DE3109216A1

DE3109216A1 - Verfahren und vorrichtung zum ummanteln von stahlrohren mit thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE3109216A1
Application number: DE19813109216
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Phys. 4100 Duisburg 1 Landgraf
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1982-09-30
Also published as: NL8105735A; SU1153819A3; FR2501105A1; JPS57157720A; DE3109216C2; GB2094437B; GB2094437A; US4501632A; FR2501105B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu dessen Ausübung dienende Vorrichtung zum Ummanteln von Stahlrohren mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere PoIyaethylen, wobei um die in Umdrehung versetzten und in Längsrichtung bewegten Rohre streifenförmige thermoplastische Folien unter Verwendung eines Haftklebers schraubenlinienförmig gewickelt werden.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-PS 17 71 764 beschrieben. Hierbei werden die thermoplastischen Kunststoffstreifen mittels Breitschlitzdüsen extrudiert und unmittelbar anschließend um die gereinigten und erwärmten Rohre gewickelt. Als Haftkleber dient ein Klebstoff streif en, der gleichzeitig mit dem Kunststoffstreifen mit einer besonderen Breitschlitzdüse extrudiert und um das Rohr gewickelt wird. Die extrudierten Kunststoffstreifen werden dabei so geführt, daß ihre Ränder einander überlappen und miteinander verschweißen.

Bei Verwendung hochqualifizierter PE-Typen mit höherer Dichte von z.B. 0,95 treten bei der Verarbeitung über die Breitschlitzdüse hohe Drücke auf, die eine wesentliche Leistungsverminderung erzwingen, verglichen mit den bei PE niederer Dichte erzielbaren Durchsatzmengen. Außerdem können bei der ungünstigen Strömungsverteilung in den Breitschlitzdüsen zusätzlich Oberflächenstörungen an dem austretenden Extrudat auftreten, die eine einwandfreie, vollflächige Verschweißung der Wickellagen behindern oder unmöglich machen.

Es ist bekannt, daß bei im wesentlichen rotationssymmetrischer Strömungsverteilung, wie sie in Extrusionswerkzeugen zur Herstellung kreisringförmiger Thermoplastquerschnitte vorliegen, wesentliche Verbesserungen Extrudatqualität bzw. Ausstoß, verglichen mit den Verhältnissen bei nicht rotationssymmetrischer Strömungsverteilung, z.B. bei Breitschlitzdüsen, möglich sind. Davon wird z.B. bei der Herstellung thermoplastischer Folien (Blasfolien) Gebrauch gemacht. Die Übertragung dieser Erfahrungen auf inzwischen international üblich gewordene Verfahren, bei denen eine PE-Ummantelung von Rohren durch mehrlagiges Bewickeln in der Wärme erreicht wird, wobei die Wickellagen vollflächig verschweißen, ist jedoch insofern problematisch, als das Flachlegen eines an einer Stelle aufgeschnittenen kreisringförmigen Querschnittes zu einem flachen Bandquerschnitt bei den infrage kommenden Abmessungen nur über längere Entfernungen möglich ist, wenn dabei nicht unzulässige Reckungen des Folienrandes auftreten sollen. Die Handhabung einer frisch extrudierten Thermoplastfolie mit den genannten Abmessungen ist vor allem wegen deren Neigung zum Kleben und wegen der Abkühlung der Folie schwierig und betrieblich wenig empfehlenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine hierfür dienende Vorrichtung zu schaffen, womit ermöglicht wird, für das Ummanteln von Rohren nach dem Wickelverfahren thermoplastische Kunststoffe, insbesondere Polyaethylene, zu verwenden, die eine Dichte

von etwa 0,95 aufweisen, ohne daß eine Leistungsverminderung gegenüber der bekannten Umwicklung mit leichter fließenden Thermoplasten geringerer Dichte von etwa 0,93 eintritt und ohne daß eine vollflächige Verschweißung der Wickellagen miteinander behindert wird.

Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche .

In den Zeichnungen :.st ein Ausführungsbeispiel für das Ummanteln eines Großrohres (48"0) dargestellt, und zwar zeigen schematisch:

Figur 1 die Anordnung des Extruderkopfes mit dem zu umwickelnden Stahlrohr,

Figur 2 eine Einzelheit des Extruderkopfes und

Figur 3 einen Querschnitt der extrudierten Schlauchfolie mit den Tramstellen,

Figur 4 Variante zu Figur 1.

Das zu ummantelnde Stahlrohr 1 wird in bekannter Weise mit den angetriebenen Rollen 2 schraubenlinienförmig mit einer Steigung von 200 mm vorwärts bewegt. Seitlich über dem Rohr befindet sich der an einen Extruder angeschlossene Spritzkopf 3, welcher zur Erzeugung einer Schlauchfolie einen Ringspalt 5 mit einem Durchmesser von 635 mm und einer Dicke von 1 mm aufweist. Der Ringspalt ist an zwei einander gegenüberliegenden Stellen 6a und 6b bis auf 0,5 mm verjüngt.

Unmittelbar unter diesen beiden verjüngten Austrittsstellen sind zwei elektrisch beheizte Trennmesser 7a und 7b angeordnet, welche die im Spritzkopf 3 erzeugte Schlauchfolie 4 in zwei Hälften 4a und 4b der Länge nach zerteilen, wie in Fig. 3 veranschaulicht.

Der Spritzkopf 3 befindet sich etwa 2 m über dem Rohrscheitel und 0,5 - 1 mm seitlich versetzt. Er kann zur Einstellung um seine Achse gedreht und in der betreffenden Lage fixiert werden.

1,5 m unterhalb des Spritzkopfes 3 ist ein Rollenpaar 8a und 8b etwa im Abstand des Durchmessers des Austrittsquerschnittes angeordnet. Erforderlichenfalls können weitere, hier nicht dargestellte Zwischenrollen bzw. eine in der durch die beiden Messer und die Senkrechte gebildeten Ebenen angeordnete Trennwand vorhanden sein, um eine unerwünschtes Berühren der beiden Thermoplastquerschnitte zu verhindern und ein einwandfreies Flachlegen der halbkreisförmigen Folienhälften 4a und 4b sicherzustellen. Die Rollen sind mit Teflon oder Silikonkautschuk beschichtet und leicht drehbar gelagert. Die so entstandenen Flachquerschnitte, die (durch entsprechende Drehung der von den beiden Trennmessersn (7a, 7b) gebildeten Geraden gegen die Rohrachse) um ca. 100 mm gegeneinander versetzt sind, werden von zwei weiteren unmittelbar darunter angeordneten, ebenfalls beschichteten Rollen 9a, 9b, die elastisch gegeneinander gepreßt und mit einstellbarer Drehzahl ineinander kämmend angetrieben sind, zu einer abgetreppten Doppelfolie verschweißt. Die Drehzahl der Rollen 9a und 9b, die Aus-

stoßgeschvindigkeit aus dem Spritzkopf 3 sind auf die Umfangsgeschwindigkeit des Rohres 1 so abgestimmt, daß einerseits die thermoplastischen Folien 4a, 4b zwischen Austritt und Auflage auf das Stahlrohr um einen Faktor von etwa 2 reduziere (gereckt) werden und andererseits sich zwischen den Rillen 9a, 9b unäden Umlenkrollen 10 ein Durchhang ausbildet.

Eine ähnliche Anordnung mit seitlich des Rohrscheitels angeordnetem Kopf z-iigt Fig. 4. Hier enfallen die Rollen (9a, 9b). Die Anordnung der Fig. 1 ist speziell geeignet, wenn eine Örtliche Verdickung der Thermoplastschicht gemäß DBP 24 07 427 etwa über der Schweißnaht erwünscht ist.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALTS BÜ RO

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. MEISSNER (1980) DIPL-ING. P. E. MEISSNER DIPL-ING. H.-J. PRESTING

Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt Professional Representatives before the European Patent Office

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

M/Go. 21 315 5. März 1981

Mannesmann AG
Mannesmannufer 2
Düsseldorf 1

Verfahren und Vorrichtung zum Ummanteln von Stahlrohren mit thermoplastischem Kunststoff

Patentansprüche;

Verfahren zum Ummanteln von Stahlrohren mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, wobei extrudierte Folienbänder um die in Umdrehung versetzten und in Längsrichtung bewegten Rohre schraubenlinienförmig gewickelt und mit der Rohroberfläche unter Verwendung eines Klebers verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in an sich bekannter Weise mit,einem Ringspalt-Extruderspritzkopf eine Schlauchfolie erzeugt wird, die

TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 1-85644 INVENTION BERLIN BERLINERBANKAG. P MEISSNER, BLN-W inven d BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 404737-103 030/8913026 3695716000

während ihres Austretens aus dem Spritzkopf in zwei Längsbahnen mit halbkreisförmigem Querschnitt zerteilt wird, welche dann flach aneinandergeführt und als Doppelfolie um das Rohr gewickelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folienbahnen gegeneinander versetzt aneinandergeführt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz der beiden Folienbahnen die Hälfte des pro Umdrehung erfolgenden Vorschubs des Rohres beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Extrudieren der Schlauchfolie deren Wanddicke an zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Umfangs um etwa die Hälfte verringert wird und daß das Zerteilen der Schlauchfolie an diesen Stellen erfolgt.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem an einen Extruder angeschlossenen Spritzkopf, der einen zum Erzeugen einer Schlauchfolie dienenden Ringkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf (3) seitlich oberhalb des zu ummantelnden Rohres (l) und mit senkrecht nach unten gerichteter Austrittsöffnung des Ringkanals (5) angeordnet ist, daß der Austrittsquerschnitt des Ringkanals (5) an zwei einander gegenüberliegenden Stellen (6a, 6b)

kegelig verjüngt ist, unter denen je ein elektrisch beheizbares Trennmesser (7a, 7b) angeordnet ist, und daß im senkrechten Abstand unter dem Spritzkopf (3) zwei zum Flachlegen der zerteilten Folienhälften (4a,4b) dienende Rolle (8a,8b) sowie ein zum gegeneinander versetzten Aneinanderlegen der Folienhälften dienendes Rollenpaar (9a, 9b) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Trennmessern gebildete senkrechte Ebene gegen die Achsen des Rollenpaares (9a, 9b) gedreht ist.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem an einen Extruder angeschlossenen Spritzkopf, der einen zum Erzeugen einer Schlauchfolie dienenden Ringkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf (3) seitlich des Scheitels des zu ummantelnden Rohres mit im wesentlichen horizontal angeordneter Austrittsöffnung des Ringkanals (5) angeordnet ist, daß der Austrittsquerschnitt des Ringkanals an zwei gegenüberliegenden Stellen (6a, 6b) örtlich verringert ist, unter denen je ein elektrisch beheizbares Trennmesser (7a, 7b) angeordnet ist, und daß im wesentlichen seitlich neben dem Spritzkopf zum Flachlegen der zerteilten Folienhälften (4a,4b) dienende Rollen (8a, 8b) angeordnet sind, sowie mindestens eine weitere Rolle (10), auf der die beiden Folienhälften flächig aber etwas gegenein-

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ander versetzt aufeinandergelegt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von den beiden Trennmessern gebildete Achse gegen die chse der auf das Rohr abwälzenden Rolle(n) (10) geneigt ist.