DE29612040U1 - Plastic composite pipe - Google Patents
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Description
polymelt Rolf Hansen GmbH PO 960701GDE-2/mopolymelt Rolf Hansen GmbH PO 960701GDE-2/mo
Hauser Straße 5 10. Juli 1996Hauser Straße 5 10 July 1996
86971 Peiting86971 Peiting
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffrohr mit einem Innenrohr und einem auf dem Außenumfang des Innenrohrs angeordneten Verstärkungsgeflecht.The invention relates to a plastic pipe with an inner pipe and a reinforcing mesh arranged on the outer circumference of the inner pipe.
Aus dem Stand der Technik sind Kunststoffrohre, wie etwa Polyethylen- oder Polypropylenrohre bekannt, welche hauptsächlich im Sanitär- und Heizungsbereich eingesetzt werden. Diese Rohre werden üblicherweise durch Extrusion hergestellt und weisen entsprechend den an den Rohren anliegenden Parametern, wie beispielsweise Druck, Temperatur, Feuchtigkeit etc. unterschiedliche Rohrwandstärken auf. Da die Rohre entsprechend ihrem Außendurchmesser und nicht aufgrund ihrer Innendurchmesser normiert sind, jedoch die Durchflußmenge von dem Innendurchmesser und die Stabilität der Rohre von deren Wandstärke abhängt, besteht oftmals das Problem, daß bei hoher Druckbeanspruchung und vorgegebener Normierung der Rohre keine ausreichende Durchflußmenge gewährleistet werden kann. Zudem müssen Kunststoffrohre bei hoher Druckbelastung aufgrund ihrer materialspezifischen Eigenschaften mit großen Wandstärken ausgebildet werden, um den auftretenden Kräften standzuhalten. Hierdurch ist ein sehr hoher Materialeinsatz bei der Herstellung der Rohre notwendig und da die Durchflußmenge, wie oben erläutert wurde, vom Innendurchmesser des Rohres abhängt, führt dies in manchen Fällen zwangsläufig dazu, daß zur nächsthöheren Rohrgröße übergegangen werden muß, was zu einer Zunahme des Raumbedarfes und derPlastic pipes such as polyethylene or polypropylene pipes are known from the state of the art and are mainly used in the sanitary and heating sector. These pipes are usually manufactured by extrusion and have different pipe wall thicknesses depending on the parameters of the pipes, such as pressure, temperature, humidity, etc. Since the pipes are standardized according to their external diameter and not their internal diameter, but the flow rate depends on the internal diameter and the stability of the pipes on their wall thickness, the problem often arises that a sufficient flow rate cannot be guaranteed under high pressure and given standardization of the pipes. In addition, plastic pipes must be designed with large wall thicknesses under high pressure due to their material-specific properties in order to withstand the forces that occur. This means that a very high amount of material is required in the manufacture of the pipes and since the flow rate, as explained above, depends on the inner diameter of the pipe, in some cases this inevitably leads to the need to switch to the next larger pipe size, which leads to an increase in the space required and the
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Schläuche mit Textileinlagen bekannt, welche aus einem inneren Schlauch, einer auf dem Außenumfang des Schlauches angeordneten Textileinlage und einer wiederum auf dem Außenumfang der Texteileinlage ausgebildeten Schutzschicht bestehen. Bei derartigen Schläuchen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Textileinlage der kompletten Anordnung eine erhöhte Formstabilität verleiht und sie kompensiert gleichzeitig in gewissen Grenzen auftretende Druckwirkungen der durch den Schlauch strömenden Flüssigkeiten, wodurch eine Verringerung der Wandstärke des inneren Schlauches bei gleichbleibendem Flüssigkeitsdruck erzielbar ist. Die Eigenschaften des Schlauches werden durch die Verbundwirkung von Inlinerschlauch, Wicklung oder Geflecht und Außenmantel bestimmt.Furthermore, hoses with textile inserts are known from the state of the art, which consist of an inner hose, a textile insert arranged on the outer circumference of the hose, and a protective layer formed on the outer circumference of the textile insert. In hoses of this type, it has proven advantageous that the textile insert gives the entire arrangement increased dimensional stability and at the same time compensates, within certain limits, for pressure effects from the liquids flowing through the hose, whereby a reduction in the wall thickness of the inner hose can be achieved while the liquid pressure remains the same. The properties of the hose are determined by the composite effect of the inliner hose, winding or braid and outer jacket.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffrohr der genannten Art zu schaffen, dessen Wandstärke bei zumindest gleichbleibender Druckfestigkeit vermindert werden kann und dessen thermische und vorzugsweise druckbedingten Längenänderungseigenschaften gezielt steuerbar sind.The invention is based on the object of creating a plastic pipe of the type mentioned, the wall thickness of which can be reduced while maintaining at least the same pressure resistance and the thermal and preferably pressure-related length change properties of which can be controlled in a targeted manner.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung dar.The object is solved by the features of claim 1; the subclaims represent advantageous embodiments of the invention.
Das erfindungsgemäße Kunststoffrohr besteht aus einem Innenrohr und einem auf dem Außenumfang des Innenrohres angeordneten Verstärkungsgeflecht. Zudem ist auf dem Verstärkungsgeflecht ein Außenrohr angeordnet, welches mit dem Innenrohr verbunden ist. Das Verstärkungsgewebe ist mit Haftvermittler versehen, um eine optimale Verbundwirkung zwischen Innenrohr und Außenrohr möglich zu machen. Ferner können hygroskopische Eigenschaften oder eine Kapillarwirkung an der Rohrschnittfläche im Bereich des Verstärkungsgewebes verhindert werden.The plastic pipe according to the invention consists of an inner pipe and a reinforcing mesh arranged on the outer circumference of the inner pipe. In addition, an outer pipe is arranged on the reinforcing mesh, which is connected to the inner pipe. The reinforcing mesh is provided with an adhesion promoter in order to enable an optimal bond between the inner pipe and the outer pipe. Furthermore, hygroscopic properties or a capillary effect on the pipe cutting surface in the area of the reinforcing mesh can be prevented.
Der Haftvermittler kann durch Tränkung des Verstärkungsgewebes oder durch Beschichtung, insbesondere durch Coextrusion, aufgebracht werden. Als Haftvermittler können u.a. Klebstoffe oder geeignete Kunststoffe (als Beschichtung), insbesondere Polyolefine, eingesetzt werden.The adhesion promoter can be applied by impregnating the reinforcing fabric or by coating, in particular by coextrusion. Adhesives or suitable plastics (as a coating), in particular polyolefins, can be used as adhesion promoters.
Hierdurch wird neben den bereits genannten Wirkungen ermöglicht, daß die thermischen und druckbedingten Längenänderungseigenschaften des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres (Kunststoff-Verbundrohres) gezielt durch Werkstoff und Geometrie des Verstärkungsgewebes steuerbar sind. Das Verstärkungsgewebe kann als Flecht-, Klöppel-, Spiralwickeloder Strickgewebe ausgebildet werden. Zusätzlich können Längsgarne eingearbeitet sein.In addition to the effects already mentioned, this makes it possible for the thermal and pressure-related length change properties of the plastic pipe (plastic composite pipe) according to the invention to be controlled in a targeted manner by the material and geometry of the reinforcing fabric. The reinforcing fabric can be designed as a braided, bobbin-wound, spiral-wound or knitted fabric. Longitudinal yarns can also be incorporated.
Das Verstärkungsgewebe kann aus Kunststoff-, Natur- oder abgewandelten Naturfasern (z.B. Kohle-, Glas-, Kevlar- oder Nylonfasern) bestehen.The reinforcing fabric can be made of synthetic, natural or modified natural fibers (e.g. carbon, glass, Kevlar or nylon fibers).
Durch diesen Aufbau des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres werden eine Reihe erheblicher Vorteile erzielt. Ein wichtiger Vorteil besteht darin, daß das Kunststoffrohr, da es aus Innen-, Außenrohr und Verstärkungsgeflecht besteht, mit der für die jeweiligen Drücke und Temperatur kleinstmöglichen Wandstärke ausgebildet werden kann, da alle drei Schichten (Innen-, Außenrohr und Verstarkungsgeflecht) den auftretenden Parametern (Druck, Temperatur, etc.) entsprechende Funktionen oder Aufgaben übernehmen. Folglich hat keine der Schichten nur eine einzige Funktion (z.B. Schutzwirkung), was zwangsläufig bei der umfangreichen Anwendungspalette eines Kunststoffrohres bisher zu einer Erhöhung der Wandstärke führt.This structure of the plastic pipe according to the invention achieves a number of significant advantages. One important advantage is that the plastic pipe, since it consists of an inner and outer pipe and a reinforcing mesh, can be designed with the smallest possible wall thickness for the respective pressures and temperatures, since all three layers (inner and outer pipe and reinforcing mesh) take on functions or tasks corresponding to the parameters that occur (pressure, temperature, etc.). Consequently, none of the layers has only one single function (e.g. protective effect), which inevitably leads to an increase in the wall thickness given the extensive range of applications for a plastic pipe.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres besteht darin, daß durch den Rohr-Verstärkungsgeflecht-Rohraufbau eine erhebliche Materialein-Another significant advantage of the plastic pipe according to the invention is that the pipe-reinforcement mesh-pipe structure allows for a significant reduction in material
sparung, teilweise bis zu 30 %, bei dennoch gleicher Festigkeit erzielbar ist. Zudem kann das erfindungsgemäße Kunststoffrohr in üblicher Weise in bestehende Rohrleitungen bzw. Leitungsnetze integriert werden, ist somit universell einsetzbar und bedarf keiner weiteren speziellen Adapter oder Fittings. Ein Abschälen des Außenmantels bzw. eine Kalibrierung des Rohres, wie dies bei anderen Verbundrohren der Fall ist, ist nicht erforderlich. Darüber hinaus ergibt sich eine leichtere Recyclebarkeit des erfindungsgemäßen Rohres.savings, sometimes up to 30%, can be achieved while still maintaining the same strength. In addition, the plastic pipe according to the invention can be integrated into existing pipelines or pipeline networks in the usual way, is therefore universally applicable and does not require any other special adapters or fittings. Peeling off the outer jacket or calibrating the pipe, as is the case with other composite pipes, is not necessary. In addition, the pipe according to the invention is easier to recycle.
Bevorzugterweise ist das Verstärkungsgeflecht als Fasergeflecht ausgebildet, da Fasergeflechte sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden können.Preferably, the reinforcement mesh is designed as a fiber mesh, since fiber meshes can be manufactured very easily and inexpensively.
Das Fasergeflecht erstreckt sich bevorzugterweise über die Länge des Kunststoffrohres, so daß für die komplette Rohrlänge gleichbleibende Eigenschaften erzielt werden.The fiber braid preferably extends over the length of the plastic pipe so that consistent properties are achieved for the entire pipe length.
Besonders günstig ist es, wenn das Fasergeflecht zylindrisch ausgebildet ist, da dadurch, zusätzlich zur kompletten Rohrlänge, auch über den Rohrquerschnitt ein konstantes physikalisches und mechanisches Verhalten gewährleistet wird.It is particularly advantageous if the fiber braid is cylindrical, as this ensures constant physical and mechanical behavior across the entire pipe length and also across the pipe cross-section.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Innen- und Außenrohr aus demselben Material, vorzugsweise aus Polypropylen. Hierdurch wird einerseits der Verbindungsvorgang der beiden Rohre vereinfacht und die Lagerung des Rohrmaterials vereinfacht, da nur eine einzige Materialart benötigt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the inner and outer pipes are made of the same material, preferably polypropylene. This simplifies the process of connecting the two pipes and simplifies the storage of the pipe material, since only one type of material is required.
Da erfindungsgemäß das Fasergeflecht in der Mitte zwischen Innen- und Außenrohr angeordnet wird, wird eine weitere Erhöhung der Festigkeit bewirkt.Since, according to the invention, the fiber braid is arranged in the middle between the inner and outer tube, a further increase in strength is achieved.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Innen- und Außenrohr zumindest durch die Freiräume des Fasergeflechtes hindurch miteinander ver-In a preferred development of the invention, it is provided that the inner and outer tubes are connected to each other at least through the free spaces of the fiber braid.
schmolzen sind. Hierdurch wird erreicht, daß eine nicht trennbare Rohr-Geflecht-Rohranordnung ausgebildet wird.melted. This ensures that a non-separable pipe-braid-pipe arrangement is formed.
Außerdem findet durch das integrierte Geflecht eine geringere Längenänderung des Kunststoffrohres bei Temperaturbeaufschlagung statt.In addition, the integrated braiding means that the plastic pipe changes less in length when exposed to heat.
Erfindungsgemäß wird zusätzlich ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffrohres mit Verstärkungsgeflecht vorgeschlagen, welches sich durch die folgenden, einfachen und kostengünstigen Arbeitsschritte auszeichnet: Ausformen eines Innenrohres; Aufbringen eines mit Haftvermittler versehenen Verstärkungsgeflechts am Außenumfang des Innenrohres; und Überziehen des auf dem Innenrohr befindlichen Verstärkungsgeflechts mit einem Außenrohr, wobei das Innenrohr und das Außenrohr bei diesem Arbeitsschritt teilweise miteinander verschmelzen. Hierbei ergibt sich der besondere Vorteil, daß das Kunststoff-Verbundrohr gemäß vorliegender Erfindung ohne vorbereitende Arbeitsgänge, wie Schälen, Kalibrieren oder Anfasen) mittels eines Heizelement-Muffenschweißverfahrens mit Fittings (beispielsweise nach DIN 16962, Rohrverbindungen und Rohrleitungsteile für Druckrohrleitungen aus Polypropylen) verbunden werden kann.According to the invention, a method for producing a plastic pipe with reinforcement braid is also proposed, which is characterized by the following simple and cost-effective work steps: forming an inner pipe; applying a reinforcement braid provided with an adhesion promoter to the outer circumference of the inner pipe; and covering the reinforcement braid on the inner pipe with an outer pipe, whereby the inner pipe and the outer pipe partially fuse together during this work step. This results in the particular advantage that the plastic composite pipe according to the present invention can be connected to fittings (for example according to DIN 16962, pipe connections and pipe parts for pressure pipelines made of polypropylene) without any preparatory work steps such as peeling, calibrating or chamfering using a heating element socket welding process.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der beigefügten Figur beschrieben. Die Figur zeigt, teilweise in Schnittansicht, ein Teilstück eines erfindungsgemäßen Kunststoffrohres 1.The invention is described below using an embodiment in conjunction with the attached figure. The figure shows, partly in section, a section of a plastic pipe 1 according to the invention.
Das erfindungsgemäße Kunststoffrohr 1 besteht aus einem Innenrohr 3, einem auf dem Außenumfang 5 des Innenrohres 3 aufgebrachten Fasergeflecht 7 und aus einem auf dem Fasergeflecht 7 angeordneten Außenrohr 9. Sowohl das Innenrohr als auch das Außenrohr 9 bestehen aus dem gleichen Kunststoff material, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen. Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Fasergeflecht 7 in der Mitte zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 9 ange-The plastic pipe 1 according to the invention consists of an inner pipe 3, a fiber braid 7 applied to the outer circumference 5 of the inner pipe 3 and an outer pipe 9 arranged on the fiber braid 7. Both the inner pipe and the outer pipe 9 are made of the same plastic material, such as polyethylene or polypropylene. As can be seen from the figure, the fiber braid 7 is arranged in the middle between the inner pipe 3 and the outer pipe 9.
ordnet, weist einen zylindrischen Querschnitt auf und wird entlang der gesamten Länge des Rohres 1 zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 9 eingebettet.has a cylindrical cross-section and is embedded along the entire length of the tube 1 between the inner tube 3 and the outer tube 9.
Nachfolgend wird eine Möglichkeit zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres 1 beschrieben:A possibility for producing the plastic pipe 1 according to the invention is described below:
Zuerst wird zum Beispiel durch Extrudieren das Innenrohr 3 ausgebildet und anschließend einem KalibrierkühIvorgang unterzogen, wobei bei noch nicht abgeschlossener Restkühlung auf dem Außenumfang dieses Innenrohres 3 in geeigneter Weise ein Fasergeflecht 7 aus Glas- oder Kunststoffasern aufgebracht wird. Anschließend erfolgt ebenfalls in gleichem Zuge ein Überziehen des mit Fasergeflecht 7 versehenen Innenrohres 3 mit dem gleichen Material wie das Innenrohr 3, so daß das Innenrohr 3 mit dem Überzug bzw. Außenrohr 9, zumindest an den freien Stellen 11 des Fasergeflechtes 7, an den Rohr-Grenzflächen verschmilzt.First, the inner tube 3 is formed, for example by extrusion, and then subjected to a calibration cooling process, whereby a fiber mesh 7 made of glass or plastic fibers is applied in a suitable manner to the outer circumference of this inner tube 3 while the residual cooling is not yet complete. Then, in the same process, the inner tube 3 provided with the fiber mesh 7 is coated with the same material as the inner tube 3, so that the inner tube 3 fuses with the coating or outer tube 9, at least at the free areas 11 of the fiber mesh 7, at the tube interfaces.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Es ist dem Fachmann insbesondere freigestellt, das Fasergef le,cht nicht in der Mitte zwischen Innenrohr 3 und Außenrohr 9 anzuordnen. Weiterhin kann der Fachmann anstelle eines Fasergeflechtes 7 auch eine Verstärkungseinlage wählen, welche entsprechend den Anforderungen an das Kunststoffrohr auch als Metallgitter ausgebildet sein kann oder aus lediglich einzelnen Fasern oder auch Streifen bestehen kann. Weiterhin kann es günstig sein, verschiedene Materialien für das Innenrohr 3 und das Außenrohr 9 zu verwenden, um entsprechend dem Einsatzgebiet bzw. der innerhalb und außerhalb der Rohrleitung auftretenden Atmosphären und Medien, diesen gegenüber resistente Rohroberflächen zu schaffen. Abschließend sei noch angeführt, daß anstelle des Verschmelzens der beiden Rohre 3, 9 auch ein Kleben oder dergleichen anwendbar ist.The invention is not limited to the embodiment shown, but rather a wide range of possible variations and modifications are available to the person skilled in the art within the scope of the invention. The person skilled in the art is particularly free not to arrange the fiber mesh in the middle between the inner pipe 3 and the outer pipe 9. Furthermore, instead of a fiber mesh 7, the person skilled in the art can also choose a reinforcing insert, which can also be designed as a metal grid according to the requirements of the plastic pipe or can consist of just individual fibers or strips. Furthermore, it can be advantageous to use different materials for the inner pipe 3 and the outer pipe 9 in order to create pipe surfaces that are resistant to the atmospheres and media occurring inside and outside the pipeline, depending on the area of application or these. Finally, it should be noted that instead of fusing the two pipes 3, 9, gluing or the like can also be used.
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Cited By (2)
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DE102013113664A1 (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | Andreas Bersch | Plastic pipe and manufacturing method thereof |
DE102017217544A1 (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-04 | Bänninger Kunststoff-Produkte GmbH | Piping and method of manufacture |
-
1996
- 1996-07-10 DE DE29612040U patent/DE29612040U1/en not_active Expired - Lifetime
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