DE3405640A1

DE3405640A1 - Verfahren zur herstellung eines verbundrohres

Info

Publication number: DE3405640A1
Application number: DE19843405640
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 3012 Langenhagen Still
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1985-08-22

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres mit einem Innenrohr aus Kunststoff und einem mit dem Innenrohr in Berührung stehenden Außenrohr aus Metall.
Zur Vermeidung der Korrosion eines Metallrohres ist es bekannt, dieses an seiner inneren Oberfläche mit einer Kunststoffschicht auszukleiden.
So ist es beispielsweise bekannt, nach dem Rohrformen die innere Oberfläche mit einem flüssigen Kunststoff zu besprühen bzw. ein dünnwandiges Kunststoffrohr im Inneren des fertiggestellten Rohres zu extrudieren und dieses dünnwandige Kunststoffrohr an die Innenwandung des Metallrohres anzulegen.
Es ist auch bereits bekannt geworden (DE-PS883824), gewellte Metallrohre mit einem Kunststoffrohr auszukleiden. Hierbei werden die beiden Rohre ineinandergefügt, erwärmt und das Kunststoffrohr mittels Druck an die innere Oberfläche des. gewellten Metallrohres angelegt. Dieses Verfahren ist nur geeignet für Rohre begrenzter Länge und hat darüber hinaus noch den Nachteil, daß die Wanddicke des Kunststoffrohres unterschiedlich ist. Dies ist damit zu erklären, daß ein Wellrohr eine größere Oberfläche hat als ein glattwandiges Rohr und das glattwandige Kunststoffrohr an die gewellte Rohrinnenoberfläche angelegt werden muß.
Es ist auch der umgekehrte Weg bekannt geworden, bei dem zunächst ein Kunststoffrohr hergestellt wird und dieses mit einer Metallschicht versehen wird. So hat man beispielsweise ein Kunststoffrohr extrudiert und auf dieses Kunststoffrohr in kontinuierlicher Arbeitsweise ein Metallrohr aufgebracht. Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist darin zu sehen, daß aus fertigungstechnischen Gründen eine Mindestwanddicke des Kunststoffrohres nicht unterschritten werden darf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zuletzt genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß Metallrohre nach diesem Verfahren mit einer Kunststoffschicht innen ausgekleidet werden können, die eine Wanddicke von weniger als z. B. O,5 mm aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man zunächst ein dünnwandiges Rohr aus thermoplastischem Kunststoff oder Kautschuk oder einem Elastomeren extrudiert, daß man das extrudierte Rohr vernetzt, daß man das vernetzte Rohr in erwärmtem Zustand in seinem äußeren Durchmesser verringert, daß man um das Kunststoffrohr ein Rohr aus Metall mit einen gleich großen oder kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des extrudierten Kunststoffrohres formt, daß man das innere Rohr aus Kunststoff durch ein erwärmtes Medium erwärmt und daß sich dabei das Innenrohr aus Kunststoff an das Metallrohr anlegt. Bei der Erfindung macht man sich zunutze, daß vernetzte Werkstoffe die Eigenschaft haben, nach einer Verformung in der Wärme und anschließendem Abkühlen bei Zufuhr von Wärme wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Wesentlich ist dabei, daß der Außendurchmesser des extrudierten Rohres vor der Verformung gleich oder geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Metallrohres, so daß es zu einem engen Anliegen der beiden Rohre kommt.
Mit besonderem Vorteil wird ein Rohr aus einem Thermoplasten, Elastomeren oder einem thermoplastischen Kautschuk extrudiert, dem Silane aufgepfropft sind und das Rohr in Gegenwart von Feuchtigkeit vernetzt. Mit diesen Werkstoffen kommt man ohne aufwendige Strahlenvernetzungsanlagen aus und gelangt somit zu einer wirtschaftlichen Fertigung. Die Verformung des extrudierten und vernetzten Rohres geschieht zweckmäßigerweise in der Wärme, und zwar bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes. Die Verformung kann beispielsweise durch Flachdrücken und Falten des Kunststoffrohres geschehen. Andererseits ist es auch möglich, das Kunststoffrohr mit einer in Längsrichtung verlaufenden Delle zu versehen. Durch ein anschließendes Abkühlen wird dieser Verformungszustand eingefroren, und ein Metallrohr kann um dieses Kunststoffgebilde herumgeformt werden, ohne daß es zu schädlichen Temperatureinflüssen auf das Kunststoffgebilde kommt. Derartige hohe Temperaturen können beispielsweise beim Strangpressen eines Metallrohres oder aber auch beim Schweißen eines zum Rohr geformten Metallbandes auftreten.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird um das Kunststoffrohr bzw. das Kunststoffgebilde ein dünnwandiges Blei- oder Aluminiumrohr stranggepreßt. Selbst die relativ hohe Temperatur beim Strangpressen eines Aluminiumrohres schadet nicht, wenn gewährleistet ist, daß das Kunststoffgebilde im Bereich der Strangpresse von der heißen Wandung des extrudierten Aluminiumrohres ferngehalten wird. Eine andere vorteilhafte Lösung besteht darin, daß man um das Kunststoffrohr ein längseinlaufendes, dünnwandiges Metallband zum Schlitzrohr formt und dieses längsnahtverschweißt. Dadurch daß das gefaltete bzw. eingedellte Kunststoffrohr im unteren Bereich des zum Rohr geformten Metallbandes liegt und die Längskanten des Metallbandes oben liegen, kommt es zu keiner Beschädigung des Kunststoffes. Vorzugsweise versieht man das längsnahtgeschweißte Metallrohr mit einer ring-oder schraubenförmigen Dellung. Dabei ist darauf zu achten, daß das innere Kunststoffrohr vor dem Wellvorgang zum Anliegen an die Innenwandung des Metallrohres gebracht wird. Dies wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß man warme Luft in den Raum zwischen dem Kunststoffrohr und dem Metallrohr, beispielsweise mittels einer Lanze, bringt. Metallrohr und Kunststoffrohr werden dann gemeinsam gewellt. Als äußerer Korrosionsschutz kann auf das Außenrohr aus Metall ein Mantel aus einem thermoplastischen Kunststoff aufextrudiert werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man ein Verbundrohr, welches sich mechanisch wie ein Metallrohr verhält, welches aber gegenüber einem Metallrohr ein wesentlich besseres Korrosionsverhalten infolge der inneren und äußeren Beschichtung mit Kunststoff aufweist, Da die innere Beschichtung aus einem vernetzen Werkstoff besteht, können mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohr auch Medien mit erhöhter Temperatur, d. h. über 100 °C, transportiert werden.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Aus einer Mischung bestehend aus 100 Teilen eines Polyethylens mittlerer Dichte, 1 bis 1,5 Teilen Silan, 0,05 bis 0,15 Teilen Peroxid, 0,03 bis 0,10 Teilen Dibuthylzinndilaurat und ggf. einem Alterungsschutzmittel, wird in einem Extruder 1 ein Kunststoffrohr 2 extrudiert und unmittelbar hinter dem Extruder 1 in einem Wasserbad 3 zur Abkühlung gebracht. Das Kunststoffrohr 2 hat beispielsweise einen Außendurchmesser von 20 mm bei einer Wanddicke von 0,5 mm. Beim Durchlaufen des Wasserbades 3 wird die Kunststoffmischung bereits anvernetzt, und man erhält hinter dem Wasserbad 3 ein bereits relativ mechanisch stabiles Kunststoffrohr, welches auf eine Kabeltrommel 4 aufgewickelt werden kann. Die mit dem Kunststoffrohr 2 gefüllte Kabeltrommel 4 wird dann in eine sogenannte Sauna eingebracht, in der das Kunststoffrohr 2 unter Einwirkung von Feuchtigkeit und Wärme vernetzt wird. Das vernetzte Kunststoffrohr 2 wird dann kontinuierlich von der Kabeltrommel 4 abgezogen und durchläuft eine geeignete Vorrichtung 5, in welcher das Kunststoffrohr 2 über seinen Erweichungspunkt erwärmt und bei dieser Temperatur in seinem Durchmesser reduziert wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß eine in Längsrichtung verlaufende Delle eingebracht wird oder aber das Kunststoffrohr 2 flachgedrückt und einmal gefaltet wird. Um das verformte Kunststoffrohr 2 wird ein von einer Vorratstrommel 6 ablaufendes Metallband 7 kontinuierlich zu einem Rohr 8 mit Längsschlitz geformt, welches mittels einer Schweißvorrichtung 9 vorzugsweise unter Schutzgas verschweißt wird. Das Metallrohr 8 hat beispielsweise einen Außendurchmesser von 21 mm und eine Wanddicke von 0,5 mm. In das Innere des Metallrohres 8 wird ständig Warmluft geblasen, deren Temperatur so hoch bemessen sein muß, daß das gefaltete oder eingedellte Kunststoffrohr 2 über die Erweichungstemperatur hinaus erwärmt wird und sich dabei unmittelbar hinter dem Schweißpunkt 9 an die innere Oberfläche des Metallrohres 8 anlegt. Mittels einer Wellvorrichtug 10 werden Metallrohr 8 und Kunststoffrohr 2 gemeinsam gewellt und das Verbundrohr 11 auf eine Kabeltrommel 12 aufgewickelt. Sollte die Warmluftzujfuhr nicht ausreichen, das Kunststoffrohr 2 an jeder Stelle des Rohres zum Anliegen mit dem Metallrohr 8 zu bringen, kann durch die auf der Kabeltrommel 12 befindliche Rohrlänge Heißluft hindurchgeblasen werden bzw. die Kabeltrommel 12 in einen sogenannten Trockenkessel eingebracht werden, in der das Verbundrohr 11 erwärmt und der Innenraum des Trockenkessels evakuiert wird. In einem abschließenden Arbeitsgang wird das Verbundrohr 11 von der Kabeltrommel 12 abgezogen und einem weiteren Extruder 13 zugeführt, mit dem auf das Verbundrohr 11 ein Außenmantel 14 aus Kunststoff aufextrudiert wird. Das fertige Rohr wird auf eine weitere Kabeltrommel 15 aufgewickelt bzw. kann gleich versandfertig gemacht werden.
In den Figuren 4 bis 6 sind die einzelnen Verformungsstufen des Rohres im Querschnitt dargestellt. In der Figur 4 ist das Kunststoffrohr 2 im extrudierten Zustand dargestellt. Die Figur 5 zeigt das Kunststoffrohr 2, welches mit einer in Längsrichtung des Rohres 2 verlaufenden Delle 16 versehen ist, die das Kunststoffrohr in seinem Durchmesser verringert. Bei der Figur 6 liegt das mit der Delle 16 versehene Kunststoffrohr 2 in dem längsnahtverschweißten Metallrohr 8, wobei deutlich zu sehen ist, daß die Schweißnaht 17 entfernt vom Kunststoffrohr 2 liegt.
Die Figur 7 zeigt das fertige Verbundrohr in der gewellten Ausführung in einem seitlichen Schnitt. Zwischen dem Kunststoffaußenmantel 14 und dem gewellten Metallrohr 8 kann noch eine die Wellung ausfüllende Masse 18 auf der Basis von Bitumen angeordnet sein.
Wird das Metallrohr 8 nicht gewellt, kann das Einblasen von Warmluft in das Schlitzrohr unterbleiben und das Anlegen des Kunststoffrohres 2 durch Hindurchblasen von Warmluft durch die Rohrlänge oder aber wie oben beschrieben, in einem Trockenkessèl durchgeführt werden.
Wird beispielsweise um das Kunststoffrohr 2 ein Metallrohr extrudiert bzw. stranggepreßt, ist dafür Sorge zu tragen, daß durch eine geeignete Führung in der Metallstrangpresse das Kunststoffrohr 2 von der noch heißen Wandung des extrudierten Metallrohres ferngehalten wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird das Anlegen des Kunststoffrohres 2 wie oben beschrieben, durch Hindurchleiten von Warmluft oder aber in einem Trockenkessel durchgeführt.

Claims

Patendansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres mit einem Innenrohr aus Kunststoff und einem mit dem Innenrohr in Berührung stehenden Außenrohr aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein dünnwandiges Rohr aus thermoplastischem Kunststoff oder Kautschuk oder einem Elastomeren extrudiert, daß man das extrudierte Rohr vernetzt, daß man das vernetzte Rohr im erwärmten Zustand in seinem äußeren Durchmesser verringert, daß man um das Kunststoffrohr ein Rohr aus Metall mit einem gleich großen oder kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des extrudierten Kunststoffrohres formt, daß man das innere Rohr aus Kunststoff durch ein erwärmtes Medium erwärmt und daß sich dabei das Innenrohr aus Kunststoff an das Metallrohr anlegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Rohr aus einem Thermoplasten, Elastomeren oder einem thermoplastischen Kautschuk extrudiert, dem Silane aufgepfropft sind und daß man das Rohr in Gegenwart von Feuchtigkeit vernetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kunststoffrohr in der Wärme flachdrijckt und faltet.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kunststoffrohr mit einer in Längsrichtung verlaufenden Delle versieht.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man um das Kunststoffrohr ein dünnwandiges Blei-oder Aluminiumrohr strangpreßt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man um das Kunststoffrohr ein längseinlaufendes, dünnwandiges Metallband zum Schlitzrohr formt und längsnahtverschweißt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das längsnahtgeschweißte Rohr mit einer ring- oder schraubenl in i enfbrmi -gen Wellung versieht.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Außenrohr einen Mantel aus einem thermoplastischen Kunststoff extrudiert.