DE3718537C1

DE3718537C1 - Process for producing a pipe or pipe bend

Info

Publication number: DE3718537C1
Application number: DE19873718537
Authority: DE
Inventors: Ingolf Dipl-Ing Detloff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1988-08-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rohres oder Krümmers, zum Leiten oder Verteilen fließfähiger Medien aus einer inneren Hülse aus einem chemisch beständigen und/oder abriebfesten Werkstoff, insbesondere aus Korund, Keramik, Kohlenstoff, Glas oder Hartmetall.

Rohre oder Krümmer der eingangs genannten Art sind bekannt,

vgl. z.B. CH-PS 3 58 295, und bestehen regelmäßig aus einem äußeren Trägerrohr, in dem ein korrosionsfestes Seelenrohr aus Glas oder dgl. angeordnet ist. Zwischen dem äußeren Trägerrohr und dem inneren Glasrohr kann eine Emailleschicht liegen, die fest mit dem äußeren und dem inneren Rohr verbunden ist.

Solche Rohre können zum einen so hergestellt werden, daß das Seelenrohr in das Trägerrohr eingezogen wird, wobei die Zwischenschicht einmal die Funktion übernehmen kann, den zwischen den beiden Rohren bestehenden Hohlraum zu füllen, und zum zweiten die Übertragung mechanischer Kräfte, die am Innenrohr wirken, auf das äußere Trägerrohr sicherzustellen. Dieses Herstellungsverfahren ist jedoch gewöhnlich nur bei Rohren mit geringerer Länge und zylindrischer Form anwendbar.

Ein anderes Verfahren zum Herstellen von Verbundrohren ist in der DE-OS 26 45 173 beschrieben. Hierbei wird ein aus einem massiven Kunststoff bestehendes Formstück in einer dieses Formstück umgebenden Hohlform angeordnet und der verbleibende Hohlraum mit einem Hartschaumstoff unter Druck ausgeschäumt. Als Nachteil wurde dabei die Tatsache empfunden, daß für unterschiedliche Formstücke unterschiedliche Hohlformen benötigt werden, sollen die Verbundrohre die gewünschten Eigenschaften (Festigkeit, Maße usw.) besitzen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Rohren oder Krümmern der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem eine gute Verbindung zwischen dem Tragrohr bzw. der Hohlform und der Hülse bzw. dem Seelenrohr herstellbar ist, und zwar unabhängig von der Form der Hülse bzw. des Seelenrohres.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus den beständigen Materialien hergestellte Hülse mit einem Band aus faserverstärktem Kunststoff und Klebstoff versehen wird und anschließend die Aushärtung durchgeführt wird.

Man erkennt, daß die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn durch das Verfahren eine Verbundkonstruktion geschaffen wird, deren das Medium führende Partie so ausgebildet ist, daß es zu keiner merklichen Abnutzung bzw. Zerstörung der Vorrichtung aufgrund der Interaktion zwischen dem Medium und der Vorrichtung kommt. Andererseits hat das Rohr auch diejenigen Eigenschaften, die regelmäßig bei Rohren aus elastischem, teilweise verformbarem und schlagfestem Kunststoff oder Werkstoff zu beobachten sind, so daß diese Rohre oder ähnliche Vorrichtungen regelmäßig auch bei einer nicht sachgerechten Handhabung kaum beschädigt werden. Es ist das Verdienst der Erfindung, daß erkannt wurde, daß nur diejenige Partie der Vorrichtung, die mit dem Medium unmittelbar in Berührung kommt, aus verschleißfestem und chemisch beständigem Material besteht. Die anderen Teile der Vorrichtung, die mit dem Medium nicht in Berührung kommen, können daher aus Werkstoffen bestehen, die im Stande sind, die in den Hülsen herrschenden Drücke aufzufangen. Sie müssen daher sicherstellen, daß die zug- und druckbelastbaren Hülsen, die in ihnen herrschenden Kräfte auf den Körper weiterleiten können. Der Körper muß daher sicherstellen, daß die Hülsen von außen her mechanisch nicht beschädigt werden.

Soll z.B. ein Krümmer hergestellt werden, dann wird so vorgegangen, daß zunächst aus einem geeigneten Werkstoff (z.B. Korund) hülsenartige Krümmersegmente hergestellt werden. Daraufhin werden die einzelne Segmente über ihre Stirnseiten z.B. mittels Klebstoff verbunden. Ferner wird diese als Krümmer ausgebildete Hülse mit einem Band aus faserverstärktem Kunststoff und Klebstoff versehen wird. Schließlich wird die Vorrichtung ausgehärtet.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Krümmer in Längsschnitt und

Fig. 2 ein Rohrstück in axialem Querschnitt.

In den Fig. sind Vorrichtungen zum Leiten, Verteilen oder dgl. von fließfähigen Medien, z.B. Rohrleitung (Fig. 2) oder Krümmer (Fig. 1), dargestellt, deren das Medium leitende und/oder verteilende Partie aus einem chemisch beständigen und abriebfesten Kunststoff besteht. Diese Partie der Vorrichtungen besteht aus mindestens einer dünnwandigen Hülse 10 und 11, deren vom Medium abgekehrte Seite von einem aus einem druck und/oder zugfesten Material bestehenden Körper 16 und 17 der Vorrichtung dicht umgeben ist. Die Hülsen 10 und 11 können aus Korund, Keramik, Kohlenstoff oder Glas bestehen, d.h. aus Werkstoffen, die verschleißfrei und chemisch beständig sind.

Die Körper 16 und 17 des in Fig. 2 bzw. in Fig. 1 dargestellten Rohrstückes bzw. Krümmers bestehen aus einem faserverstärktem Kunststoff, z.B. Polyester- oder Epoxiharz. Der die Körper 16 und 17 bildende Werkstoff kann im Ausgangszustand die Form eines Bandes haben, mit dem die Hülsen 10 und 11 umwickelbar und mittels Klebstoff verbindbar sind. Im wirksamen Zustand des den Körper 16 und 17 bildenden Bandes verlaufen die einzelnen, miteinander verbundenen Schichten 20, 21, 22 des Bandes quer zueinander (vgl. Fig. 2). Somit wird erreicht, daß der Körper 16 nicht nur druck-, sondern auch zugbelastbar ist. Die einzelnen Schichten können miteinander mittels Klebstoff verbunden sein.

Zwischen dem Körper 16 und der Hülse 10 ist ein Pufferabschnitt 25 ausgebildet, der aus einem Material besteht, das geeignet ist, die sich aus den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Hülse 10 und des Körpers 16 ergebenden Ausdehnungen zu kompensieren. Die Wahl des den Pufferabschnitt 25 bildenden Materials hängt zum einen davon ab, mit welchem Druck die radiale Innenseite der Hülse 10 beaufschlagt wird. Ein weiterer Parameter, der hierbei zu berücksichtigen ist, ist die Temperatur, insbesondere die Betriebstemperatur, während der das Rohr benutzt wird. Aufgrund dieser Tatsachen kann dann das geeignete Material für den Pufferabschnitt 25 gewählt werden. Soll das Rohr erheblichen Drücken ausgesetzt werden, dann kann es zweckmäßig sein, durch das den Körper 16 bildende Band nach innen gerichtete radiale Vorspannungen zu bewirken, so daß im Betriebszustand das Rohr nahezu spannungsfreier ist. Dies kann z.B. durch eine geeignete Wickelvorrichtung erreicht werden. Die Fig. 1 zeigt, daß die Hülse 11 des Krümmers aus mehreren Segmenten 30, 31, 32 ausgebildet ist, die miteinander über ihre Stoßstellen z.B. mittels Klebstoff verbindbar sind. Diese Segmente 30, 31, 32 können z.B. Abschnitte eines Rohrstückes sein, deren Herstellung bekanntlich einfach ist. Ist dann eine derartige Hülse hergestellt, dann kann sie mit einem Körper 17, der ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen kann, versehen werden. Die Herstellung eines derartigen Krümmers ist insbesondere für diejenigen Fälle gedacht, wo die Hülsen aus einem besonders harten Werkstoff, z.B. Korund, bestehen. Solche Werkstoffe sind bekanntlich nicht verformbar.

Bei der Herstellung eines Rohres wird so vorgegangen, daß zunächst aus einem geeigneten Werkstoff Hülsen hergestellt werden. Daraufhin wird der Körper des Rohres hergestellt, indem die Hülsen z.B. mit einem Band aus faserverstärktem Kunststoff und Klebstoff versehen werden. Schließlich wird das Rohr, insbesondere der Körper, ausgehärtet. Bei der Herstellung des Krümmers wird so vorgegangen, daß zunächst aus einem geeigneten Werkstoff hülsenartige Krümmersegmente hergestellt werden. Daraufhin werden diese einzelnen Segmente über ihre Stirnseiten z.B. mittels Klebstoff verbunden. Nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist, wird der Krümmer mit einem Band aus faserverstärktem Kunststoff und Klebstoff versehen, die den Körper bilden. Schließlich wird auch dieser Körper ausgehärtet.

Man erkennt, daß bei der Erfindung es entscheidend darauf ankommt, daß es sich um eine Verbundkonstruktion handelt, bei der die mit dem Medium in Berührung stehende oder kommende Partie aus verschleißfestem und chemisch beständigem Werkstoff besteht. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, Sinterkeramik oder einen anderen spröden Werkstoff mit vergleichsweise geringer Zugfestigkeit im Vergleich zu ihrer Druckfestigkeit zu benutzen.

Der eigentliche Körper der Vorrichtung besteht aber aus einem einfach und billig herstellbaren Werkstoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, der in der Lage ist, auftretende Zugspannungen aufzunehmen. Besonders gut haben sich Polyester oder Epoxidharze bewährt, und zwar in Abhängigkeit davon, welche Randbedingungen während des Betriebes der Vorrichtung zu berücksichtigen sind. Werkstoffbedingt ist es sogar denkbar, z.B. durch Schrumpfspannungen, eine gewisse Vorspannung (Druck) auf das spröde, zu ummantelnde Teil aufzubringen, damit der Betriebszustand nahezu spannungsfrei für das relativ empfindliche Innenteil bedeutet.

Durch die verschiedenen Maßnahmen und Ausgestaltungen der Erfindung wird insbesondere erreicht, daß dort, wo bisher Anwendungen aufgrund der hohen Anforderungen (Druck) unmöglich waren, nun auch verschleiß- und korrosionsbeständige Armaturen, Rohrleitungen usw. einsetzbar sind.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Rohres oder Krümmers zum Leiten oder Verteilen fließfähiger Medien aus einer inneren Hülse aus einem chemisch beständigen und/oder abriebfesten Werkstoff, insbesondere aus Korund, Keramik, Kohlenstoff, Glas oder Hartmetall, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den beständigen Materialien hergestellte Hülse mit einem Band aus faserverstärktem Kunststoff und Klebstoff versehen wird und anschließend die Aushärtung durchgeführt wird.