DE2808903A1

DE2808903A1 - Verfahren zum aufbringen eines homogenen kunststoffmantels auf die innenwandung von rohren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2808903A1
Application number: DE19782808903
Authority: DE
Inventors: Karl Reinhard Zeiss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1978-03-02
Publication date: 1979-09-06

Description

Verfahren zum Aufbringen eines homogenen
Kunststoffmantels auf die Innenwandung von Rohren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines homogenen Kunststoffmantels auf die Innenwandung von Rohren; desweiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.
In verschiedenen Bereichen der Technik ist es notwendig, Rohre, insbesondere Metallrohre zu verwenden, die innen auf der Innenwandung eine Beschichtung aus einem Kunststoff tragen. Diese Kunststoffbeschichtung kann verschiedenen Zwecken dienen, so zum Beispiel, um der inneren Oberfläche des Rohres genau definierte eigenschaften zu verleihen, die mit der Beschichtung erzielbar sind.
Bisher bekannte Verfahren und Vorrichtungen haben sich als nicht genügend einsatzfähig und wirkungsvoll erwiesen, so zum Beispiel ist es nicht möglich, mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen völlig homogene Innenbeschichtungen aus Kunststoff aufzubringen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem die Innenwandung von Rohren vollständig homogen mit einer beliebig dicken Schicht aus einem Kunststoffmaterial unter inniger Verbindung mit der Wandung ausgekleidet werden kann Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß als Kunststoffmaterial ein Mehrkomponenten-Kunststoffverwendet wird, dessen Komponenten getrennt in flüssigem oder pulverförmigen Zustand einem in Rotation versetzbaren Verteilerkopf zugeführt werden, der in das Innere des Rohres eingefahren wird und daß bei Austritt oder Weggang der Komponenten aus bzw. von dem Verteilerkopf die Komponenten aufgrund Rotation desselben innig vermischt werden, wonach das Gemisch unter einwirkung der Fliehkraft in Form von feinsten Tröpfchen oder in Form eines Aerosols auf die Innenwandung des Rohres aufgeschleudert wird, wo das Gemisch unter Reaktion zu einem Polymer die Beschichtung bildet.
In weiterer, höchst vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als Kunststoffmaterial ein Vierkomponenten-Kunststoff verwendet werden, wobei jeweils zwei Komponenten gemischt (batsches) werden und diese beiden Mehrfachkomponenten getrennt dem Verteilerkopf zugeführt werden. Darüber hinaus können die Kunststoffkomponenten zusätzlich unter Druck dem Verteilerkopf zugeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den hervorstechenden Vorteil, daß mit diesem die Innenwandung von beliebigen Rohren vollständig homogen mit einer beliebig dicken Schicht aus einem Mehrkomponenten-Kunststoffmaterial ausgekleidet werden kann unter inniger Verbindung mit der Wandung. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es leicht und ohne großem apparativen Aufwand durchgeführt werden kann.
Bezüglich der verwendeten Kunststoffkomponenten ist wichtig, daß die Verarbeitung derselben innerhalb der Topfzeit, das ist die Gebrauchsdauer der Charge, erfolgt, da die einzelnen Komponenten zur Gelierung neigen.
Vorteilhafterweise werden Kunststoffkomponenten auf Polymetyl Metacrylat-Basis oder epoxydierte Venylesterharzsysteme oder Polyestersysteme verwendet. Es können dabei Mehrkomponentenreaktionsflüssigkunststoffe oder Mehrkomponentenreaktionskunststoffe in pulvriger Form eingesetzt werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkopf aus einem in Rotation versetzbaren Drehteller besteht, über dessen einer Haupt oberfläche die Mündungen von Zuführungsleitungen für die Kunststoffkomponenten angeordnet sind, wobei diese Hauptoberfläche von der Drehachse des Drehtellers ausgehend hin zur Peripherie abfällt. In höchst vorteilhafter Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Drehteller an einer Achse oder drehbaren Welle angeordnet sein und die Zuführungsleitungen können über der Hauptoberfläche parallel zur Achse oder der drehbaren Welle verlaufen.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann der Antrieb des Drehtellers über eine Luftturbine erfolgen.
Das aus den Zuführungsleitungen auf den rotierenden Drehteller tropfende oder aufspritzende Kunststoffmaterial, vorzugsweise in Form von getrennten Komponenten, wird aufgrund der hohen Umdrehgungszahl des Drehtellers innig vermischt, zerrissen und in feinster Tröpfchenform oder in Form eines Aerosols durch die Fliehkraft des Drehtellers umgelenkt und weg von demselben auf die Innenwandung aufgeschleudert. Durch die hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten des Drehtellers und der damit erzeugten relativ großen Fliehkräfte bleibt kein Kunststoffmaterial auf dem Drehteller zurück. An der Innenwandung nun bildet das Gemisch unter Reaktion zu einem Polymer die Kunststoff-Beschichtung.
Durch den gleichmäßigen Lauf des Drehtellers ergibt sich in höchst vorteilhafter Weise eine völlig homogenes und scharfes Spritzbild, so daß man durch Einstellung der Hubsteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, z.B. über einen automatischen Vorschub exakt die Beschichtung und deren Begrenzung sowie die Beschichtungsdicke bestimmen kann.
In vorteilhafter Weise sind aufgrund der Rotation des Drehttellers die Turbulenzen innerhalb des Rohres minimal, da nur durch die beschleunigten Materialteilchen gleichzeitig Buftteilchenmitbeschleunigt werden. Deshalb können auch Materialien mit relativ hoher Viskosität verarbeitet werden, insbesondere dann, wenn zusätzlich das Kunststoffmaterial unter Druck zugeführt wird, wodurch die mechanische Zerstäubung das Zerreißen eines Flüssigkeitsfadens zu feinen Tröpfchen wirkungsvoller besorgt.
In weiterer, erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann die Hauptoberfläche des Drehtellers konvex gewölbt oder kegelförmig ausgebildet sein; sie kann auch eine beliebige andere Oberflächenform aufweisen entsprechend den geforderten Bedingungen. Desweiteren kann die Hauptoberfläche des Drehtellers umlaufende, zur Peripherie hin abfallende Stufen aufweisen.
Desweiteren kann der Abstand der Mündungen der Zuführungsleitungen bezüglich der Haupt oberfläche des Drehtellers verstellbar sein.
Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Höhe der Mündungen der Zuführungsleitungen über dem Drehteller zu variieren, was auf die Vermischung der zugeführten Kunststoffkomponenten von Einfluß ist. Desweiteren ist es möglich, den Abstand der Mündungen der Zuführungsleitungen voneinander zu verändern. Dadurch kann in vorteilhafter Weise der Auftreffort der Kunststoffkomponenten auf die Haupt oberfläche des Drehtellers variiert werden, also von der Drehachse bis hin zur Peripherie des Drehtellers.
In weiterer, erfindungsgemäßer Ausgestaltung können die Peripherie und/oder der Durchmesser des Drehtellers veränderbar sein. Zur Veränderbarkeit des Durchmessers des Drehtellers kann derselbe aus aufeinander geschichteten Scheiben mit nach oben abnehmenden Durchmessern bestehen.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Drehtellers an einer drehbaren Welle mit zwei parallel dazu angeordneten Zuführungsleitungen für zwei Kunststoffkomponenten, Figur 2 eine weitere, kegelförmige Ausgestaltung des Drehtellers, Figur 3 eine weitere, stufenförmige Ausgestaltung des Drehtellers, wobei derselbe aus Scheiben mit nach oben abnehmenden Durchmessern besteht und Figur 4 einen schematischen Querschnitt durch ein auf der Innenwandung zu beschichtendes Rohr mit einem Drehteller und zwei Zuführungsleitungen, wobei der Drehteller an einer drehbaren Welle angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 besteht aus einem Drehteller 1, der eine obere, konvex gewölbte Hauptoberfläche 39 aufweist. Dieser Drehteller 1 ist an einer in Rotation versetzbaren Drehwelle 2 befestigt, welche innerhalb einer zylindrischen Führung 3 läuft. Parallel zur zylindrischen Führung 3 sind zwei Zuführungsrohre 4, 5 für didgetrennte Zuführung von zwei Kunststoffkomponenten angeordnet, wobei die Zuführungsrohre 4, 5 mittels Quertraversen 6, 7 gehaltert sind; gleichzeitig ist die zylindrische Führung 3 innerhalb der Quertraversen 6, 7 gehaltert, so daß die Zuführungsrohre 4, 5 und die zylindrische Führung 3 mit der darin sich drehenden Drehwelle 2 und dem an ihr befestigten Drehteller 1 eine apparative Einheit bilden. Auf die oberen Enden der Zuführungsrohre 4, 5 sind flexible Anschlußschläuche 8, 9;für die Zuführung der Kunststoffkomponenten aufgesteckt. Die Kunststoffkomponenten 10, 11 verlassen die Zuführungsrohre 4, 5 an deren unteren Enden, von wo sie auf den Drehteller 1 fallen. Der Richtungspfeil 12 gibt die Drehrichtung des Drehtellers 1 an.
Figur 2 zeigt einen weiteren Drehteller 13, dessen Hauptoberfläche 40 kegelförmig ausgebildet ist.
In Figur 3 ist eine weitere Ausgestaltung eines Drehtellers 38 gezeigt, bestehend aus Scheiben 14, 15, 16 und 17, die aufeinandergeschichtet sind und die verschiedene Durchmesser aufweisen, die von unten nach oben abnehmen. Dadurch weist der Drehteller umlaufende Stufen auf. Die einzelnen Scheiben sind auf einen Bolzen 19 gesteckt, der Teil der Drehwelle 18 ist und mit einer Gegenmutter 20 gehaltert. Entsprechend den verschiedenen Rohrdurchmessern der zu beschichtenden Rohre können von diesem Drehteller 38 Scheiben weggenommen oder hinzugefügt werden, wodurch der effektive Durchmesser des Drehtellers 38 variierbar ist.
In Figur 4 ist ein schematischer Längsschnitt durch ein auf der Innenwandung zu beschichtendes Rohr 21 gezeigt, in welches eine Vorrichtung zurBeschichtung eingefahren ist. Diese Vorrichtung besteht aus einer hohlzylindrischen Führung 22, die in einem Halteblock 23 fest angeordnet ist. Durch die hohlzylindrische Führung 22 erstreckt sich eine Drehwelle 24, die geeignet-innerhalb der Führung 22 und des Halteblockes gelagert ist. Das innerhalb des HalteDlockes 23 angeordnete Ende der Drehwelle 24 wird geeignet in Rotation versetzt, z.B. mittels eines Elektromotors oder mittels einer Buftturbine. Am anderen Ende der Drehwelle 24 ist ein Drehteller 25 zentral angeordnet, dessen Hauptoberfläche konvex ausgestaltet ist. Ein Richtungspfeil 26 gibt die Drehrichtung des Drehtellers 25 an.
Desweiteren sind innerhalb des Halteblockes 23 zwei Zuführungsrohre 27, 28 gehaltert, welche sich parallel zur hohlzylindrischen Führung 22 erstrecken und deren Mündungen 36, 37 kurz oberhalb der Haupt oberfläche des Drehtellers 25 sich befinden.
In den Halteblock 23 münden desweiteren zwei flexible hnschlußleitungen 29, 30 zur getrennten Zuführung der Kunststoffkomponenten. Die Zuführungsrohre 27, 28 sind innerhalb des Halteblockes 23 höhenverschieblich angeordnet; desweiteren können die Zuführungsrohre 27, 28 aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, wodurch die Mündungen 36, 37 voneinander weg oder aufeinanderzu bewegt werden, da die Zuführungsrohre 27, 28 im gezeigten Beispiel immer parallel zueinander und zur hohlzylindrischen Führung 22 verlaufen. Die Höhenverstellbarkeit und die Seitenverstellbarkeit der Zuführungsrohre 27, 28 sind durch die Richtungspfeile 32, 33 in Figur 4 angegeben. Am Halteblock 23 ist eine Stange 31 angeordnet, vorzugsweise in der Richtung der Drehachse des Drehtellers, die zu einem nicht gezeigten Naschinen-Halteteil führt, welches die gesamte Anordnung trägt. Die Spindel 31 kann automatisch mit gleichbleibendem Vorschub gehoben und gesenkt werden.
Zur Beschichtung der Innenwandung des Rohres 21 wird zuerst die Spindel 31 mitsamt der daran befestigten Apparatur zentrisch in das Rohr 21 abgesenkt. Danach wird der Drehteller 25 in Rotation versetzt und nunmehr die verschiedenen Kunststoffkomponenten über die Zuführungsleitungen 27, 28 zugeführt. Beim Austritt der Kunststoffkomponenten aus den Mündungen 36, 37 entsteht aufgrund der großen Rotationsgeschwindigkeit des Drehtellers 25 ein homogenes Kunststoffgemisch 35, welches aufgrund der erzeugten Fliehkräfte mit hoher Geschwindigkeit an die Innenwandung des Rohres 21 geschleudert wird. Aufgrund der Rotation des Drehtellers 25 werden die zum Beispiel als Flüssigkeitsfaden ankommenden Kunststoffkomponenten zu feinsten Tröpfchen zerrissen, um 900 umgelenkt und tangential nach außen geschleudert. Dort bildet das homogene Gemisch 35 unter Reaktion zu einem Polymer eine Kunststoff-Innenbeschichtung 34 unter inniger Verbindung mit der Wandung des Rohres 21.

Claims

Patentansprüche 9 Verfahren zum Aufbringen eines homogenen Kunststoffmantels V auf die Innenwandung von Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffmaterial ein Mehrkomponenten-Kunststoff verwendet wird, dessen Komponenten getrennt in flüssigem oder pulverförmigen Zustand einem in Rotation versetzbaren Verteilerkopf zugeführt werden, der in das Innere des Rohres eingefahren wird und daß bei Austritt oder Weggang der Komponenten aus bzw. von dem Verteilerkopf die Komponenten aufgrund Rotation desselben innig vermischt werden, wonach das Gemisch unter Einwirkung der Fliehkraft in Form von feinsten Tröpfchen oder in Form eines Aerosols auf die Innenwandung des Rohres aufgeschleudert wird, wo das Gemisch unter Reaktion zu einem Polymer die Beschichtung bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 9 daß als Kunststoffmaterial ein Vierkomponenten-Kunststoff verwendet wird, wobei jeweils zwei Komponenten gemischt (batsches) werden und diese beiden Mehrfachkomponenten getrennt dem Verteilerkopf zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Kunststoffkomponenten unter Druck dem Verteilerkopf zugeführt werden.
Patentansprüche 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkopf aus einem in Rotation versetzbaren Drehteller (1,13,25,38) besteht, über dessen einer Hauptoberfläche (39,40) die Mündungen (36, 37) von Zuführungsleitungen (4,5,27,28) für die Kunststoffkomponenten (10,11) angeordnet sind, wobei diese Hauptoberfläche von der Drehachse des Drehtellers ausgehend hin zur Peripherie abfällt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (1,25) an einer Achse oder drehbaren Welle (2,24) angeordnet ist und die Zuführungsleitungen (4,5,27,28) über der Hauptoberfläche (39) des Drehtellers parallel zur Achse oder der drehbaren Welle verlaufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche (39,40) des Drehtellers (1,13) konvex gewölbt oder kegelförmig ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche des Drehtellers umlaufende, zur Peripherie hin abfallende Stufen aufweist.
Patentansprüche 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mündungen (36,37) der Zuführungsleitungen (27,28) bezüglich der Hauptoberfläche des Drehtellers (25) verstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mündungen (36,37) der Zuführungsleitungen (27,28) von einander veränderbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Drehtellers veränderbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Peripherie des Drehtellers veränderbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (38) aus aufeinander geschichteten Scheiben (14, 15,16,17) mit nach oben abnehmenden Durchmessern besteht.