DE4211044A1 - Verstaerkungsstreifen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verstärkungs­ streifen, welcher spiralförmig um einen Gegenstand ge­ wickelt werden soll, beispielsweise zum Verstärken ei­ ner Beschichtung für einen zylindrischen Gegenstand, etwa ein Rohr, wobei der Verstärkungsstreifen aus Längs- und Querelementen besteht. Die Erfindung befaßt sich insbesondere jedoch nicht ausschließlich mit einem derartigen Streifen, bei welchem die Elemente aus Draht bestehen, welcher zu einem Maschengitter verschweißt ist.

Es ist manchmal erforderlich, auf Rohre für den Ge­ brauch unter Wasser, beispielsweise Ölpipelines, eine schwere Betonbeschichtung o. dgl. aufzubringen, um deren Schwebetendenz entgegen zu wirken. Derartige schwere Beschichtungen machen eine Verstärkung erforderlich, damit diese den beim Gebrauch auftretenden Kräften wi­ derstehen können.

Aus US-PS 40 33 387 und US-PS 41 34 197 ist es bereits bekannt, für diesen Zweck einen Verstärkungsstreifen aus geschweißtem Maschendraht zu verwenden, wie oben erwähnt wurde. Diese Verstärkungsstreifen werden durch die Firma N.V. BEKAERT S.A. unter dem Namen ARMAPIPE (Warenzeichen) vertrieben. Bei einer bestimmten Ausge­ staltung dieses bekannten Verstärkungsstreifens sind alle Längsdrähte des geschweißten Maschengitters gleich verformt und gleichmäßig über den Verstärkungsstreifen verteilt.

Wenn ein derartiger Verstärkungsstreifen um ein Rohr gewickelt wird oder wenn ein derartiger Streifen in die Beschichtung eingebettet wird, während diese Beschich­ tung auf das Rohr aufgebracht wird, ist es meist er­ wünscht, daß die aufeinanderfolgenden Windungen einer Schicht des Verstärkungsstreifens sich teilweise über­ lappen. Es wird demnach eine Spirale mit einer Überlap­ pung aufeinanderfolgender Windungen gewickelt.

Bei der Verwendung der derzeit bekannten Verstärkungs­ streifen, bei denen die Längsdrähte gleichmäßig über den Streifen verteilt sind, besteht der Nachteil, daß beim Wickeln des Streifens mit teilweiser Überlappung der aneinanderliegenden und aufeinanderfolgenden Win­ dungen die Verteilung des Verstärkungsmaterials über die Länge des Rohres bzw. der Beschichtung ungleich ist.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein spiralförmig gewickelter Verstärkungsstreifen vorgese­ hen, bei welchem sich aneinanderliegende Windungen teilweise überlappen, wobei der Streifen Längselemente und Querelemente aufweist, und wobei die Längselemente über die Breite des Streifens so beabstandet sind, daß entlang der Länge der Spirale in einer achsparallelen Richtung ein im wesentlichen gleicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Längselementen des Streifens gege­ ben ist, einschließlich der Bereiche, in denen aneinan­ derliegende Windungen des Streifens sich überlappen.

Vorzugsweise hat der Streifen einen Längs-Zentralbe­ reich und zwei Längs-Seitenbereiche, wobei im Zentral­ bereich mehrere Längselemente vorgesehen sind, die in Querrichtung im wesentlichen gleich beabstandet sind, und wobei in den Seitenbereichen Längselemente vorge­ sehen sind, die in Querrichtung so angeordnet sind, daß sie Abstände bilden, in denen jeweils die Elemente der Seitenbereiche benachbarter überlappender Windungen des Streifens aufgenommen werden derart, daß quer über zwei sich überlappende Seitenbereiche der Abstand zwischen nebeneinander angeordneten Längselementen im wesentli­ chen der gleiche ist wie der Abstand zwischen den Längselementen im Zentralbereich.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jeder Seitenbereich des Streifens mehrere Längselemente, de­ ren Abstand in Querrichtung im wesentlichen das zwei­ fache des Abstandes der Längselemente im Zentralbereich ist.

Vorzugsweise hat jeder Seitenbereich des Streifens meh­ rere Längselemente, deren Abstand in Querrichtung im wesentlichen der gleiche ist wie der der Längselemente im Zentralbereich, wobei jeder Seitenbereich außerdem einen Freiraum hat, dessen Breite in Querrichtung im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Längsele­ menten im Zentralbereich multipliziert mit (1+n) ist, wobei n die Anzahl der Längselemente im Seitenbereich ist.

Jeder Seitenbereich des Streifens kann bei einem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel aus zwei Längselementen be­ stehen.

Bei einer bevorzugten Konstruktion ist der Streifen als geschweißtes Drahtmaschengitter ausgebildet, dessen Längsdrähte vorzugsweise gleichartig verformt sind.

Der Streifen kann als Verstärkung um einen zylindri­ schen Gegenstand, beispielsweise ein Rohr, gewickelt werden und kann in eine auf den zylindrischen Gegen­ stand aufgebrachte Beschichtung eingebettet werden.

Gemäß einer anderen Betrachtungsweise wird durch die vorliegende Erfindung ein Verstärkungsstreifen geschaf­ fen, welcher zu einer Spirale gewickelt werden soll, bei der sich aneinanderliegende Windungen teilweise überlappen, wobei der Streifen Längselemente und Quer­ elemente umfaßt und wobei die Längselemente über die Breite des Streifens so beabstandet sind, daß dann, wenn der Streifen zu einer Spirale gewickelt ist, ent­ lang der Länge der Spirale in einer achsparallelen Richtung ein im wesentlichen gleicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Längselementen des Streifens be­ steht, einschließlich der Bereiche, in denen aneinan­ derliegende Wicklungen des Streifens sich überlappen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles eines Verstär­ kungsstreifens gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Teil eines zweiten Ausführungs­ beispieles eines Verstärkungsstrei­ fens;

Fig. 3 einen Teil eines dritten Ausführungs­ beispieles eines Verstärkungsstrei­ fens;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Rohr­ wand, die mit einer Beschichtung ver­ sehen ist, wobei ein Verstärkungs­ streifen gemäß der Fig. 3 in diese Beschichtung eingebettet ist.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines ersten Ausführungsbei­ spieles eines Verstärkungsstreifens 1 gemäß der Erfin­ dung. Der Verstärkungsstreifen besteht aus sieben Längsdrähten 2 bis 8 und mit Querdrähten 10, die mit jenen im wesentlichen in rechten Winkeln verschweißt sind und einen gleichen Abstand voneinander haben. Die Längsdrähte 2 bis 8 sind vorzugsweise alle gleich ver­ formt. Die Längsdrähte 2 bis 8 können jedoch auch gera­ de Drähte sein. Man kann drei Bereiche über die Breite des Verstärkungsstreifens 1 unterscheiden, nämlich die Bereiche I, II und III bzw. einen Zentralbereich I, ei­ nen unteren Seitenbereich II und einen oberen Seitenbe­ reich III. Der Zentralbereich I umfaßt drei gleich be­ abstandete Längsdrähte 4, 5 und 6 mit einem Abstand von beispielsweise 25,4 mm. Es ist klar, daß der Zentralbe­ reich I auch mehr oder weniger als drei Längsdrähte haben kann. Das charakteristische Merkmal des Zentral­ bereiches I ist, daß der Abstand zwischen einander be­ nachbarten Längsdrähten gleich ist bzw. daß die Längs­ drähte im Zentralbereich I mit einem Einheitsabstand zueinander befestigt sind. Die Längsdrähte 4, 5 und 6 sind demnach im Zentralbereich I über die Breite des Streifens gleich beabstandet.

Der untere Seitenbereich II und der obere Seitenbereich III haben jeweils drei Längsdrähte, nämlich 2, 3 und 4 bzw. 6, 7 und 8. Der Abstand zwischen einander benach­ barten Längsdrähten in diesen Seitenbereichen II und III ist nicht gleich. So ist der Abstand zwischen den Längsdrähten 2 und 3 (7 und 8) im wesentlichen 25,4 mm, während der Abstand zwischen den Längsdrähten 3 und 4 (6 und 7) auf im wesentlichen 76,2 mm vergrößert ist.

Das charakteristische Merkmal dieser Seitenbereiche II und III ist, daß man beim überlappenden Wickeln dieser Bereiche, wenn nämlich der Streifen 1 um einen zylin­ drischen Gegenstand wie ein Rohr gewickelt wird, jetzt sicherstellen kann, daß die Längsdrähte über die Breite der überlappenden Bereiche II und III gleichmäßig beab­ standet sind und daß der Abstand zwischen einander be­ nachbarten Längsdrähten in diesen überlappenden Berei­ chen gleich dem Abstand zwischen einander benachbarten Längsdrähten in dem zentralen Bereich I ist, d. h. den Einheitsabstand voneinander haben. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß die beiden Längsdrähte 7, 8 des oberen Seitenbereiches II zwischen den Längsdrähten 3, 4 des unteren Seitenbereiches II liegen und daß der Ab­ stand zwischen den einander benachbarten Drähten 3 und 7 bzw. 4 und 8 der beiden Seitenbereiche im wesentli­ chen gleich dem Einheitsabstand bzw. dem Abstand zwi­ schen einander benachbarten Drähten im zentralen Be­ reich I ist.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines zweiten Ausführungsbei­ spieles eines Verstärkungsstreifens 1 gemäß der Erfin­ dung. Die drei Bereiche I, II und III sind auch hier wieder dargestellt: der Zentralbereich I hat vier Längsdrähte 4, 5, 6 und 7, während die Seitenbereiche II und III jeweils drei Längsdrähte 2, 3 und 4 bzw. 7, 8 und 9 haben. Der Abstand zwischen einander benachbar­ ten Längsdrähten in den Seitenbereichen II und III ist gleich dem zweifachen des Einheitsabstandes bzw. dem zweifachen des Abstandes zwischen einander benachbarten Längsdrähten im Zentralbereich I. Wenn der Streifen so gewickelt wird, daß die Seitenbereiche II und III sich überlappen, muß man sicherstellen, daß die Längsdrähte 8 bzw. 9 des oberen Seitenbereiches III zwischen den Längsdrähten 2 und 3 bzw. 3 und 4 des unteren Seitenbe­ reiches II liegen und daß der Abstand zwischen einander benachbarten Drähten der überlappenden Bereiche II, III - beispielsweise der Abstand zwischen den Längsdrähten 2 und 8 - im wesentlichen gleich dem Einheitsabstand bzw. dem Abstand zwischen einander benachbarten Längs­ drähten des Zentralbereiches I ist.

Fig. 3 zeigt einen Teil eines bevorzugten Ausführungs­ beispieles für einen Verstärkungsstreifen 1 gemäß der Erfindung. Die drei Bereiche I, II und III sind auch hier wieder dargestellt; der Zentralbereich I hat vier Längsdrähte 3, 4, 5 und 6, während die Seitenbereiche II bzw. III jeweils zwei Längsdrähte 2 und 3 bzw. 6 und 7 haben. Der Abstand zwischen den einander benachbarten Längsdrähten in den Seitenbereichen II und III ist gleich dem zweifachen des Einheitsabstandes bzw. gleich dem zweifachen des Abstandes zwischen einander benach­ barten Drähten im Zentralbereich I. Die Dimensionierung eines derartigen Verstärkungsstreifens 1 ist im folgen­ den beispielhaft angegeben: Der Einheitsabstand ist 25,4 mm; der Durchmesser der Längsdrähte ist 2,86 mm; der Durchmesser der Querdrähte ist 2,00 mm; der Abstand zwischen den Querdrähten ist 67 mm und die Länge des Verstärkungsstreifens 1 auf einer Rolle ist ungefähr 115 m.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Wandbereich eines Rohres 11; auf dieses ist eine Beschichtung 12 aufgebracht, in die ein Verstärkungsstreifen 1 gemäß der Fig. 3 eingebettet ist. Wie Fig. 4 klar erkennen läßt, ist bei einer minimalen Überlappung des unteren Seitenbereiches II durch den oberen Seitenbereich III der aufeinander folgenden Windungen des Verstärkungs­ streifens 1 um einen Einheitsabstand eine gleichmäßige Verteilung des Verstärkungsmaterials über die Länge des Rohres 11 erreicht worden.

Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Rohres 11 ist nur ein Verstärkungsstreifen bzw. ei­ ne Verstärkungsschicht 1 in die Beschichtung 12 einge­ legt worden. Es versteht sich, daß auch mehrere Ver­ stärkungsschichten bzw. Verstärkungsstreifen 1 in die Beschichtung 12 eingelegt werden könnten.

Aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ergibt sich, daß dann, wenn der Abstand zwischen zwei benach­ barten Längsdrähten in bestimmten Teilen der Seitenbe­ reiche II und III nicht gleich dem Einheitsabstand bzw. dem Abstand zwischen benachbarten Längsdrähten des Zen­ tralbereiches I ist, dieser Abstand dennoch gleich ei­ nem n-fachen des Einheitsabstandes ist, und daß beim Wickeln mit überlappenden Seitenbereichen man immer sicherstellen muß, daß n-1 Längsdrähte eines der Berei­ che zwischen den beiden Längsdrähten der anderen Berei­ che liegen, die einen n-fachen Abstand voneinander haben, so daß der Abstand zwischen einander benachbar­ ten Längsdrähten der einander überlappenden beiden Be­ reiche II und III dann im wesentlichen gleich dem Ein­ heitsabstand bzw. dem Abstand zwischen einander benach­ barten Längsdrähten des Zentralbereiches ist.

Claims (17)

1. Spiralförmig gewickelter Verstärkungsstreifen (1), bei welchem sich aneinanderliegende Wicklungen teilweise überlappen, wobei der Streifen Längsele­ mente (2 bis 8) sowie Querelemente (10) hat, und wobei die Längselemente (2 bis 8) über die Breite des Streifens so beabstandet sind, daß in Längs­ richtung der Spirale in achsparalleler Richtung ein im wesentlichen einheitlicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Längselementen (2 bis 8) des Streifens gegeben ist, einschließlich der Bereiche (II, III), in denen sich aneinanderliegende Wick­ lungen des Streifens überlappen.

2. Streifen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ei­ nen Längs-Zentralbereich (I) und zwei Längs-Sei­ tenbereiche (II, III), mit mehreren Längselementen (4, 5, 6) im Zentralbereich (I), die in Querrich­ tung im wesentlichen gleichmäßig beabstandet sind, und mit Längselementen (2, 3; 7, 8) in den Seiten­ bereichen (II, III), die in Querrichtung so ange­ ordnet sind, daß Abstände verbleiben, in denen die Elemente der Seitenbereiche aneinanderliegender überlappender Wicklungen des Streifens so aufge­ nommen werden, daß in Breitenrichtung zweier über­ lappender Seitenbereiche (II, III) der Abstand zwischen einander benachbarten Längselementen im wesentlichen der gleiche ist wie der Abstand zwi­ schen den Längselementen des Zentralbereiches (I).

3. Streifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenbereich (II, III) mehrere Längs­ elemente (2, 3; 8, 9) aufweist, deren Abstand in Querrichtung im wesentlichen dem Zweifachen des Abstandes der Längselemente (4 bis 7) im Zentral­ bereich (I) ist.

4. Streifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenbereich (II, III) mehrere Längs­ elemente hat, deren Abstand in Querrichtung im we­ sentlichen der gleiche wie der der Längselemente im Zentralbereich (I) ist, wobei jeder Seitenbe­ reich (II, III) zusätzlich einen Zwischenraum hat, welcher in Querrichtung eine Breite aufweist, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Längselementen des Zentralbereiches (I) multipli­ ziert mit (1+n) ist, wobei n die Anzahl der Längs­ elemente des Seitenbereiches (II, III) ist.

5. Streifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenbereich (II, III) zwei Längselemente (2, 3; 7, 8) hat.

6. Streifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als geschweißter Maschendraht ausgebildet ist.

7. Streifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdrähte (2 bis 8) gleich verformt sind.

8. Streifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Verstärkung um einen zylindrischen Gegenstand (11) wickelbar ist.

9. Streifen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er in eine auf den zylindrischen Gegenstand (11) aufgebrachte Beschichtung (12) eingebettet wird.

10. Streifen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zylindrische Gegenstand (11) ein Rohr ist.

11. Verstärkungsstreifen (1), welcher dazu dient, zu einer Spirale gewickelt zu werden, bei der sich aneinanderliegende Wicklungen teilweise überlap­ pen, wobei der Streifen Längselemente (2 bis 7) und Querelemente (10) aufweist, und wobei die Längselemente über die Breite des Streifens so be­ abstandet sind, daß bei zu einer Spirale gewickel­ tem Streifen in Längsrichtung der Spirale parallel zur Achsenrichtung ein im wesentlichen gleicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Längselemen­ ten (2 bis 6; 2; 7) des Streifens gegeben ist, einschließlich der Bereiche (II, III), in denen sich aneinanderliegende Wicklungen des Streifens überlappen (Fig. 4).

12. Streifen nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Längs-Zentralbereich (1) und zwei Längs-Sei­ tenbereiche (II, III), mit mehreren Längselementen im Zentralbereich (I), die im wesentlichen in der Querrichtung gleich beabstandet sind, und mit Längselementen in den Seitenbereichen (II, III), die in Querrichtung so angeordnet sind, daß Zwi­ schenräume gebildet werden, die die Elemente der Seitenbereiche von aneinanderliegenden überlappen­ den Wicklungen des Streifens aufnehmen, wenn die­ ser zu einer Spirale gewickelt ist, derart, daß in Breitenrichtung zweier sich überlappender Seiten­ bereiche (II, III) der Abstand zwischen benachbar­ ten Längselementen im wesentlichen der gleiche wie der Abstand zwischen den Längselementen im Zen­ tralbereich (I) ist.

13. Streifen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenbereich (II, III) mehrere Längs­ elemente (2, 3; 8, 9) aufweist, deren Abstand in Querrichtung im wesentlichen das Zweifache des Ab­ standes der Längselemente (4 bis 7) im Zentralbe­ reich (1) ist.

14. Streifen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenbereich (II, III) mehrere Längs­ elemente (2, 3; 7, 8) aufweist, deren Abstand in Querrichtung im wesentlichen der gleiche ist wie der der Längselemente (4 bis 6) im Zentralbereich (I), wobei jeder Seitenbereich (II, III) außerdem einen Zwischenraum aufweist, welcher in Querrich­ tung eine Breite hat, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Längselementen im Zen­ tralbereich multipliziert mit (1+n) ist, wobei n die Anzahl der Längselemente in dem Seitenbereich (II, III) ist.

15. Streifen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seitenbereich (II, III) zwei Längsele­ mente (2, 3; 7, 8) hat.

16. Streifen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß er als geschweißter Ma­ schendraht ausgebildet ist.

17. Streifen nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Längsdrähte (2 bis 8) gleich verformt sind.