DE9411008U1 - Mehrschichtiges Rohr - Google Patents
Mehrschichtiges RohrInfo
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Description
8635 JS
Die Erfindung betrifft ein durch Coextrusion hergestelltes mehrschichtiges Rohr, gegebenenfalls mit angeformter Muffe,
dessen Mittelschichte aus mit Mineralstoff gefülltem Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen besteht.
Bisher haben Hausabflußrohre aus Polyolefinen, wie Polypropylen
(PP) oder Polyethylen (PE) den Nachteil, daß sie eine geringe Steifigkeit und eine unter Belastung ausgeprägte Langzeitdeformation
aufweisen. Aus wirtschaftlichen Gründen wird die Wandstärke der Rohre den mechanischen Anforderungen entsprechend
knapp bemessen. Dies hat zur Folge, daß Hausabflußrohre aus Polyolefinen die für die Anwendung erforderliche
Nenn-Steifigkeit (SN) SN4 (4kN/m2), bei Dimensionen über DN/OD
50 (DN/OD = Dimension Nominale/Outside Diameter = Nennweite/-Außendurchmesser),
(hier entspricht die Nennweite dem Außendurchmesser) nicht erreichen.
Rohre aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisaten (ABS) erreichen zwar diese Steifigkeitsklasse jedoch haben diese
Rohre den Nachteil, daß der ständige Kontakt mit aggressiven Abwässern zur Spannungsrißkorrosion und somit zu Rohrschäden
führt.
Ein weiterer Nachteil ist die Herstellung der angeformten Muffe an Polyolefin-(PP und PE)-Rohren. Bisher ist eine exakte
Verformung nur mit hohem verfahrenstechnischem Aufwand (sowohl im Spreizkern als auch im Blasverfahren) möglich gewesen.
Dabei waren hohe Toleranzen zur Einhaltung der Langzeit-Schrumpfwerte
erforderlich. Dies hatte zur Folge, daß zu große Toleranzen an den Muffenmaßen und unterschiedliche Schrumpfwerte zu einer nicht exakten Paßfähigkeit mit den zu verbindendem
Rohrenden oder Formstücken führten. Zudem sind die Aufwärm- und Abkühlzeiten bei Polyolefin-(PP- und PE-)Rohren
relativ hoch, so daß die Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Wandstärke und somit die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt
wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebenen
Nachteile von Polyolefin-(PP- oder PE-)Rohren zu
kompensieren.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch ein im Coextrusionsverfahren
hergestelltes Mehrschichtrohr, bestehend aus einer tragenden Mittelschichte aus einem mineralstoffgefüllten Polyolefin,
insbesondere Polypropylen und je einer dünnwandigen Außen- und Innenschichte erreicht.
Durch die Erfindung wird ein Rohr im Dimensionsbereich DN 30 bis DN 300 z.B. aus einem Polyolefin, insbesondere aus PP
geschaffen, an das Muffen direkt angeformt werden können. Beim erfindungsgemäßen Rohr ist die radiale Rohrsteifigkeit, bei
den in der Tabelle angeführten Mindestwandstärken nicht kleiner als 4 kN/m2 (geprüft nach ISO/DIS 9969). In der Mittelschichte
kann ein Umlaufmaterial, z.B. ein Regenerat oder Recyclat verarbeitet werden. Unter den Begriffen "Regenerat"
und "Recyclat" ist im vorliegenden folgendes zu verstehen: Ein Regenerat ist ein Umlaufmaterial, das durch Produktionsausschuß
entsteht und - ohne weiteren Gebrauch - in den Produktionsfluß wieder eingeleitet wird. Ein Recyclat ist ein aus
einem bereits im Gebrauch befundenen Produkt rückgewonnenes Material, das dann zu einem anderen oder auch zu dem gleichen
Produkt verarbeitet wird.
Im vorliegenden ist der Begriff "radiale Rohrsteifigkeit" mit
"Scheitelsteifigkeit" (SN) gleichzusetzen. SN ist jene Steifigkeit,
die einer Last am Scheitel eines Rohres bei 5 % "Scheiteldeformation" ISO/DIS 99 69 entgegenwirkt. Die Scheitelsteifigkeit
steht im Gegensatz zur achsialen Rohrsteifigkeit. Die Bezeichnungsunterschiede haben ihren Ursprung aus
der Betrachtung der Last- und Auflagereinflüsse und der Art der Reaktion (Biegung, Beulung, Knickung usw.) des Rohres auf
diese Lasten. Radial = Deformation im Rohrquerschnitt, z.B.
Beulen, Achsial = Deformation in der Rohrlängsachse, z.B. Biegung.
Die Erhöhung der Rohrsteifigkeit bzw. des Elastizitätsmoduls
wird bei der Erfindung vornehmlich durch die mineralstoffgefüllte Mittelschicht herbeigeführt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche. Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Rohr ist im Schnitt in der Zeichnung dargestellt.
Um das optimale Verhältnis zwischen ausreichender Schlagzähigkeit und hoher Steifigkeit zu gewährleisten, kann eine Mischung
verwendet werden, die aus mit 25 bis 50 Gew.-Teilen Talkum oder aus mit 25 bis 50 Gew.-Teilen Kreide gefülltem
Polyolefin, z.B. PP bzw. PP-Copolymer oder einem Gemisch daraus, besteht.
Durch die Mineralstoffüllung und eine gleichmäßige Füllstoffverteilung
wird eine Steifigkeit im E-Modulbereich von 1.500 3.000 kN/mm2 im Mittelschichtmaterial erreicht.
Dieses Material ist das Trägermaterial in der Mittelschichte 3 des erfindungsgemäßen Rohres. Durch die hohe Mineralstoffüllung
des Polyolefin-Werkstoffes der Mittelschichte, beispielsweise des Polypropylens (PP), liegt auch eine geringere Enthalpie
bzw. eine höhere Wärmeleitung vor, die für die raschere und gleichmäßigere Erwärmung und Abkühlung bei der anschließenden
Muffenverformung vorteilhaft ist. Die gleichmäßige
Verteilung der Wandstärken aller Rohrschichten und der Mineralstoffe im Werkstoff z.B. der Mittelschichte gewährleisten
auch ein kontrollierbares Schrumpfmaß am Rohr und an der Muffe.
Die Außen- und Innenschichten des Rohres unterstützen die erforderliche Innendruckfestigkeit und die Schlagzähigkeitseigenschaft
bei tieferen Temperaturen. Die Innen- und Außenschichte können bei der Erfindung aus einem Polyolefin z.B.
PP-Copolymer bestehen. Die Schichten werden ohne Haftvermittler coextrudiert. Die Wandstärken sind den mechanisch-chemischen
Anforderungen angepaßt und sind mit der Gesamtwandstärke in Tabelle dimensionsbezogen dargestellt.
• ·
• ·
Tabelle 1 : Rohrdimensionen u. Wandstärken ftlr 3-Schichtrohre mit einer
Sclieitelsteifigkeit > 4 kN/m2 (Radialsteifigkeit)
Sclieitelsteifigkeit > 4 kN/m2 (Radialsteifigkeit)
| DN | da (mm) |
Sa5min (mm) |
Sm,min (mm) |
Si,min (mm) |
Sges,min (IM') |
Sges, real (mm) |
| 30 | 32 | 0,2 | 0,7 | 0,2 | 1,1 | 1,8 |
| 40 | 40 | 0,3 | 0,9 | 0,3 | 1,5 | 1.8 |
| 50 | 50 | 0,4 | 1,0 | 0,4 | 1,8 | 1,8 |
| 70 | L -75 | 0,4 | 1,4 | 0,4 | 2.2 | 2,6 |
| 100 | 110 | 0,4 | 2,4 | 0,4 | 3,2 | 3,4 |
| 125 | 125 | 0,4 | 2,8 | 0,4 | 3,6 | 3,9 |
| 150 | 160 | 0,4 | 3,8 | 0,4 | 4,6 | 4,9 |
| 200 | 200 | 0,4 | 5,0 | 0,4 | 5,8 | 6,0 |
| 250 | 250 | 0,4 | 6,4 | 0,4 | 7,2 | 7,5 |
| 300 | 3&Idigr;5 | 0,4 | 8,3 | 0,4 | 9,1 | 9,7 |
da Außendurchmesser
Sa Wandstärke Außenschichte
Sm Wandstärke Mittelschichte
Si Wandstärke Innenschichte
SgesWandstärke gesamt
SgesWandstärke gesamt
Sges,realempfohlene Wandstärke, beispielhaft
Die Innenschichte 2 und/oder die Außenschichte 1 kann auch aus anderen Kunststoffen als dem Kunststoff der Mittelschichte 3,
der beispielsweise PP ist, bestehen, wenn diese mittels Haftvermittler - also jeweils zwei weiteren Schichten - mit der
Mittelschichte 3 verbunden werden. Diese Kunststoffe für die Außen- und/oder der Innenschichte 1, 2 können beispielhaft
sein:
Polyethylen (PE)
Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymer (ABS)
Copolymere aus Styrol und Acrylnitril (SAN)
Polyamid (PA)
Beispielsweise kann die Erfindung zusammenfassend wie folgt dargestellt werden:
Ein Rohr mit vorzugsweise angeformter Muffe, das als Hausabflußrohr
verwendbar ist, und dessen radiale Rohrsteifigkeit bei den in Tabelle 1 angeführten Wandstärken größer als 4 kN/m2
ist, besteht aus drei Schichten 1, 2, 3. Die Mittelschichte 3 besteht aus einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen, das
mit 25 bis 50 Gew.-% Kreide oder Talkum gefüllt ist. Die Außenschichte 1 und die Mittelschichte 2 bestehen bevorzugt aus
dem gleichen Kunststoff wie die Mittelschichte 3, jedoch ohne Mineralstoffüllung.
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Claims (16)
1. Mehrschichtiges Rohr aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschichte (3) aus mit Mineralstoff gefülltem
Polyolefin besteht.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoffanteil in der Mittelschichte (3) zwischen 25 und
50 Gew.-% beträgt.
3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschichte (3) mit Talkum als Mineralstoff gefüllt
ist.
4. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschichte (3) mit Kreide als Mineralstoff gefüllt
ist.
5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschichte (3) aus Polypropylen oder
aus Polyethylen besteht.
6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschichte (2) aus dem gleichen
Kunststoff wie die Mittelschichte (3) besteht.
7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschichte (1) aus dem gleichen
Kunststoff wie die Mittelschichte (3) besteht.
8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschichte (3) aus mit Mineralstoff
erfülltem Polypropylen besteht und bis zu 100 Gew.-% Umlaufmaterial·
aus Rohren nach Anspruch 7 enthäl·^
9. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der die Mittelschichte (3) biidende Kunststoff bis zu 50 Gew.-% Kunststoffrecyciat
10. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschichte (1) eine Dicke von 0,2 bis 0,7 mm besitzt.
11. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenschichte (2) eine Dicke von 0,2 bis 0,7 mm beträgt.
12. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke der Mittelschichte (3) wenigstens 50% der Gesamtwandstärke des Rohres beträgt.
13. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß an das Rohr eine Muffe einstückig angeformt ist.
14. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr im Coextrusionsverfahren hergestellt ist.
15. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschichte (1) und die Innenschichte (2) aus Polypropylencopolymer bestehen.
16. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Rohrsteifigkeit größer als 4 kN/m2 ist.
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