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.
Priority Applications (11)
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