DE3921174C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitungselement zur Erstel­ lung eines aus mehreren Leitungselementen, nämlich Roh­ ren, Rohrleitungsteilen und Rohrverbindungen, zusammen­ gesetzten Leitungssystems, wobei das Leitungselement im wesentlichen aus unvernetztem, nach der Formung und nach der Montage des Leitungssystems durch Zutritt bzw. Zufüh­ rung von Feuchtigkeit vernetzbarem Kunststoff besteht.

Leitungssysteme kommen in der heutigen Zeit in fast al­ len Gebieten der Technik zum Einsatz. So werden bei­ spielsweise Rohrleitungssysteme zum Transport großer Men­ gen eines Mediums, wie beispielsweise Wasser, Gas oder Öl, über lange Strecken eingesetzt. Auch lassen sich Lei­ tungssysteme für den Transport schwierig zu handhabender Medien, wie beispielsweise Säuren oder Laugen, vorteil­ haft einsetzen. Bei der Hausinstallation werden Leitungs­ systeme sowohl als offene Systeme, z. B. für Brauchwasser­ leitungen, als auch in geschlossenen Kreisläufen, z. B. für Heizungsleitungen, eingesetzt. Weiterhin werden Lei­ tungssysteme als Industrierohrleitungen für den Trans­ port von Gasen, Flüssigkeiten und auch schüttbaren Fest­ stoffen benutzt. Als Rohrpostanlagen können Leitungssy­ steme auch zur "Nachrichtenübertragung" eingesetzt wer­ den. Weiterhin gibt es eine Vielzahl von Anwendungen in der Steuertechnik, z. B. für Druckluft- und Hydrauliklei­ tungen.

Es sind Leitungssysteme bekannt, bei denen die Leitungs­ elemente aus thermoplastischen Kunststoffen, wie Polyethy­ len, Polypropylen oder Polyvinylchlorid (PVC) bestehen. Dabei werden die Rohre im konventionellen Extrusionsver­ fahren und die Rohrleitungsteile und Rohrverbinder durch Spritzgießen oder Umformen hergestellt. Nach der Art der Verwendung des Leitungssystems richtet sich auch die Aus­ wahl der "richtigen" Art der Verbindung. So reicht es aus, bei drucklos betriebenen Leitungen, wie beispiels­ weise Hausabflußleitungen, die mit entsprechenden Verbin­ dungsenden versehenen Leitungselemente in Form einer Steckmuffenverbindung einfach zusammenzustecken.

Druckbeaufschlagte Leitungssysteme verlangen dauerhaft sichere Verbindungen, wozu die Leitungselemente je nach eingesetztem Werkstoff mittels Schweißen, Kleben, Schrau­ ben oder Klemmen miteinander verbunden sind.

Die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen zur Her­ stellung von Leitungssystemteilen hat den Nachteil, daß die so hergestellten Bestandteile eines Leitungssystems bei Druck- und Temperaturbeanspruchungen zum Kriechen neigen. Das Zeitstandverhalten von teilkristallinen ther­ moplastischen Kunststoffen ist durch Knicke der Zeit­ standkurven geprägt. Ein besseres Zeitstandverhalten mit linearen Zeitstandkurven sowie geringere Kriechneigung zeigen vernetzte Kunststoffe, da durch den Vernetzungs­ vorgang ein zusammenhängendes Netzwerk von Molekülen ge­ bildet wird, wie dies aus "Plastic Technology" (Febr. 1981), S. 83-86, bekannt ist. Leitungselemente aus ver­ netzten Kunststoffen haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht mehr durch Schweißen miteinander verbunden werden können, so daß zur Montage eines Leitungssystems aus der­ artigen Leitungselementen diese mit Rohrverbindern aus Metall oder mechanisch höher belastbaren thermoplasti­ schen Kunststoffen, sogenannten "engineering plastics", verbunden werden müssen. Solche Verbinder sind als Klemm- oder Schraubverbindungen ausgeführt. Da bei dem zuvor beschriebenen Leitungssystem das weiter oben ange­ sprochene unerwünschte Kriechverhalten auftritt, kann es im Bereich der Verbindungen, besonders unter Einfluß von Druck und Temperatur, zu Undichtigkeiten im Leitungssy­ stem kommen. Werden Verbinder aus Metall eingesetzt, so müssen als abdichtende Elemente Gummidichtringe oder der­ gleichen Dichtmittel verwendet werden, die jedoch bei manchen Verwendungszwecken des Leitungssystems gar nicht oder nur zeitlich begrenzt einsetzbar sind. Werden Rohre oder Rohrleitungsteile aus vernetztem Kunststoff mit ge­ spritzten thermoplastischen Kunststoff-Rohrverbindern aus "engineering plastics" kombiniert, besteht je nach Art des für die Rohre und die Rohrleitungsteile einge­ setzten Kunststoffes eine starke Hydrolyseanfälligkeit, besonders bei Anwendungen im Heißwasserbereich. Es sind zwar hydrolysebeständige "engineering plastics" bekannt, die jedoch wegen ihrer extrem hohen Preise nicht für Rohrverbinder eingesetzt werden.

Weiterhin sind Leitungssysteme aus Verbundwerkstoffen be­ kannt. Dabei sind die Leitungselemente als Mehrschicht­ bauteile aus Metallen (Aluminium, Kupfer, Stahl usw.) und thermoplastischen bzw. vernetzten Kunststoffen ausge­ führt. Nachteilig bei solchen Leitungselementen ist das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten der Werkstoffe Me­ tall und Kunststoff bei Temperaturänderungen. Spannungen durch das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten, aber auch Korrosion der metallenen Schichten durch Feuchtig­ keit, auch aufgrund der wenn auch nur geringen Wasser­ dampfdurchlässigkeit der Kunststoffe, führen zu einer Delaminierung der einzelnen Schichten und damit zu einer Zerstörung des Leitungssystems. Ferner haben solche Lei­ tungselemente aus Verbundwerkstoffen aufgrund der schwie­ rigen Herstellung einen hohen Preis.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, das eingangs angegebene Leitungselement zur Er­ stellung eines Leitungssystems so auszugestalten und wei­ terzubilden, daß die vorerwähnten Nachteile vermieden werden und daß ein gutes Zeitstandverhalten des gesamten Leitungssystems bei einfacher Herstellbarkeit der Verbin­ dungen zwischen den einzelnen Leitungselementen erreicht wird. Gewünscht ist auch eine lange Lebensdauer und ein universelles Einsatzspektrum bei vertretbarem Preis.

Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Leitungselement der eingangs genannten Art mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Mit der Erfindung wird ein Leitungselement geschaffen, welches es erlaubt, die Eigenschafen hinsichtlich der Vernetzbarkeit den jeweiligen Bedürfnissen, die vom An­ wendungs- und Einsatzgebiet abhängen, optimal anzupas­ sen, d. h. insbesondere, dem Leitungselement eine Vernetz­ barkeit nur in den Bereichen oder Teilen zu verleihen, wo dies erforderlich ist. Dadurch kann die Menge der für die Erzielung der Vernetzbarkeit des Kunststoffes benö­ tigten, relativ teuren Zuschlagstoffe vermindert werden, wobei die hier erzielten Einsparungen die Verteuerung durch den etwas erhöhten Herstellungsaufwand übertref­ fen. Zudem können Leitungselemente gemäß der Erfindung einfacher und wirkungsvoller gegen einen unerwünschten vorzeitigen Vernetzungsbeginn in ihren vernetzbaren Tei­ len oder Bereichen geschützt werden, was die Qualität der hieraus erstellten Leitungssysteme wesentlich verbes­ sert. Als Grundmaterial für das Leitungselement eignet sich insbesondere Polyethylen.

Bevorzugt besitzt der nicht vernetzbare Teil des Lei­ tungselementes die Form einer Schicht, da diese Form für viele Anwendungen die geeignetste ist und zudem bei der Herstellung des Leitungselementes einfach erzeugbar ist.

Eine Ausgestaltung des Leitungselementes sieht vor, daß auch dessen nicht vernetzbarer Teil aus Kunststoff be­ steht, was ebenfalls zu einer einfachen Herstellung des Leitungselementes beiträgt. Dabei ist dieser Kunststoff vorzugsweise wasserdampfundurchlässig, wodurch dieser als Feuchtigkeitssperre zur Vermeidung einer unerwünsch­ ten vorzeitigen Vernetzung der vernetzbaren Teile des Leitungselementes genutzt werden kann. Um einen Feuchtig­ keitszutritt von außen zu vermeiden, ist zweckmäßig der nicht vernetzbare Teil des Kunststoffes als Außenschicht ausgebildet.

Alternativ kann der nicht vernetzbare Teil des Kunst­ stoffes auch als Außenmantel ausgebildet und mit dem Lei­ tungselement entfernbar verbunden sein. Dieser Außenman­ tel stellt ebenfalls eine integrierte Feuchtigkeitssper­ re dar, ist aber vorteilhaft schnell und einfach und ohne besonderes Werkzeug vom übrigen Teil des Leitungs­ elementes entfernbar.

In einer anderen Ausgestaltung kann der nicht vernetzba­ re Teil durch Koextrusion fest mit dem übrigen Leitungs­ element verbunden sein. Dies ergibt eine bessere, halt­ barere Feuchtigkeitssperre für den vernetzbaren Teil des Leitungselementes. Bei Bedarf kann aber auch diese Feuch­ tigkeitssperre, z. B. im Bereich von Verbindungsstellen, spanend entfernt werden.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß das Leitungselement eine Metallschicht als nicht vernetz­ bare Schicht aufweist und daß diese entweder in die Wan­ dung des Leitungselementes eingebettet oder als Außen­ schicht oder -mantel auf das Leitungselement aufgebracht ist. Auch hierdurch wird eine wirksame Feuchtigkeitssper­ re geschaffen, deren Wirkungsweise der der vorangehend beschriebenen Sperren entspricht. Die Metallschicht be­ steht dabei vorzugsweise aus Aluminium, da dieses leicht und korrosionsfest ist.

In vielen Anwendungsfällen genügt eine nachträgliche Ver­ netzung der miteinander verbundenen Leitungselemente in deren Verbindungsbereich, weshalb die Erfindung vor­ sieht, daß der nicht vernetzbare Teil des Leitungselemen­ tes den zwischen dessen Verbindungsstellen liegenden Be­ reich umfaßt.

Um auch einen eine Vernetzung von innen her auslösenden Zutritt von Feuchtigkeit in das Innere des Leitungsele­ mentes vor Erstellung des Leitungssystems zu unterbin­ den, ist schließlich noch vorgesehen, daß dessen Enden entfernbare, feuchtigkeitsundurchlässige Verschlüsse aufweisen.

Mit erfindungsgemäßen Leitungselementen lassen sich rela­ tiv einfach und kostengünstig sichere und lange haltbare Leitungssysteme erstellen, die sich vorteilhaft z. B. für Heizungssysteme und Brauchwassersysteme in der Hausin­ stallation, für Gas- und Flüssigkeitsleitungen in der chemischen und Nahrungsmittelindustrie sowie für viele weitere Zwecke einsetzen lassen.

Claims (12)

1. Leitungselement zur Erstellung eines aus mehreren Leitungselementen, nämlich Rohren, Rohrleitungstei­ len und Rohrverbindern zusammengesetzten Leitungs­ systems, wobei das Leitungselement im wesentlichen aus unvernetztem, nach der Formung und nach der Mon­ tage des Leitungssystems durch Zutritt bzw. Zufüh­ rung von Feuchtigkeit vernetzbarem Kunststoff be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungselement einen nicht vernetzbaren Teil aufweist.

2. Leitungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der nicht vernetzbare Teil die Form einer Schicht besitzt.

3. Leitungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der nicht vernetzbare Teil aus Kunststoff besteht.

4. Leitungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der den nicht vernetzbaren Teil bildende Kunststoff ein wasserdampfundurchlässiger Kunststoff ist.

5. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der nicht vernetzbare Teil des Kunststoffs als Außenschicht ausgebildet ist.

6. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht vernetzbare Teil des Kunststoffs als Außenmantel ausgebildet und mit dem Leitungselement entfernbar verbunden ist.

7. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der nicht vernetzbare Teil durch Koextrusion fest mit dem Leitungselement verbunden ist.

8. Leitungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es eine Metallschicht als nicht vernetzbare Schicht aufweist und diese in die Wandung des Lei­ tungselementes eingebettet ist.

9. Leitungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es eine Metallschicht als nicht vernetzbare Schicht aufweist und diese als Außenschicht auf das Leitungselement aufgebracht ist.

10. Leitungselement nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Aluminium besteht.

11. Leitungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der nicht vernetzbare Teil des Leitungsele­ mentes den zwischen dessen Verbindungsstellen liegen­ den Bereich umfaßt.

12. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß seine Enden entfernbare, feuchtigkeitsundurchlässige Verschlüsse aufweisen.