DE602004005680T2

DE602004005680T2 - Bei der herstellung eines rohrs verwendetes hohlprofil

Info

Publication number: DE602004005680T2
Application number: DE602004005680T
Authority: DE
Inventors: Sven SJÖBERG
Original assignee: KWH Pipe Oy AB
Current assignee: Uponor Infra Oy
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2024-02-24
Also published as: PE20040745A1; HRP20050838A2; TNSN05179A1; IS2401B; EP1597505A1; CY1106696T1; NO337468B1; CA2517159A1; RS20050641A; FI20030275A0; ES2283989T3; AR043371A1; KR20050105252A; JP2006518681A; DK1597505T3; JP4498350B2; ATE358795T1; PT1597505E; ZA200506713B; IS8027A

Description

Die Erfindung betrifft ein Hohlprofil zur Verwendung bei der Herstellung eines spiralförmig gewickelten doppelwandigen thermoplastischen Rohrs, welches Hohlprofil einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt aufweist und die zur Bildung der inneren Wand des Rohrs vorgesehene Wand des Hohlprofils dicker ist als die zur Bildung der äußeren Wand der Rohrs vorgesehene Wand, vgl. US-A-5 431 762.
Beim Herstellen spiralförmig gewickelter doppelwandiger thermoplastischer Rohre wird ein Hohlprofil spiralförmig um einen dem inneren Durchmesser eines Rohrs entsprechenden Zylinder oder ähnlichem gewickelt und die benachbarten Spiralen des Hohlprofils werden in an sich bekannter Weise zusammengeschweißt. Der Vorteil eines in dieser Weise hergestellten Rohrs besteht in ihrer Leichtigkeit und in ihrer guten Ringsteifigkeit im Vergleich zu unter Verwendung der gleichen Materialmenge hergestellten vollwandigen Rohren. Gleichzeitig verleiht der doppelwandige Aufbau dem Rohr eine gute Isolierfähigkeit, und durch den sich in der Rohrwand spiralförmig erstreckenden Hohlraum kann eine Heiz- oder Kühlflüssigkeit durchgeleitet werden.
Der Hohlraum eines zur Herstellung eines herkömmlichen spiralförmig gewickelten Rohrs verwendeten Hohlprofils weist einen im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt auf, wobei alle Ecken des Rechtecks mit einem Abrundungsradius gleicher Größe abgerundet sind und alle Wände des Hohlprofils eine annähernd gleiche Dicke aufweisen. Der Wandaufbau dieser Rohre, die in erster Linie zum drucklosen Transport von Flüssigkeiten vorgesehen sind, ist optimiert, um äußeren Belastungen wie einer Erdbelastung, einer Belastung durch Grundwasser und Verkehr standzuhalten, sie sind aber nicht für Anwendungen mit einem erhöhten Innendruck vorgesehen. Ein erhöhter Innendruck kann nämlich zu einer Beschädigung der Rohrwand führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlprofilaufbau zu schaffen, der eine erheblich verbesserte Widerstandsfähigkeit eines Rohrs gegen Innendruck besitzt. Dieses Ziel wird mit einem Hohlprofil erreicht, für das kennzeichnend ist, dass der innere Abrundungsradius der an die dickere Wand des Hohlprofils angrenzenden Ecken des Hohlprofils erheblich größer ist als der Abrundungsradius der beiden anderen Ecken des Hohlraums.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Dicke der zur Bildung der inneren Wand eines Rohrs vorgesehenen Wand eines Hohlprofils im mittleren Bereich dieser Wand am kleinsten und nimmt in Richtung auf die beiden an diese Wand angrenzenden Seitenecken progressiv zu. Die drei anderen Wände des Hohlprofils weisen vorteilhafterweise untereinander eine gleiche Dicke auf.
Das Verhältnis der minimalen Dicke der dickeren Wand zur Dicke der anderen Wände eines zur Herstellung eines Rohrs mit einem inneren Durchmesser von 1200 mm vorgesehenen Hohlprofils ist vorteilhafterweise 120:77 und der innere Abrundungsradius der an die dickere Wand angrenzenden Ecken beträgt vorteilhafterweise 24 mm.
Als Material des Hohlprofils kann ein extrudierbarer Thermoplast wie Polyolefin, vorzugsweise HD-Polyethylen oder Polypropylen verwendet werden. Durch Modifizierung des Thermoplasts mit Füll- und/oder Verstärkungsstoffen werden verbesserte Druckfestigkeitseigenschaften in Kombination mit verbesserten Ringsteifigkeitseigenschaften erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Hierin
1 zeigt einen Querschnitt eines herkömmlichen Hohlprofils zur Verwendung bei der Herstellung eines spiralförmig gewickelten Rohrs und
2 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Hohlprofils zur Verwendung bei der Herstellung eines spiralförmig gewickelten Rohrs.
1 zeigt einen Querschnitt eines herkömmlichen rechtwinkligen Hohlprofils 1a, das zur Herstellung einer spiralförmig gewickelten doppelwandigen thermoplastischen Rohrs zum Transportieren einer drucklosen Flüssigkeit verwendet worden ist. Wie aus der Figur ersichtlich ist, weisen alle Wände 2, 3, 4, 5 des Profils annähernd die gleiche Dicke auf und alle Ecken ihres Hohlraums 6 sind mit dem gleichen Abrundungsradius abgerundet worden. Zum Beispiel zur Herstellung eines spiralförmig gewickelten Schrägrohrs mit einem inneren Durchmesser von 1200 mm kann ein Hohlprofil 1a dieser Art verwendet werden, dessen Querschnitt eine äußere Breite von 93,8 mm und eine äußere Höhe von 75 mm aufweist. Jede Ecke des Hohlraums 6 des Hohlprofils 1a hat einen Abrundungsradius von 6,7 mm, und die zur Bildung der inneren Wand eines spiralförmig gewickelten Rohrs vorgesehene Wand 2 des Hohlprofils weist eine Dicke von 6,5 mm auf und die anderen Wände 3, 4, 5 des Hohlprofils haben eine Dicke von 5,6 mm. Ein unter Verwendung eines derartigen Hohlprofils hergestelltes spiralförmig gewickeltes Rohr eignet sich zum Transport eines drucklosen Mediums wie einer Flüssigkeit, aber es eignet sich nicht zum Transport von unter Druck stehenden Medien, wobei sich in einem Rohr ein höherer Druck bildet.
Ein erfindungsgemäßes Hohlprofil 1 ermöglicht die Herstellung eines spiralförmig gewickelten Rohrs, das erheblich besser einem Innendruck standhält. 2 zeigt einen Querschnitt einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hohlprofils 1. Dieses Hohlprofil 1 weist die gleichen äußeren Dimensionen auf wie das in 1 gezeigte Hohlprofil 1a zur Herstellung eines spiralförmig gewickelten Rohrs mit einem Innendurchmesser von derselben Größe. Die zur Bildung der inneren Wand eines spiralförmig gewickelten Rohrs vorgesehene Wand 2 des erfindungsgemäßen Hohlprofils weist eine wesentlich größere Dicke auf als die anderen Wände 3, 4, 5 des Hohlprofils, während ein Abrundungsradius 7a der an die Wand 2 angrenzenden Ecken des Hohlraums 6 erheblich größer ist als der Abrundungsradius der zwei anderen Ecken, welcher letzterer Abrundungsradius gleich groß ist wie alle Abrundungsradien des in 1 gezeigten Hohlprofils. Gemäß der in 2 gezeigten vorteilhaften Ausführungsform ist die Dicke der Wand 2 nicht konstant über ihre ganze Breite, sondern die Dicke ist im mittleren Bereich der Wand 2 am kleinsten und nimmt in Richtung auf die beiden an diese Wand 2 angrenzenden Ecken des Hohlprofils progressiv zu, so dass der Hohlraum des Hohlprofils 1 an dieser verdickten Wand 2 einen annähernd bogenförmigen Querschnitt aufweist. Zur Herstellung eines spiralförmig gewickelten Rohrs mit einem inneren Durchmesser von 1200 mm kann die minimale Dicke der verdickten Wand 2 12 mm betragen, während die anderen Wände 3, 4 und 5 des Hohlprofils 1 eine Dicke von 7,7 mm aufweisen. Der Abrundungsradius 7a der an die Wand 2 angrenzenden Ecken beträgt kleinstenfalls 24 mm.
Zum Vergleichen der in den 1 und 2 gezeigten Hohlprofile 1a und 1 haben wir die in den inneren Wänden der aus den beiden besagten Hohlprofilen hergestellten spiralförmig gewickelten Rohre mit einem inneren Durchmesser von 1200 mm und einem im Rohr vorherrschen Druck von 2 bar auftretenden inneren Spannungen ermittelt. Aus den durchgeführten Vergleichsberechnungen ergibt sich, dass die maximale Spannung in der Innenwand eines aus dem Hohlprofil nach 1 hergestellten Rohrs 8 N/mm² betrug, und die maximale Spannung in der Innenwand eines aus dem Hohlprofil nach 2 hergestellten Rohrs nur ca. 4 N/mm² betrug. Wie die Resultate zeigen, wird mit dem erfindungsgemäßen Hohlprofil eine erhebliche Verbesserung der Druckfestigkeitseigenschaften eines Rohrs erreicht.

Claims

Hohlprofil (1) zur Verwendung bei der Herstellung eines spiralförmig gewickelten doppelwandigen thermoplastischen Rohrs, welches Hohlprofil einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt aufweist und wobei die zur Bildung der inneren Wand des Rohrs vorgesehene Wand (2) des Hohlprofils dicker ist als die zur Bildung der äußeren Wand des Rohrs vorgesehene Wand (4) des Hohlprofils, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Abrundungsradius (7a) der an die dickere Wand (2) angrenzenden Ecken des Hohlprofils erheblich größer ist als der Abrundungsradius (7) der beiden anderen Ecken des Hohlraums (6).
Hohlprofil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der die innere Wand des Rohrs bildenden Wand (2) des Hohlprofils in dem mittleren Bereich dieser Wand am kleinsten ist und in Richtung auf die beiden an diese Wand (2) des Hohlprofils (1) angrenzenden Seitenecken progressiv zunimmt.
Hohlprofil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drei anderen Wände (3, 4, 5) des Hohlprofils (1) untereinander eine gleiche Dicke aufweisen.
Hohlprofil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der minimalen Dicke der dickeren Wand (2) zur Dicke der anderen Wände (3, 4, 5) eines zur Herstellung eines Rohrs mit einem inneren Durchmesser von 1200 mm vorgesehenen Hohlprofils (1) 120:77 ist und der innere Abrundungsradius (7a) der an die dickere Wand (2) angrenzenden Ecken 24 mm beträgt.
Hohlprofil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (1) aus einem extrudierbaren Thermoplast wie Polyolefin, vorzugsweise PE-HD oder Polypropylen hergestellt ist.
Hohlprofil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast zur weiteren Verbesserung der Druckfestigkeits- und Ringsteifigkeitseigenschaften mit Füll- und/oder Verstärkungsstoffen modifiziert ist.