DE3324848C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei konzentrischen Metallrohren mit einer zwischen den Metallrohren befindlichen Isolierschicht be­ stehenden starren Rohrsystems, vorzugsweise einer Versor­ gungsleitung für elektrisch angetriebene Unterwasserpumpen, bei dem das erste innere Metallrohr in das zweite äußere Metallrohr eingeschoben und das zweite äußere Metallrohr mittels einer Ziehmatrize auf das erste innere Metallrohr aufgezogen wird.
Aus der DE-PS 5 73 909 ist es bei einem Verfahren zur Her­ stellung nahtloser Hochdruckrohre aus zwei konzentrisch an­ geordneten Metallrohren bereits bekannt, das äußere Metall­ rohr auf das innere Metallrohr mittels einer Ziehmatrize auf­ zuziehen.
Für die Versorgung von Unterwasserpumpen mit elektrischer Energie und Kühl- bzw. Schmiermitteln ist eine Versorgungs­ leitung vorgeschlagen worden, die aus drei konzentrischen Metallrohren besteht, die durch eine Kunststoffschicht elek­ trisch gegeneinander isoliert sind. Die drei konzentrischen Rohre bilden die drei Phasenleiter für die Versorgung der Un­ terwasserpumpe mit elektrischer Energie, während der Innen­ raum des inneren Rohrs als Transportkanal für das Kühl- bzw. Schmiermittel dient. Diese Versorgungsleitung wird innerhalb eines etwas größeren Rohrs verlegt, wobei der Ringraum zwi­ schen der Versorgungsleitung und dem größeren Rohr als Rück­ transportkanal für das Kühl- bzw. Schmiermittel dient.
An derartige Versorgungsleitungen werden eine Reihe von An­ forderungen gestellt, die bisher noch nicht zur vollen Zu­ friedenheit gelöst werden konnten.
Da es sich bei diesen Versorgungsleitungen um starre Systeme handelt, müssen diese zur Erreichung einer großen Länge am Verwendungsort aneinandergefügt werden. Daraus resultiert die Forderung, daß die Lage der Rohre zumindest am Ende jedes einzelnen Versorgungsleitungsabschnitts stets die gleiche ist, um die elektrische Verbindung der einzelnen Versorgungs­ leitungsstücke problemlos bewerkstelligen zu können. Um ein längsaxiales Verschieben der einzelnen Rohre gegeneinander sowohl während der Herstellung der elektrischen Verbindung als auch nach der Verlegung der Versorgungsleitung zu ver­ meiden - diese wird üblicherweise in vertikaler Lage verlegt - ist es dringend erforderlich, daß die Metallrohre kraft­ schlüssig mit den angrenzenden Kunststoffschichten verbunden sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine wirtschaftliche Fertigung unter Einhaltung der Abmaße hinsichtlich der Lage und Wanddicke der Rohre möglich ist. Ferner soll sichergestellt sein, daß ein kraftschlüssiger Verbund zwischen den einzelnen Rohren unter Beibehaltung der elektrisch isolierenden Schicht erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man vor dem Aufziehen des zweiten äußeren Metallrohrs auf das erste innere Metallrohr das erste innere Metallrohr an seinem Außenumfang mit einer Kunststoffschicht überzieht. Mit diesen Verfahrensmaßnahmen entsteht ein Verbundrohr ohne längsaxia­ les Spiel. Es versteht sich von selbst, daß das Aufziehen des zweiten Metallrohrs durch Kaltziehen vorgenommen wird, da an­ sonsten die Kunststoffschicht durch die erhöhte Temperatur in Mitleidenschaft gezogen würde. Wesentlich ist, daß die Kunst­ stoffschicht geringfügig verformt wird, so daß sich ein fe­ ster Verbund zwischen den beiden Rohren ergibt.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung wird nach dem Aufziehen des zweiten äußeren Metallrohrs das zweite äußere Metallrohr ebenfalls mit Kunststoff be­ schichtet und das so hergestellte Verbundrohr in ein drittes Metallrohr eingebracht, worauf das dritte Metallrohr fest auf die Kunststoffschicht des zweiten äußeren Metallrohrs aufge­ zogen wird. Man erhält auf diese Weise einen Gegenstand mit drei elektrisch voneinander getrennten Metallrohren, die als elektrische Leiter verwendet werden können.
Das Aufziehen wird vorteilhafterweise durch Hindurchziehen des Rohrs durch eine Ziehmatrize bewerkstelligt, wobei wäh­ rend des Aufziehens eine im Bereich der Ziehmatrize gehaltene Mandrille das Innenrohr abstützt. Da zur Erzielung des kraft­ schlüssigen Verbunds zwischen dem jeweils aufzuziehenden Rohr und der Kunststoffschicht erhebliche Kräfte erforderlich sind, wird durch die Mandrille eine Verformung des inneren Rohrs entgegengewirkt.
Damit die zwischen den Rohren befindliche Kunststoffschicht gleichwandig ist, wird diese vorteilhafterweise durch Extru­ dieren aufgebracht.
Zu einer besonders wirtschaftlichen Fertigung gelangt man, wenn man eine Vielzahl von Metallrohren endseitig miteinander verbindet und durch einen Extruder fördert, wobei der Extru­ der auf die Rohroberfläche eine Kunststoffschicht aufbringt. Nach dem Abkühlen bzw. Aushärten des Kunststoffes werden die Rohre an den Verbindungsstellen getrennt und jedes vereinzel­ te Rohr in ein Metallrohr eingeschoben und das Metallrohr auf die Kunststoffschicht heruntergezogen, wobei das Innenrohr mit einer Mandrille abgestützt wird. Die so hergestellten Verbundrohre werden wiederum endseitig miteinander verbunden und durch einen weiteren Extruder gefördert, der eine weitere Kunststoffschicht auf dem zweiten Rohr erzeugt. Nach dem Abkühlen bzw. Aushärten dieser Kunst­ stoffschicht werden die Verbundrohre an den Verbindungsstellen durchtrennt und jedes vereinzelte Verbundrohr in ein Metall­ rohr eingeschoben welches wiederum auf die Kunststoffschicht des Verbundrohres aufgezogen wird, wobei wiederum das Innenrohr durch eine Mandrille abgestützt wird.
Das mit Kunststoff beschichtete Metallrohr bzw. Verbundrohr wird in das jeweilige größere Metallrohr mit leichtem Spiel gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Schmiermitteln einge­ schoben. Es ist wesentlich, daß der Außendurchmesser der Kunst­ stoffschicht und der Innendurchmesser des größeren Rohres sich nicht erheblich unterscheiden damit beim nachfolgenden Auf­ ziehen des Außenrohres keine größeren Schwierigkeiten entstehen. Es wird deshalb ein Spiel bzw. ein Durchmesserunterschied von in etwa 1 mm bevorzugt. Zur Verbesserung des Gleitens wird die Oberfläche der Kunststoffschicht zweckmäßigerweise mit einem Schmiermittel beschichtet, vorzugsweise mit einem paraffinischen Öl. Damit beim Einschieben die Kunststoffschicht nicht beschädigt wird, wird die Innenkante des jeweiligen Außenrohres vor dem Einschieben des kunststoffbeschichteten Metallrohres bzw. Ver­ bundrohres bevorzugt gebrochen.
Die Erfindung ist an Hand der in den Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Versorgungsleitung in eingebautem Zustand.
Fig. 2 bis 5 den Verfahrensablauf zur Herstellung der Ver­ sorgungsleitung.
Die Versorgungsleitung 1 ist innerhalb eines Rohres 2 in vertikaler Anordnung untergebracht. Für die Versorgung einer nicht dargestellten Unterwasserpumpe mit Schmier- bzw. Kühl­ mittel sorgt ein Kanal 3, wogegen der Ringraum 4 zwischen der Versorgungsleitung 1 und dem Rohr 2 für den Rücktransport des Kühl- bzw. Schmiermittels dient.
Die Versorgungsleitung 1 dient darüberhinaus zur Versorgung der Unterwasserpumpe mit elektrischer Energie. Hierzu sind drei konzentrische Kupferrohre 5, 6 und 7 vorgesehen, die durch Kunststoffschichten 8 und 9 vorzugsweise aus Polyäthylen elek­ trisch gegeneinander isoliert sind. Die Kupferleiter 5, 6 und 7 übertragen die drei Phasen von Drehstrom. Die Kupferrohre 5, 6 und 7 sowie die Polyäthylenschichten 8 und 9 sind kraftschlüssig miteinander verbunden, so daß bei vertikaler Anordnung ein längsaxiales Verschieben der Rohre 5, 6 und 7 gegeneinander vermieden ist. Die Kupferrohre 5, 6 und 7 sind als nahtlos gezogene Rohre vorgesehen.
Beispielsweise hat das Innenrohr 5 eine Abmessung von 19·1,5 d. h. 19 mm Außendurchmesser und 1,5 mm Wanddicke. Die an­ grenzende Polyäthylenschicht 8 hat eine Wanddicke von 1,5 mm. Das mittlere Kupferrohr 6 hat dann die Abmessung 25·1,5. Die daran angrenzende Polyäthylenschicht 9 hat wiederum eine Wand­ dicke von 1,5 mm. Für das äußere Kupferrohr 7 ergibt sich dann eine Abmessung von 31·1,5 mm. In Abänderung zu den genannten Maßen kann die Wanddicke der Kupferrohre 5, 6 und 7 von innen nach außen abnehmen, wobei anzustreben ist, daß der Leitungs­ querschnitt der Rohre 5, 6 und 7 gleich ist.
Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, auf das Kupferrohr 7 eine weitere Kunststoffschicht aufzubringen.
Zur Herstellung einer Versorgungsleitung 1 werden zunächst eine Vielzahl von Kupferrohren 5 mittels an sich bekannter Verbinder 10 miteinander verbunden und durch einen Extruder 11 hindurch­ geführt, der die Polyäthylenschicht 8 auf dem Kupferrohr 5 er­ zeugt. Mittels einer Trennvorrichtung 12 werden die polyäthylen­ beschichteten Kupferrohre 5 im Bereich der Verbinder 10 durch­ trennt und dabei vereinzelt. Das polyäthylenbeschichtete Kupfer­ rohr 5 sei mit 5a bezeichnet.
In einem nächsten Arbeitsschritt wird das polyäthylenbeschichtete Kupferrohr 5a in ein Kupferrohr 6 eingeführt. Der Außendurch­ messer des Rohres 5a und der Innendurchmesser des Rohres 6 sollten nicht zu unterschiedlich sein. Um das Ineinanderfügen der Rohre 5a und 6 zu erleichtern, kann die äußere Oberfläche des Rohres 5a mit einem Schmiermittel, beispielsweise einem paraffinischen Öl beschichtet werden. Damit die Oberfläche der Polyäthylenschicht 8 beim Einschieben nicht beschädigt wird ist es zweckmäßig, die Innenkante der Stirnfläche des Rohres 6 zu brechen.
Nachdem die Rohre 5a und 6 ineinander geschoben sind, wird dieses Doppelrohr in eine Matrize 13 eingeführt und das Rohr 6 auf das Rohr 5a stramm aufgezogen. Dabei wird die Polyäthylen­ schicht 8 geringfügig verformt. Um zu verhindern, daß durch die Verformungskräfte das Innenrohr 5 verformt wird, wird dieses durch eine Mandrille 14 die durch eine Dornstange 15 oder in anderer bekannter Weise im Bereich der Matrize 13 ge­ halten wird abgestützt. Die so hergestellten Verbundrohre werden wiederum nacheinander durch an sich bekannte Rohrverbinder 10 verbunden durch einen weiteren Extruder 16 hindurchgeschickt, der die Polyäthylenschicht 9 auf dem Verbundrohr erzeugt. Das mit der Polyäthylenschicht 9 versehene Verbundrohr 10 sei im nach­ folgenden mit 6a bezeichnet. Im Bereich der Verbinder 10 wird wiederum mittels einer Trennvorrichtung 17 das Verbundrohr 6a in Einzellängen unterteilt. Jede Einzellänge 6a wird in ein weiteres Kupferrohr 7 eingeführt wobei die Maßnahmen Schmier­ mittel, Kantenbrechung bzw. auch die Durchmesserverhältnisse wie beim Zusammenfügen der Rohre 5a und 6 vorherrschen sollten. Das aus dem Rohr 6a und dem Rohr 7 bestehende Verbundrohr wird in eine weitere Matrize 18 eingeführt und das Rohr 7 stramm auf die Polyäthylenschicht 9 des Rohres 6a aufgezogen, wobei wiederum eine Mandrille 19 für die Abstützung des Innenrohres 5 sorgt.
In einem abschließenden Arbeitsgang werden die einzelnen Längen der Versorgungsleitung 1 endseitig begradigt d. h. die Ziehangeln beseitigt und die Ziehenden abgeschnitten und auf eine Länge von z. B. 6 m abgelängt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Ver­ sorgungsleitung 1 zeichnet sich durch einen kraftschlüssigen Verbund der einzelnen Kupferrohre 5, 6 und 7 mit den Poly­ äthylenschichten 8 und 9, sowie durch eine exakt konzentrische Anordnung dieser Schichten aus.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei kon­ zentrischen Metallrohren mit einer zwischen den Metall­ rohren befindlichen Isolierschicht bestehenden starren Rohrsystems, vorzugsweise einer Versorgungsleitung für elektrisch angetriebene Unterwasserpumpen, bei dem das erste innere Metallrohr in das zweite äußere Metallrohr eingeschoben und das zweite äußere Metallrohr mittels einer Ziehmatrize auf das erste innere Metallrohr aufge­ zogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Auf­ ziehen des zweiten äußeren Metallrohrs (6) auf das erste innere Metallrohr (5) das erste innere Metallrohr (5) an seinem Außenumfang mit einer Kunststoffschicht (8) über­ zieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufziehen des zweiten äußeren Metallrohrs (6) das zweite äußere Metallrohr (6) ebenfalls mit einer Kunststoffschicht (9) überzogen wird und das so herge­ stellte Verbundrohr in ein drittes Metallrohr (7) einge­ bracht wird, worauf das dritte Metallrohr (7) fest auf die Kunststoffschicht (9) des zweiten äußeren Metallrohrs (6) aufgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichten mit Kunststoff durch Extrudieren er­ folgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man eine Vielzahl von Metallrohren (5) endseitig miteinander verbindet und durch einen Extruder (11) fördert, daß der Extruder (11) auf die Rohroberflä­ che eine Kunststoffschicht (8) aufbringt, daß nach dem Aushärten des Kunststoffs die Metallrohre (5) an den Verbindungsstellen (10) getrennt werden, daß jedes ver­ einzelte Rohr (5a) in ein Metallrohr (6) mit größerem Durchmesser eingeschoben wird, daß das Metallrohr (6) auf die Kunststoffschicht (8) heruntergezogen wird, wobei das Innenrohr mit einer Mandrille (14) abgestützt wird, daß eine Vielzahl solcher Verbundrohre endseitig miteinander verbunden werden und durch einen weiteren Extruder (16) gefördert werden, der eine weitere Kunststoffschicht (9) auf dem zweiten Rohr (6) erzeugt, daß nach dem Aushärten der Kunststoffschicht (9) die Verbundrohre an den Ver­ bindungsstellen durchtrennt werden und daß jedes verein­ zelte Verbundrohr (6a) in ein größeres Metallrohr (7) eingeschoben wird, welches auf die Kunststoffschicht (9) des Verbundrohrs (6a) aufgezogen wird, wobei wiederum das Innenrohr durch eine Mandrille (19) abgestützt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenkante des jeweiligen Außen­ rohrs (6) vor dem Einschieben des kunststoffbeschichteten Metallrohrs (5) bzw. Verbundrohrs gebrochen wird.
DE19833324848 1983-07-09 1983-07-09 Verfahren zur herstellung eines aus mindestens zwei konzentrischen metallrohren bestehenden starren rohrsystems Granted DE3324848A1 (de)

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