungselementen, beschrieben, wobei an jeder Verbindungsstelle das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff wenigstens eine am Ende des überlappten Rohres als Verzahnungsele-

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ment vorgesehene umlaufende Schulter vorzugsweise unter ZwI-schenschaltung einer Klebst-^f fsc-h ii:iit , überlappend hintergreift, wobei das I ride des Kunst stoff rohres darrt Ι'.ην,κ'^Ίη, Umpressen oder Umgießen auf das Finde des aber läppten l'.ohrc; aufgebracht ist. Hei einer solchen Rohrverbindung könnc-n, wie dies weiters die OR-PS 329 333 offenbart, mehrere· Bünde und Radialnuten an jedem der beiden beispielsweise gegenüber ihrer Wandstärke verdickten Rohrenden, insbes. treppenf firm ig anelnanderschließend angeordnet sein. Bei den vorerwähnten, bekannten Rohrverbindungen bzw. Rohrkupplungen bildet das überlappende Rohr aus verstärktem Kunststoff einen einheitlichen, massiven Körper, dessen Dicke nach der Belastung zu bestimmen ist, die der Rohrstrang ausgesetzt ist, in den die Rohrverbindung bzw. Rohrkupplung eingesetzt wird. Versuche haben gezeigt,daß der Bruch bei solchen Rohrverbindu' ien jeweils vom Bereich eines Bundes bzw. einer Nut ausgehi.i, wobei der weitere Riß dann schräg zur Radialrichtung nach außen weiter fortsch~reitot. Die Festigkeit, die aufgrund des Querschnittes des aus verstärktem Kunststoff bestehenden Rohres erreicht werden könnte,konnte damit nicht voll genützt werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dies zu beseitigen und Maßnahmen zu treffen, bei deren Anwendung die Beanspruchbarke Lt einer Rohrverbindung mehr als um das Doppelte gesteigert werden kann. Erreicht wird dieses Ziel ausgehend von einer form- und materialschlüssigen Verbindung zwischen einem überlappenden Rohr aus verstärktem Kunststoff und wenigstens einem,vorzugsweise zwei von diesem überlappten Rohren, insbes. Rohren aus Metall mit Verzahnungselementen, wobei an jeder Verbindungsstelle das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff wenigstens eine am Ende des überlappten Rohres als Verzahnungselement vorgesehene umlaufende Schulter, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Klebstoffschicht, überlappend hintergreift, wobei das Ende des Kunststoffrohres durch Umwickeln, Umpressen oder Umgießen auf das Ende des überlappten Rohres aufgebracht ist, wobei gegebenenfalls mehrere Bünde und Radialnuten an jedem der beiden beispielsweise gegenüber ihrer Wandstärke verdickten Rohrenden, insbes. treppenförmig aneinanderschließend angeordnet sind, insbes. für Baukastenelemente des Kaskaden-

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t ran:; t ormatorcrihaiifs , t.i Fun- cn 1 ö.<;chkammern , für den Anschluß von \l ike ter r >t ν··η ι t. nncr kammern sowie für Hochdruck 1 ei t um· fen , l'ijflir··; ,i . ι ι 1 . , ■ i.ri.irch , daß qeiiäß der ί ι f ι ii. li.n j .Ii κ. : .·■/·.· ..'···■ .irr.t y. t.. ">f f !,fstohi'ridc , 'iberl.ii-ri'iul»· I<f)hr i'i -im·, lnti¹·;. nit der Anzahl der Raditiln'jr »;n ibereipstimnendr, Anzahl von übereinander angeordneten H.iir 'ü'lia len oder '<'Vhr ich i ah t en unterteilt ist, die voneinander jof.rfnnt und damit umhh ^;m/ iq voneinander in Axialrichtip dof, Nohres verformbar sind und daß das Fnde jeder Kohrsc'iale h7. ν. Rohr sch ichte einen Mund auf dem Rohr überlappend h i nt.erqr ο if t und d iß die iaiieren Rohrschalen bzw. -schichten in axial ei' Richtung eine ir'i.Tere Dehnsteif iqkeit aufweisen ils die inneren Rohr scha 1 >n bzv/. Rohrschichten, z.H.dadurch, •laß dir» äußeren RohrschaLen oder -schichten eine qroüere Wandstärke als die inneren Rohrschalon oder -schichten aufweisen und/oder daß die .iußeren Rohrschalen oder -schichte:, eine ir ißcre Anzahl von 'jLeicnen Vorstärkunqseinlaqen und, oder Verst irkuriftsf inlaqen frößerer Festiqkeit als die inneren Rohr-'•.chalen oder -schichten aufweisen.

iei ): inzelanf ert. iqunq der Kunststoff rohrschale durch 'Zickeln, (Imi^ressen oder Umqießen muß jeweils die darüberliejende 1inqere Kunststoffrohrschale in der Weise verstärkt werden, daß sie in ihren Abmessunqen und/oder durch bessere Verstäikunqsmateria1ien verstärkt werden, beispielsweise mit Glasfasern höherer Festiqkeit, Quarzqlas oder Whiskers. Die erfindunqsqem'iße Ausqestaltunq der Rohrverbindunq sichert, daß alle (aus Laminat bestehenden) Rohrschalen oder -schichten qleichii.ißiq und qleichzeitiq voll zum Traqen gebracht werden, wodurch rin n]oichtraqverhalten voll erzielt wird, welches eine optimale Materialausnutzunq und Festigkeit ergibt. Die durch die Münde einqeleitoten Längskräfte führen hiebe! nicht mehr zu den, die Anrisse bewirkenden, übermäßig hohen lokalen Spannunqsr.p itzen.

i:in weiterer Vorteil der Aufteilung des überlappenden, aus vcEtärktem Kunststoff bestehenden Rohres in zwei oder mehrere voneinander unabhängige Kunststoffrohrschalen oder -schichten mit geringerer Dicke und vollständig umgebördeltem Dnd·^ (Rohrklammern) ist darin zu erblicken, daß bei gro-

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seren Gesamtwanddicken fir -Its vorbindende Rohr, die boi größeren Rohrnonnwei t. on ii:rl/.">dor Wnndrücken, aufgrund der sich aus mehreren Komponenten zusammensetzenden 'lescimtbelastunq dieser Rohre, notwendig werden, Rad i air isr.p vermieden werden, die sonst, auftreten, wenn das Verhältnis Rohr Innendurchmesser zu Rohrwandst/irke von 10 : 1 unterschritten wird. Dieses Erfordernis steht im Zusammenhang mit den Tatsachen, daß viele Verstärkungsmaterialien, beispielsweise Glas, einen niederen, ausgehärtetes Harz dagegen einen hohen linearen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist, Bei einer Verstärkung, die beispielsweise aus Glasseidenfäden (Rovings) und Verwendung eines ausgehärteten Epoxidharzes, welche Kombination vorzugsweise eingesetzt wird, beträgt dieses Verhältnis ca. 1 : 12. Die Ursache, daß das ausgehärtete Laminier- bzw. Gießharz (Duroplaste) und die darin eingebetteten Verstärkungsmaterialien nicht den gleichen 1irnaren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, führt zu P.idialrissen, die den Bruch einleiten. Weiterhin dürfen Wickellaminatschichten bzw. Rohrwandstärken von verstärkten Kunststoffen (Duroplasten) nicht zu groß sein, da es infolge der exothermen Wärmeentwicklung beim Aushärten größerer Massen zu einer Steigerung der Aushärtegeschwindigkeit kommt, wodurch innere Rißbildung sowohl bei Wickellaminaten als auch bei verstärkten Preß- und Gießmassen auftreten. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aufteilung der Rohrdicke in einzelne, voneinander unabhängige Rohrschalen oder -schichten, kann jede dieser Schichten in ihrem Verhältnis Rohrinnendurchmesser : Dicke innerhalb der vorgegebenen Grenze liegend ausgeführt werden, wodurch eine Rißbildung beim Aushärten, die verminderte Festigkeit dann im Betrieb bedingt, sicher vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß benachbarte Rohrschalen oder -schichten durch eine Gleitschicht voneinander getrennt sind. Die Anwendung von Gleitschichten erleichtert die freie und unabhängige Verformung benachbarter Rohrschalen unter dem auftretenden Rohrbelastungskollektiv.

Wird von der Anwendung von Gleitschichten oder weichen Schubschichten Abstand genommen, so muß dafür gesorgt werden,

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daß beim Wickeln der jeweils nächsten Lage auf die zuvor gewickelte und bereits <iusq< n.'ir t <>t e Lage, ein Anlösen dieser g« härteten !,.icje durch das frisch iufqetrageneNbterial ver-"lied'Mi wird, w« ι 1 sich sonst die beiden Schalen verbinden, als ' nicht mehr voneinander unabhängig (verformbar) sind.

Die '",1 (; 11 schichten können je nach der Größe der Rohrverbindung und der im Betrieb zu erwartenden Belastung etwa durch überlappendosAufwickel η einer Trennfolie, z.B. einer Polyester- > I'»r Polyäthylenfolie auf eine Rohrschale oder durch Aufsprühen, Auf streichen oder Aufschäumen eines Trennmittel:;, z.B. Polyurothanmischungen, oder durch Aufsintern oder Spr'ihen von Polytetraf luoräthylen gefertigt werden.

Tn besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann die Gleitschicht von einem dünnwandigen, insbesondere längsgeschlitzten Rohr vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen gebildet sein. Zwecks Aufbringens auf eine der Rohrschalen wird das Rohr aufgeweitet und quer zur Längsachse über die Rohrschalo geschoben und dann zusammenschnappen gelassen. Die Anwendung des geschlitzten Rohres ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Kunststoffrohrschichten gegossen oder gepreßt werden.

Die Gleitschicht kann jedoch in Weiterbildung der Erfindung auch sandwichartig in der Weise aufgebaut sein, daß eine rohrförmige plastische Schubschicht z.B. aus einer Polyester-Urethan-Mischunq zwischen zwei Folien eingeschlossen ist.

Durch die eingangs erwähnte OE-PS 329 333 wurde es bekannt, die Rohrverbindung außen mit einem Schutzrohr zu versehen, das zumindest die äußerste, bevorzugt jedoch alle Nuten überdachend angeordnet ist. Das Schutzrohr verhindert hiebei, daß das überlappende Rohr bei einer großen Längsbeanspruchung der Kupplung mit seinem umgebördelten Ende aus der Nut austritt. Diese Ringe sind, wenn sie aus Stahl gefertigt werden, schon bedingt durch ihren großen Durchmesser, schwor. Besteht nun, wie dies in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ebenfalls vorgesehen ist, das Schutzrohr aus einer Wickellaminatschicht, insbes. mit eingebetteten Fasern, wie Stahl-, Glas- oder Kohlefasern, so gelingt es,

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unter Beibehaltung der Festigkeit, ein reLativ leichtes Schutzrohr, ohne aufwendige P· > 1 er an/maßnahmen, zu erzielen, wobei der besondere Vortoi ί η ν.ι darin besteht, dj" tier.rr. Schutzrohr auf der 11 eichen Vorrichtung gewickelt werden kann, auf der die Rohrschalen gewickelt wurden, so daß die Rinqe weder gesondert auf Laqer gehalten, noch in einem eiqenen Arbeitsqanq - nach Abnahmt: der Rohr verb indunq von der Wickelmaschine - aufgebracht werden müssen. Werden Stahlfasern bei der Bildung des Schutzrohres einqesetzt, so besitzen diese Klementarfasern vorzugsweise mit einem Durchmesser von O,O12 mm. Kohlenstoffasern besitzen bevorzugt einen Ourchmeser von ca. O,r>o9 mm und einen Ε-Modul von 3,500.000 bis 4,200.000 kp/cm .

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Rohrvert Indunq kann ein Verfahren Anwendunq finden, bei dem erfindunqsqemäß nach dem /Aufbringen der ersten Rohrschale bzw. -scKi hte z.B. durch Wickeln, auf die noch nasse oder bloß anqelierte Rohrschale bzw. -schichte die Trennschicht, z.H. durch Aufstreichen. Aufsprühen oder Aufschäumen oder durch längs den Rändern überlappend erfolgendes Wickeln eines Folienstreifens auf die erste Rohrschale aufgebracht wird, worauf gegebenenfalls auf diese Trennschicht eine Polyester-Urethan- oder zellige F.lastotnerenmischung aufgetragen und diese durch eine weitere Trennschicht, z.H. Folie abgedeckt wird und daß auf die Trennschicht insbes. unmittelbar nach deren Aufbringen, bei noch feuchter, somit bloß teilweise ausgehärteter innerer Rohrschale bzw. -schicht die weitere Rohrschale oder -schicht aufgebracht, insbes. gewickelt wird.

Das Auftragen einer Polyester-Urethan- oder zelliqen F. Iastomermischung als Zwischenschicht zwischen zwei Folien ist vor allem bei Rohrverbindungen großen Durchmessers (ab 5O0 nvn) vorteilhaft. Die zwischen beiden Trennfolien mittels Pinsel oder Spachtel aufgebrachte Polyester-ürethan-Mischung bleibt selbst nach der Härtung noch (über +300⁰C) plastisch.

Die Gleitschichten zwischen den einzelnen Rohrschalen oder -schichten können aus Materialien, z.B. Polyacetal, Polycarbonat, Polyäthylen, Polyurethan und Polytetrafluor-

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äthylen bestehen, das auch lon Durchgang des im Rohrstrang strömenden Mediums hinuert.

Es muß ein Diffusionsgefä1Ie nach der Rohraußenseite bestehen. Hifxlurch wird vermieden, daß das im Rohrstrang geförderte Medium, z.H. Wasser, das Kunststoffverbundmaterial der Rohrschalon beschädigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

PUg. 1 einen Teil-Längsschnitt,

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung einer Segment-Hälfte der isolierenden Rohr-Kupplung gemäß Fig. 1,

Fig. J ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung mit einer Teil-Gleitschicht, die

Fig. 4 und 5 in schaubildlicher Darstellung AusfUhrumjsbeispiele von Gleitschichten, und

Fig. 6 im Teil-Längsschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung.

In der Zeichnung sind mit 2 die Enden zweier von einem Rohr 1 aus verstärktem Kunststoff überlappten Rohre bezeichnet. Das überlappende Rohr 1 besteht gemäß den dargestellten Ausführungsbispielen aus zwei voneinander getrennten und damit unabhängig voneinander in Axialrichtung des Rohres verformbaren Rohrschalen 1', 1". Die Enden 2 der überlappten Rohre sind jeweils mit zwei Runden 3 versehen. Jedes der beiden Enden 21 einer jeden Rohrschale 1' und 1" aus verstärktem Kunststoff hintergreift überlappend einen der Bunde 3. Die Enden 2 des überlappten Rohres können gegenüber der Wandstärke des übrigen Rohres verstärkt sein, um durch Eindrehen die Nuten 5 und damit auch die Bunde 3 zu bilden. Die Bunde 3 können jedoch auch (in nicht dargestellter Weise) durch Ringscheiben gebildet werden, die fest, etwa durch Schweißen mit dem Rohr verbunden sind. Das überlappte Rohr kann aus beliebigem Material bestehen, z.B. aus Kunststoff oder auch aus einem Metall, insbes. Stahl. Das überlappende Rohr 1 bzw. die Rohrschalen 1' und 1" können durch Umwickeln, Umpressen oder Umgießen hergestellt werden, u.zw. in situ auf den Enden 2 der überlappten Rohre. Erfolgt die Herstellung im Wickelverfahren,

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so werden Stränge der Vorstärkunqsfasern zunächst durch ein Harzbad gezoqen und ergeben beim Aufwickeln um einen Dorn nach einem voraus bestimmten Muster zunächst die Wand der Rohrschale aus verstärktem Kunststoff. Zur Herstellung der isolierenden Rohrkupplung wird der Dorn durch das Kupplunqsstück IO ersetzt, und es wird beim Wickelvorgang der Hund 3 vollständig in das Rohrende der Kunststoffrohrschale 1' bzw. 1" eingebunden. Ebenfalls kann mit vorimprägnierten Verstärkungsfasern, (Prepregs) ohne Harzbad gewickelt werden.

Bei der Herstelung kann in jeder bekannten Weise gewikkelt werden, z.B. in Umfangsrichtung und/oder wendelförmig nach einem linearen bzw. nicht-linearen Wickelprogramm. Der Raum zwischen den umgebördolten Enden 21 der Rohrschalen 1', 1" und den benachbarten Wandungen der Bunde 3 ist durch Füllkeile 20, die ebenfalls im Wickelverfahren hergestellt werden können, ausgefüllt.

Die Bunde 3 besitzen im dargestellten AusfUhrungsbolspiel sägezahnartiges Profil; sie könnten jedoch auch trapezförmige oder jede andere Profilierung besitzer.. Es bietet bei einer Serienfertigung einen Arbeitsvorteil, wenn die Querschnitte der einzelnen Radialnuten 5 untereinander gleich ausgebildet sind.

Ein weiterer Arbeitsvorteil wird erzielt, wenn die Außenwand der Radialnut 5 unmittelbar in eine Innenwand eines Bundes 3 übergeht.

Vorzugsweise ist jeder Bund 3 mit radialen Einschnitten versehen, die eine bessere Kraftüberleitung bei einer unter einem dreiachsigen Spannungszustand stehenden Rohrverbindung vom Rohrende 2 über ein aus verstärktem Kunststoff aufgebautes Kunststoffrohr aus den Rohrschalen 1', 1" ermöglicht. Der Bund 3 kann in radialer Richtung auch Vertiefungen, z.B. Rillen, Spiral-, Kreuz- oder LMngsnuten mit perforierten Stegen aufweisen, wodurch eine zusätzliche Verankerung der voneinander getrennten Schalen I¹, 1" des Kunststoffr^ohres 1 beim Wickeln derselben Zustandekommen kann.

Bei einer besonderen Ausführungsform gemäß den Zeichnungen ist der Bereich zwischen der Innenfläche der innersten

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Rohrschale 1' und den einander am nächsten liegenden Randflächen der Rohrenden 2 mit einem vorgefertigten Kupplungestück 10 ausgefüllt, das mit einer Schutsschicht (nicht dargestellt) eingehüllt sein kann. Das Kupplungsstack 10 kann aus beliebigem Msierial vorgefertigt werden. Vorzugswelse besteht es aus faserverstärktem Kunststoff.

Die beidenjeinander am nächsten liegenden Stirnflächen der Rohrenden 2 können eine Nut 16 aufweisen, in welche ein Dichtring 11 eingelegt ist, welcher gegen das Kupplungsstück 10 drückt.

Das aus den Rohrschalen 1' und 1" gebildete Kunststoffrohr 1 kann auf seiner Außenseite teilweise von Schutzrohren überfangen sein, welche insbesondere den Bereich aller Radialnuten 5 bedecken. Im Bereich zwischen den Schutzrohren und mit deren äußerer Oberfläche fluchtend kann eine Schutzschicht 14 aus einer weichelastischen und elektrisch isolierenden Vergußmasse vorgesehen sein. Das Schutzrohr 9 kann aus Metall bestehen. Flg. 6 veranschaulicht jedoch eine Ausführungsvariante, bei der das Schutzrohr 9 aus einer Wickellaminatschicht 15, insbes.mit eingebetteten Fasern 17, besteht. Die Fasern 17 können aus Glas, Kohlenstoff oder auch aus Stahl bestehen. Wie dies ebenfalls Fig. 6 zeigt, kann die ganze Rohrverbindung noch mit Lagen 8 aus einem Isolierband vollständig überwickelt und mit einem Rohraußenanstrich versehen sein.

Damit die einzelnen Rohrschalen 1', 1" bei einer Belastung der Rohrverbindung von innen her gleichzeitig zum Tragen kommen, ist es neben der körperlichen Unabhängigkeit der einzelnen Rohrschalen voneinander auch noch erforderlich, daß die äußere Rohrschale 1" bzw. die äußeren Rohrschalen in axialer Richtung eine größere Dehnsteifigkelt aufweisen als die innere Rohrschale 1' bzw. die inneren Rohrschalen, so daß die Rohrschalen von innen nach außen zunehmende Dehnsteif igkeit besitzen. Hlezu kann die äußere Rohrschale 1" eine größere Wandstärke als die innere Rohrschale 1' bei gleichem Material und gleichem Aufbau aufweisen. Die höhere Dehnsteifigkeit der äußeren Rohrschale 1" kann aber auch dadurch erzielt werden, daß in diese Schale eine größere

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Anzahl von gleichen Verstärkungseinlagen oder stärkere Verstärkungeeinlagen eingebettet werden. In den äußeren Rohrschalen 1" können auch Verstärkungseinlagen erhöhter Festigkeit im Vergleich zu den Verstärkungseinlagen der inneren Rohrschale 1'zur Anwendung kommen.

Benachbarte Rohrschalen 1', 1" können durch Gleitschichten 4 voneinander getrennt sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlieh,da die getrennte Verformbarkeit der einzelnen Rohrschalen 1¹ und 1" schon dann gegeben ist, wenn diese Schalen nicht miteinander verbunden sind.

Die Gleitschicht 4 kann von einer Trennfolie gebildet sein. Bei der Herstellung der Gleitschicht kann hiebei ein Folienstreifen, z.B. aus einem Polyester, unter Überlappung längs seiner Längsränder auf die jeweilige Außenfläche der Rohrschale 1" oder 1' oder des Kupplungsstuckes 10 aufgewickelt werden. Die Gleitschicht 4 kann auch aus Polyurethanschaum oder einem anderen zelligen Elastomer bestehen, das etwa durch Sprühen auf das Kupplungsstück 10 und nach deren Herstellung auf die Rohrschalen 1* und 1" aufgebracht wurde. Die Gleitschicht kann auch aus Polytetrafluoräthylen oder Polycarbonat bestehen und beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufstreichen oder Aufsintern oder auch in Form einer Folie aufgebracht werden.

Gemäß Fig. 5 besteht die Gleitschicht aus einer Schubschicht 7, die sandwichartig zwischen zwei Folien 12, 13 eingeschlossen ist.Alsffcterial für die Schubschicht 7, die auch nach dem Aushärten der Rohrschalen 1' und 1" noch plastisch bleibt, kann eine Polyester-Urethanmischung oder zelliges Elastomer Verwendung finden.

Gemäß Fig. 4 wird die Gleitschicht 4 von einem dünnwandigen, in Längsrichtung geschlitzten, federnden Rohr 6 gebildet.

Die Anschlußflachen der Nuten 5 bzw. der Bunde 3 können zwecks besserer Ausbildung der Stromneutralisierung bei isolierenden Rohrkupplungen mit entsprechenden Inhibitoren versehen sein. Hiefür kommt etwa Zn, Al und dgl. Metalle oder Legierungen oder Mischungen aus organischen Substanzen, Magnesiumsilikate,Titandioxyde u.dgl. in Frage. Das Anbringen

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-Girder Inhibitoren kann durch Aufdampfen, insbea. im Vakuum, Aufsintern, Ebbrennen oder Flammspritzen erfolgen.

In Verlängerung des Innendurchmessers der überlappten Rohre kann eine rohr formige Sperrschicht 19 vorgesehen sein, die flUssigkeits- und gasdicht ist.

Um zu verhindern, daß die Rohrverbindung bzw. Kupplung durch das Medium im Rohr beschädigt wird, ist dafür zu sorgen, daß nach der Rohraußenseite ein Diffusionsgefälle besteht. Die Rohrschalen 1', 1" können außen und/oder innen durch eine Diffusionsquerschicht abgedeckt sein, die gegebenenfalls gleichzeitig die Gleitschicht 4 aus Elastomer, vorzugsweise aus einem modifizierten Bitumen-Alkylen-Copolymerisatgemisch bildet.

Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung kann so vorgegangen werden, daß die beiden Enden 2 der zu überlappenden Rohre durch das Kupplungsstück 10 in die gewünschte Relativlage gebracht werden, daß dann - nachdem auf das Kupplungsstück IO gegebenenfalls eine Gleitschicht 4 aufgebracht wurde, die erste Rohrschale 1* aufgewickelt wird, wobei auf den Eingriff der Enden der Rohrschale 1' in die Nut 5 zu achten ist. Auf die noch nicht ausgehärtete Rohrschale 1* wird dann die Gleitschicht 4, z.B. eine Trennfolie, aufgewickelt und dann - ohne das Aushärten der Rohrschale 1' abzuwarten - die zweite Rohrschale 1" aufgewickelt, auf welche dann - gegebenenfalls wieder unter Aufbringen einer Gleitschicht 4 - die Schutzrohre 9 aufgeschoben werden, wenn diese aus Metall bestehen, oder aber, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist - die Schutzrohre 9 ebenfalls gewickelt werden unter Einbettung von Fasern 15. die Schutzrohre 9 werden durch eine Gürtelwicklung 14 oder zusätzliph mit Trennscheiben 14* axial im Abstand voneinander gehalten. Eine leitende Verbindung zwischen den Enden 2 der überlappten Rohre wird hiedurch vermieden, wenn die Gürtelwicklung 14 aus nicht leitendem Material besteht und auch das Kupplungsstück 10 und die Sperrschicht 19 nicht leitend sind.

Die Anwendung einer Gleitschicht 4, wie sie Fig.5 zeigt, ist besonders bei Bahrverbindungen mit großem Durchmesser zweckmäßig.

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Erf indungsgemäß ausgestaltete Verbindungen können aufgrund der hohen erzielbaren Festigkeit in Rohrleitungen beliebiger Art eingesetzt werden, z.B. für Pipelines, Druckrohrleitungen für Hochdruckwasserkraftwerke, jedoch auch in Dampfleitungen u.dgl.

Eine Rohrverbindung, bei der das aus verstärktem Kunststoff bestehende Verbindungsrohr 1 aus Rohrschalen 1¹, 1" usw. hergestellt ist, besitzt ungefähr die doppelte Festigkeit wie ein Rohr, dessen Wandstärke gleich ist der Summe der Wandstärken der Rohrschalen 1' und 1". Bedingt ist dies dadurch, weil die einzelnen schalen gleichmäßig im Belastungsfalle zum Tragen kommen und sich unabhängig voneinander verformen können.

Bei der erfindungsgemäßen Rohrverbindung gemäß Fig. 3, zwischen Kunststoffrohren und einem Rohr 2, vorzugsweise aus Metall, brauchen die Trenn- bzw. Gleitschichten 4 bei den in den üblichen Rohrschußlängen von 6 und 12/nicht durchlaufen, sondern nur im Verbindungsbereich in einer Länge des ca. 6-fachen Rohrdurchmessers ab dem entsprechenden ersten Bund 3 vorgesehen sein.

Die geoffenbarte Verbindung "Metall(Stahl)rohr mit verstärktem Kunststoffrohr" beschränkt sich nicht nur auf eine Rohrverbindung und in verdoppelter Ausführung auf eine isolierende Rohrkupplung, sondern umfaßt darüber hinaus auch eine Anzahl von neuen Anwendungsmöglichkeiten, wie beispielsweise Löschkammern und Kaskadentransformatoren, im Baukastensystem, für die Elektroindustrie, wobei jeweils ein verstärktes KunststoffrohrstUck an seinen beidcitenden mit einem Metallflansch oder Metallrohr zur weiteren Verbindung und/oder Verschließung entsprechend der Erfindung verbunden werden; weiterhin für Trägerraketen beispielsweise für Satelliten.

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Claims

Patentansprüche:

ί L .) Form- und materialschliissiqe Verbindung zwischen einem überlappenden Rohr aus verstärktem Kunststoff und wenigstens einem, vorzugsweise zwei von diesem überlappten Rohren, insbes. Rohren aus Metall mit Verzahnungselementen, wobei an jeder Verbindungsstelle das Ende des Rohres aus verstärktem Kunststoff wenigstens eine am Ende des überlappten Rohres als Verzahnungselement vorgesehene umlaufende Schulter, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Klebstoffschicht, überlappend hintergreift, wobei das Ende des Kunststoffrohres durch Umwickeln, Umpressen oder Umgießen auf das Ende des überlappten Rohres aufgebracht ist, wobei gegebenenfalls mehrere Bünde und Radialnuten an jedem der beiden beispielsweise qe-• jenüher ihrer Wandstärke verdickten Rohrenden, insl» . treppenförni'T uneinanderschliefltmd anqeordnet sind, in:;! es. tür rjiiuKastpnelemente des Kaskadentransformatorenbaues, für Funkenlöschkammern, für den Anschluß von Raketenrohren an Brennerkammern sowie für Hochdruckleitungen, Pipelines u.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das aus verstärktem Kunststoff bestehende, überlappende Rohr (1) in eine, insbesondere mit der Anzahl der Radialnuten (5) übereinstimmende, Anzahl von übereinander angeordneten Rohrschalen (1', ".") oder Rohrschichten unterteilt ist, die voneinander getrennt und damit unabhängig voneinander in Axialrichtungdes Rohres verformbar sind und daß das Ende jeder Rohrschale (1', 1") bzw. Rohrschichte einen Bund (3) auf dem Rohr (2) überlappend hintercjreift und daß die äußeren Rohrschalen (1") bzw. -schichten

in axialer Richtung eine größere Dehnsteifigkeit aufweisen

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als die inneren Rohrschalen (1·) bzw. Rohr schichten/dadurch, daß die äußeren Rohrschalen (1") oder -schichten eine größere Wandstärke als die inneren Rohrschalen (I¹) oder -schichten aufweisen und/oder daß die äußeren Rohrschalen (1*) oder -schichten eine größere Anzahl von gleichen Verstärkungseinlagen und/oder Verstärkungseinlagen größerer Festigkeit als die inneren Rohrschalen (1') oder -schichten aufweisen.
2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Rohrschalen (1', 1") oder -schichten

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durch eine Gleitschicht (4) voneinander getrennt sind.
3. Rohrverbindungnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (4) von einer Trennfolie, z.B. Polyester- oder Polyüthylenfolle gebildet ist.
4. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Gleitschicht (4) aus Schaumstoff, z.B. einem Polyurethanschaum gebildet ist.
5. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (4) aus Polytetrafluoräthylen gebildet ist.
6. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (4) von einem dünnwandigen, insbes. längsgeschlitzten Rohr, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen gebildet ist (Fig. 4).
7. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (4) sandwichartig in der Weise aufgebaut ist, daß eine rohrförmige plastische Schubschicht (7), z.B. aus einer Polyester-Urethan- oder einer zelligen Elastomermischung zwischen zwei Trennfolien (12, 13) eingeschlossen ist (Fig. 3).
8. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 - 7, mit einem Schutzrohr, das zumindest die äußerste, bevorzugt jedoch alle Nuten überdachend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (9) aus einer Wickellaminatschicht (15), insbesondere mit eingebetteten Fasern (17), wie Stahl-, Glas- oder Kohlefasern, besteht (Fig. 6).
9. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Nuten (5) bzw. die Bünde (3) mit insbes. durch Aufdampfen, galvanisches Aufbringen oder Flammspritzen aufgebrachten Inhibitoren, z.B. aus Zn, Al oder Legierungen oder Mischungen aus organischen Substanzen, Magnesiumsilikaten, Titandioxid u.dgl., versehen sind.
10. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (4) nur im Bereich der Bunde (3), insbes.in einer Länge des ca. 6-fachen Rohrdurchmessers ausgeführt ist.
11. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschalen (1*, 1") außen und/oder innen durch eine Diffusionsquerschicht abgedeckt sind, die gege-

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benenfalls gleichzeitig die Gleitschicht (4) aus Elastomer, vorzugsweise aus einem modifizierten B1turnen-Alkylen-Copolymer isatgemisch bildet.
12. Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1-7 oder 10, 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der ersten Rohrschale bzw. -schichte z.B. durch Wickeln, auf die noch nasse, gelierte oder gehärtete Rohrschale bzw. -schichte die Trennschicht, z.B. durch Aufstreichen, Aufsprühen oder Aufschäumen, oder durch längs den Rändern überlappend erfolgendes Wickeln eines Folienstreifens auf die erste Rohrschale aufgebracht wird, worauf gegebenenfalls auf diese Trennschicht eine Polyester-Urethan- oder eine zellige Elastomermischung aufgetragen und diese durch eine weitere Trennschicht, z.B. Folie, abgedeckt wird und daß auf die Trennschicht, insbes. unmittelbar nach deren Aufbringen, bei noch nasser, gelier ter, somit bloß teilweise ausgehärteter innerer Rohrschale bzw. -schicht die weitere Rohrschale oder -schicht aufgebracht, insbes. gewickelt wird.

7 0 <? a ρ α /1 o 6 5