DE2923544A1 - Verfahren zur herstellung eines verbundrohres - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines verbundrohres

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Description

  • Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres, insbesondere als Abflußrohr für Installationszwecke, das wenigstens aus einem Innenrohr aus Kunststoff, einer dieses umschließenden Zwischenschicht aus Kunststoff und einem metallenen Außenrohr besteht, bei dem das Innenrohr mit dem Kunststoff der Zwischenschicht umhüllt und das Außenrohr diese Zwischenschicht umgebend und in einem Abstand von dieser durch Formung eines Bandmaterials mit Längsnaht und anschließender Längsnahtschweißung aufgebracht und das längsnahtgeschweißte Außenrohr durch in kontinuierlichem Arbeitsablauf unmittelbar anschließende mechanische Verformung von außen unter Verringerung seines Durchmessers mit derZwischenschicht verbunden wird.
  • In der Installationstechnik und insbesondere bei Abflußrohren ist eine ständig zunehmende Aggressivität der in diesen Rohren transportierten Medien festzustellen, denen übliche Metallrohre nicht gewachsen sind. Es sind daher bereits Verbundrohre mit verschiedenem Aufbau vorgeschlagen worden. Zugleich sind die Anforderungen an die Unbrennbarkeit insbesondere bei Abflußrohren weiter gestiegen. Eine solche Unbrennbarkeit kann nach den Erfahrungen praktisch nur durch Verwendung eines metallenen Außenrohrs, auch bei etwaiger Außenbeschichtung, insbesondere einem Außenrohr aus Stahl, gewährleistet werden.
  • Bei den bekannten Verbundrohren hat sich Jedoch gezeigt, daß die Haftung zwischen den Jeweils verwendeten Kunststoffschichten und den jeweils eingesetzten Rohren nicht in ausreichendem Naß gewährleistet ist, insbesondere sind Korrosions- und Ablöserscheinungen zu beobachten, die das Rohr nach kurzer Zeit unbrauchbar machen. Insbesondere ist eine gleich gute Haftung zwischen Innenrohr aus Kunststoff einerseits und Außenrohr aus Metall bzw. Stahl andererseits bisher nicht erreicht worden.
  • Es ist ferner ein Verfahren der eingangs angegebenen Art bekannt geworden (DE-OS 27 46 180), bei dem in das metallene Außenrohr bei seiner Formung und vor der Längsnahtschweißung ein Kunststoffgranulat eingebracht wird, das #ie Zwischenschicht bilden soll. Nach dem Längsschweißen des Außenrohrs schließt sich kontinuierlich an ein Ziehvorgang (z.B. mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß DE-OS 23 54 161), bei dem das Außenrohr mechanisch von außen unter Verringerung seines Durchmessers mit der Isolierschicht verbunden wird. Es hat sich gezeigt, daß mit Hilfe eines derartigen Granulats nur eine Isolierschicht erzeugt werden kann, diese aber nicht in ausreichendem Maß mit dem Innenrohr und dem Außenrohr verbunden werden kann. Insbesondere ergibt sich bei dem bekannten Verfahren noch eine unzureichende Korrosionsfestigkeit wegen möglicher Wasserstoffionenwanderung zum Metallaußenrohr. Irgendeine innige und haftende Verbindungswirkung zwischen der Zwischenschicht und dem Innenrohr einerseits und dem Außenrohr andererseits wird nicht erzielt. Das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Verbundrohr ist daher für die eingangs geschilderten Installationszwecke und insbesondere als Abflußrohr für aggressive Medien nicht geeignet, vielmehr ist in verhältnismäßig kurzer Zeit mit einem Ablösen der verschiedenen Verbundschichten des Rohres zu rechnen, die das Rohr ebenfalls unbrauchbar machen können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere weitere Ausgestaltung des eingangs angegebenen Verfahrens ein solches zu schaffen, mit dem ein Verbundrohr hergestellt werden kann, das ohne die geschilderten Nachteile mangelnder Korrosionsfestigkeit allen Anforderungen an den Transport auch aggressiver Medien insbesondere bei Abflußrohren gewachsen ist. Dies wird nach der Erfindung vor allem dadurch erreicht, daß auf das Innenrohr eine flexible Zwischenschicht geringerer Härte als die des Innenrohrs aus einem einen Haftvermittler enthaltenden Kunststoff durch Koextrusion aufgebracht wird und diese Zwischenschicht nach dem Längsnahtschweißen des Außenrohrs durch den bei dessen Verformung entstehenden Schrumpfdruck und durch Wärmeeinwirkung mit dem Außenrohr verschweißt wird. Durch die Koextrusion der Zwischenschicht wird bereits eine innige erste Verbindung zwischen der Außenwand des Innenrohrs und der Zwischenschicht erzielt. Wird danach erfindungsgemäß diese Zwischenschicht nach dem Längsnahtschweißen des Außenrohrs durch dessen geschilderte Verformung, also insbesondere durch den Ziehvorgang, aufgeschrumpft und wird ferner Wärme dabei zugeführt, so ergibt sich unter der Wirkung des Haftvermittlers auch eine innige Verbindung zwischen der Innenwand des Außenrohrs und der Zwischenschicht und ferner eine verstärkte Verschweißung zwischen Zwischenschicht und Innenrohr. Es hat sich gezeigt, daß das auf diese Weise hergestellte Verbundrohr auch bei stärksten und aggressiven Beaufschlagungen durch das zu transportierende Medium keinerlei Korrosions- und Ablösneigung aufweist und daß insbesondere die so schädliche Wasserstoffionenwanderung zum Metallaußenrohr völlig unterbunden wird. Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Verbundrohr hergestellt werden, das insbesondere als starres Abflußrohr für Installationszwecke mit höchstmöglicher Beständigkeit eingesetzt werden kann.
  • Für Installationszwecke und insbesondere für Abflußrohre hat sich als zweckmäßig erwiesen, ein Innenrohr aus Polyamid einzusetzen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es in diesem Fall besonders vorteilhaft wenn als Zwischenschicht ein ein Epoxidharz als Haftvermittler enthaltendes Polyamid auf das Innenrohr aufgebracht wird. Diese Zwischenschicht führt zu einer ganz besonders innigen und unlösbaren Verbindung zwischen Zwischenschicht und Innenrohr, insbesondere aber zwischen Zwischenschicht und Außenrohr.
  • Wird ein Innenrohr aus Polypropylen verwendet, so wird zweckmäßig in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Zwischenschicht ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat oder ein thermoplastisch-elastomeres Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisat auf das Innenrohr aufgebracht. Auch hierdurch ergibt sich eine ganz besonders innige Verbindung zwischen Innenrohr und Zwischenschicht und darauf zwischen Zwischenschicht und Außenrohr sowie zugleich eine besonders gute Sperreigenschaft gegenüber Gasen und Wasserdampf, insbesondere schon zwischen Innenrohr und Zwischenschicht.
  • Soll die Festigkeit der Verbindung von Innenrohr und Außenrohr über die Zwischenschicht für bestimmte Anwendungsfälle verstärkt werden, so wird zweckmäßig in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in die flexible Zwischenschicht eine Faserverstärkung eingebracht, insbesondere eine Gewebefaser.
  • Werden für bestimmte Anwendungsfälle weitere Beschichtungs- oder Isolierungsmaßnahmen am Verbundrohr gewünscht, so können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem Verformen des Außenrohrs auf das Außenrohr weitere Kunststoffschichten aufgebracht werden, und zwar ist es möglich, nach außen in umgekehrter Reihenfolge eine ähnliche Beschichtung vorzunehmen wie sie erfindungsgemäß innerhalb des Außenrohres vorgenommen worden ist. So kann also auf das Außenrohr zunächst erneut die Zwischenschicht aufgebracht und danach eine weitere Beschichtung mit dem Material des Innenrohrs vorgenommen werden. Andere Isolierschichten sind natürlich ebenfalls anwendbar, z.B. zur Wärme- oder Schallisolierung o. dgl..
  • Das Verfahren nach der Erfindung und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Verbundrohr werden anhand eines Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung die prinzipielle Anordnung des Verfahrensablaufs nach der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
  • Anhand Fig. 1 soll das Prinzip des Verfahrens nach der Erfindung erläutert werden: Auf ein Innenrohr 1,zweckmäßig aus Polyamid, wird eine flexible Zwischenschicht 2 geringerer Härte als die des Innenrohrs 1 aus einem einen Haftvermittler enthaltenden Kunststoff durch Koextrusion, also im kontinuierlichen Verfahren, aufgebracht. Als Zwischenschicht wird zweckmäßig bei einem Innenrohr aus Polyamid ein ein Epoxidharz als Haftvermittler enthaltendes Polyamid auf das Innenrohr koextrudiert, bei einem Innenrohr aus Polypropylen ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat oder ein thermoplastisch-elastomeres Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisat. Im Anschluß daran wird, ebenfalls im kontinuierlichen Verfahren, aus einem Bandmaterial 3 ein Außenrohr mit einer Längsn Jtiu , wie schematisch bei 4 dargestellt ist, durch Längsnahtschweißung geschlossen, wobei zwischen dieser zunächst mit 4a bezeichneten Vorstufe des Außenrohrs und der Zwischenschicht 2 ein Abstand eingehalten wird, der die Längsnahtschweißung ohne wärmemäßige Beeinträchtigung der Zwischenschicht 2 ermöglicht. Hierbei kann gegebenenfalls zum Schutz des inneren Rohraufbaus aus 1 und 2 ein Wärmeabweiskeil eingesetzt werden, der auch gekühlt ausgebildet sein kann.
  • Wiederum im kontinuierlichen Verfahrensgang wird die Vorform 4a des zu bildenden Außenrohrs durch unmittelbar anschließende mechanische Verformung, nämlich durch einen Ziehvorgang, auf die Zwischenschicht 2 aufgeschrumpft. Diese Ziehstation ist schematisch bei 5 dargestellt. Gleichzeitig wird in geeigneter Weise auf den geschilderten Verbund mit Wärme eingewirkt. Durch den bei der Verformung unter 5 entstehenden Schrumpfdruck und durch die geschilderte Wärmeeinwirkung wird die Zwischenschicht 2 mit dem Außenrohr 4a verschweißt. Das endgültige Außenrohr ist bei 6 im Anschluß an die Ziehstation 5 dargestellt. Als Außenrohrmaterial, also als Bandmaterial 3 für die Vorform 4a und die endgültige Form 6 des Außenrohres wird zweckmäßig Stahl eingesetzt.
  • Bei der Koextrusion der flexiblen Zwischenschicht 2 kann auch zugleich eine Faserverstärkung eingebracht werden, insbesondere eine Gewebefaser.
  • Fig. 2 zeigt schematisch eine Anlage, auf der das Verfahren nach der Erfindung durchgeführt wird. In einem ersten Extruder 7 wird das Innenrohr 1 geformt und kontinuierlich in einen zweiten Extruder 8 eingeführt, in dem durch Koextrusion die geschilderte flexible Zwischenschicht 2 aufgebracht wird. Der den Extruder verlassende Verbund aus Innenrohr 1 und Zwischenschicht 2 wird kontinuierlich, ausgehend von einem Coil 9 eines Bandmaterials 10 umhüllt, das zunächst, wie in Fig. 2 dargestellt ist, mit einem Abstand von der Zwischenschicht 2 den Verbund aus 1 und 2 umfüllt. In einer Schweißstation 11 wird die mit dem Bandmaterial 10 gebildete Längsnaht bei dem geschilderten Abstand vom Verbund aus 1 und 2 hergestellt.
  • In weiterhin kontinuierlichem Arbeitsablauf wird nun das die Schweißstation 11 verlassende Außenrohr in seiner Vorform 4a einer Ziehstation 12, entsprechend der Ziehstation 5 in Fig. 1, zugeführt und dort unter Verringerung seines Durchmessers mit der Zwischenschicht 2 verbunden, es wird nämlich die Zwischenschicht 2 durch den beim Ziehvorgang an 12 entstehenden Schrumpfdruck und durch gleichzeitig im Bereich der Ziehstation oder kurz danach angewandte Wärmeeinwirkung mit dem Außenrohr verschweißt, das in seiner endgültigen Form 6 im Anschluß an die Ziehstation 12 dargestellt ist.
  • Wie durch die weitere Form- oder Extrusionsstation13 angedeutet ist, kann das im Anschluß an die Ziehstation 12 gebildete erfindungsgemäß hergestellte Verbundrohr mit wenigstens einer zusätzlichen äußeren Isolierschicht 14 umhüllt werden.
  • Durch dieses Verfahren wird ein Verbundrohr hergestellt, bei dem sowohl zwischen dem Innenrohr 1 und der flexiblen Zwischenschicht 2 als auch zwischen der Zwischenschicht 2 und dem Außenrohr 6 eine innige Verbindung unter Wirkung des Haftvermittlers der flexiblen Zwischenschicht 2 erzeugt, indem durch Schrumpfdruck und Wärme insbesondere zwischen dem Außenrohr 6 und der flexiblen Zwischenschicht 2 eine Verbindungsreaktion entsteht. Wie sich aus der Beschreibung ergibt, können auch im Anschluß an die Station 13 weitere Beschichtungen im kontinuierlichen Arbeitsablauf vorgenommen werden, wenn dies der jeweilige Anwendungsfall als zweckmäßig erscheinen läßt.
  • Dabei kann die äußere Beschichtung in gleicher oder umgekehrter Reihenfolge wie die geschilderte innere Beschichtung ausgeführt werden.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRUCHE ii Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres, insbesondere als Abflußrohr für Installationszwecke, das wenigstens aus einem Innenrohr aus Kunststoff, einer dieses umschließenden Zwischenschicht aus Kunststoff und einem metallenen Außenrohr besteht, bei dem das Innenrohr mit dem Kunststoff der Zwischenschicht umhüllt und das Außenrohr diese Zwischenschicht umgebend und in einem Abstand von dieser durch Formung eines Bandmaterials mit Längsnaht und anschließender Längsnahtschweißung aufgebracht und das Iängsnahtgeschweißte Außenrohr durch in kontinuierlichem Arbeitiblauf unmittelbar anschließende mechanische Verformungsvon außen unter Verringerung seines Durchmessers mit der Zwischenschicht verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Innenrohr eine flexible Zwischenschicht geringerer Härte als die des Innenrohrs aus einem einen Haftvermittler enthaltenden Kunststoff durch Koextrusion aufgebracht wird und diese Zwischenschicht nach dem Längsnahtschweißen des Außenrohres durch den bei dessen Verformung entstehenden Schrumpfdruck und durch Wärmeeinwirkung mit dem Außenrohr verschweißt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Innenrohr aus Polyamid verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein ein Epoxidharz als Haftvermittler enthaltendes Polyamid auf das Innenrohr aufgebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Innenrohr aus Polypropylen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat oder ein thermoplastisch-elastomeres Vinylacetat- Äthylen-Copolymerisat auf das Innenrohr aufgebracht wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die flexible Zwischenschicht eine Faserverstärkung eingebracht wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verformen des Außenrohrs auf das Außenrohr weitere Kunststoffschichten aufgebracht werden.
  6. 6. Verbundrohr, insbesondere Abflußrohr für Installationszwecke, bestehend wenigstens aus einem Innenrohr aus Kunststoff, einer dieser umschließenden Zwischenschicht aus Kunststoff und einem längsnahtgeschweißten metallenen Außenrohr, gekennzeichnet durch einen Aufbau entsprechend seiner Herstellung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
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