EP0639411B1 - Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Verbundrohre mit Metalleinlagen - Google Patents

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EP0639411B1
EP0639411B1 EP94104590A EP94104590A EP0639411B1 EP 0639411 B1 EP0639411 B1 EP 0639411B1 EP 94104590 A EP94104590 A EP 94104590A EP 94104590 A EP94104590 A EP 94104590A EP 0639411 B1 EP0639411 B1 EP 0639411B1
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    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0822—Guiding or aligning the edges of the bent sheet

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Composite pipe for the conveyance of liquid or gaseous Media in a heated or cooled state, the composite pipe at least one inner tube made of plastic and one has this encasing metal tube.
  • Such a manufacturing process for plastic-metal composite pipe is from DE-A1-29 23 544, DE-C1-34 32 944 and EP-A-0 127 127.
  • a metal band is formed around a plastic tube, so that its extending in the longitudinal direction of the plastic tube Band edges lie together. In this condition the strip edges are welded together. Doing so provided that the inside diameter of the metal pipe is larger than the outer diameter of the plastic inner tube. The differences in diameter are partly clear Are defined. It is also described that the metal pipe after welding is reduced in diameter to create a connection between the two pipe materials. After this reduction process, the prerequisites are first created for an adhesive connection of the two pipes.
  • EP-A-0127127 The method known from EP-A-0127127 is the generic term of claim 1 is based.
  • the metal inlays of composite pipes are preferred thin-walled and the pipe diameter as well as the purpose adapted to the pipes.
  • the free shaping of thin Metal strips to pipes is because of those that occur during molding Marginal stresses in the tape are generally known. That's the way it is extremely difficult in the endless production of thin-walled pipes for guiding the belt edges for the Welding process in the mold to ensure that an absolute optimal and constant welding result ensured can be.
  • the registration is based on the task, an endless to coat extruded plastic pipe, being a Metal tape by fitting the tape edges around tight the plastic tube is shaped in the longitudinal axis and is gas-tight is welded.
  • the invention provides a method for solving this problem proposed with the method steps of claim 1.
  • the features of advantageous developments of the Methods according to claim 1 are each in the subclaims specified.
  • the longitudinal ones Band edges of the metal band before laying the same angled around the plastic inner tube.
  • the adjacent band edges are essentially radially from the inner tube when the metal band around the Inner tube is placed.
  • the method presented has the basic idea that Plastic inner tube with a metal band to form and by bending the band edges a reliable To allow welding.
  • the use for forming the metal band is very great allows thin metal bands.
  • the metal tube shape as the tolerances that occur are also affected by the Inner tube determined.
  • the non-positive shape according to the invention of the metal band around the inner tube become oxygen inclusions avoided during the subsequent longitudinal seam welding disruptive and also the adhesive connection between Adversely affect inner tube and metal sheathing.
  • the invention has the advantage that on pipe calibration or Reducing devices can be dispensed with because of the Composite plastic inner tube with the metal jacket dimensioned and is welded to fit. Because the strip edge preparation according to the invention can the longitudinal seam welding of the metal pipe on the plastic inner tube without an air gap. Furthermore, a trimming operation of the tape is as general usual, not necessary, because those guaranteed according to DIN Width tolerances for fine strips are for one trouble-free manufacturing process absolutely sufficient, with what increased operational safety of the manufacturing plant becomes.
  • Aluminum used because of the low specific weight is preferred Aluminum used. This also means that mechanical properties, flexibility and for the endless production so important the ability to be wound up Get pipes.
  • a AC-DC method used for the welding process itself. So that's it possible, aluminum without further pretreatment (oxide layer) to weld and moreover, homogeneous and to produce mechanically resilient weld seams.
  • the welding speed that can be achieved with it to see. Welding by AC / DC gives this type of production the greatest possible Security in continuous continuous operation.
  • the metal tube is particularly after the longitudinal seam welding warm in the area of the weld. With the cooling of the The weld seam is shrinking. This carries to ensure that the metal tube is non-positively on the inner tube is pulled.
  • the tube combination Plastic metal is heated all around.
  • the adhesion promoter is activated and the bond between the two is tight superimposed pipes made of different materials takes place and is centric again starting shrinking process of the metal shell favored.
  • the process of gluing the two pipes against each other is done by the positive forming favored and by theshrinking process optimized after thermal treatment.
  • a composite pipe manufactured by the method according to the invention is in the drawing in different views shown.
  • 1 shows a perspective view a partially broken plastic-metal-plastic composite pipe, while the figures 2 and 3 Show cross sections.
  • Fig. 4 is a perspective view of the composite pipe after partial welding the formed from the upstanding band edges of the metal tube Longitudinal seam.
  • the composite pipe has a plastic inner pipe 1 made of PE or XLPE material around which a metal band made of aluminum formed with angled band edges 3 to a metal tube 2 becomes.
  • the adjacent radially protruding Band edges 3 are joined together by means of a welding head 4 welded.
  • the band edges 3 (Fig. 2) can the height of the weld can be determined (Fig. 3).
  • an outer tube 5 made of PE or XLPE material can be extruded.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien in erwärmtem oder gekühltem Zustand, wobei das Verbundrohr wenigstens ein Innenrohr aus Kunststoff und ein dieses ummantelndes Metallrohr aufweist.
Ein derartiges Herstellungsverfahren für Kunststoff-Metall-Verbundrohr ist aus DE-A1-29 23 544, DE-C1-34 32 944 und EP-A-0 127 127 bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird ein Metallband um ein Kunststoffrohr geformt, so daß seine in Längsrichtung des Kunststoffrohres verlaufenden Bandkanten aneinanderliegen. In diesem Zustand werden die Bandkanten miteinander verschweißt. Dabei wird vorausgesetzt, daS der Innendurchmesser des Metallrohres größer ist als der Außendurchmesser des Kunststoff-Innenrohres. Die Durchmesserunterschiede sind zum Teil eindeutig definiert. Auch wird beschrieben, daß das Metallrohr nach dem Schweißen im Durchmesser reduziert wird, um eine Verbindung zwischen den beiden Rohrmaterialien herzustellen. Nach diesem Reduziervorgang sind erst die Voraus-Setzungen für eine Klebeverbindung der beiden Rohre geschaffen.
Das aus EP-A-0127127 bekannte Verfahren ist dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde gelegt.
Die Metalleinlagen von Verbundrohren sind vorzugsweise dünnwandig und dem Rohrdurchmesser sowie dem Vervendungszweck der Rohre angepaßt. Das freie Formen von dünnen Metallbändern zu Rohren ist wegen der beim Formen auftretenden Randspannungen im Band allgemein bekannt. So ist es außerordentlich schwierig, bei der Endlos-Fertigung der dünnwandigen Rohre die Führung der Bandkanten für den Schweißprozeß in der Form sicherzustellen, daß ein absolut optimales und gleichbleibendes Schweißergebnis sichergestellt werden kann.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein endlos extrudiertes Kunststoffrohr zu ummanteln, wobei ein Metallband durch Formen der Bandkanten eng anliegend um das Kunststoffrohr in der Längsachse geformt und gasdicht verschweißt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 vorge-schlagen. Die Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die längsverlaufenden Bandkanten des Metallbandes vor dem Legen des-selben um das Kunststoff-Innenrohr abgewinkelt. Dadurch stehen die aneinander anliegenden Bandkanten im wesentlichen radial vom Innenrohr ab, wenn das Metallband um das Innenrohr gelegt ist.
Das vorgestellte Verfahren hat den Grundgedanken, das Kunststoff-Innenrohr mit einem Metallband kraftschlüssig zu umformen und durch Abwinkeln der Bandkanten eine zuverlässige Verschweißung zu ermöglichen.
Durch die Verwendung des Kunststoff-Innenrohres als Biegedorn zum Formen des Metallbandes wird der Einsatz sehr dünner Metallbänder ermöglicht. Die Metallrohrform als auch die dabei auftretenden Toleranzen werden von dem Innenrohr bestimmt.
Durch das erfindungsgemäße kraftschlüssige Formen des Metallbandes um das Innenrohr werden Sauerstoffeinschlüsse vermieden, die beim anschließenden Längsnahtschweißen störend wirken und auch die Klebeverbindung zwischen Innenrohr und Metallummantelung negativ beeinflussen.
Durch die erfindungsgemäße Abwinkelung der Bandkanten werden verbesserte Vorbedingungen für den Schweißprozeß geschaffen, da durch die Höhe der beiden Bandkanten das Volumen der Schweißschmelze bestimmt wird, womit die Überhöhung der Schweißnaht im Nahtbereich entsprechend festgelegt und optimiert werden kann. Durch die erhöhte Schweißschmelze wird die Schweißnaht homogen, gasdicht und mechanisch höher belastbar.
Die in Längsachse laufenden und erfindungsgemäß hochgestellten Bandkanten werden beim Schweißen fest zusammengepreßt und können als Führung für den mittig, über dem Bandkantenstoß angeordneten Schweißkopf dienen. Die eng anliegende Umformung des Innenrohres mit den nach außen hochgestellten Bandkanten bietet ferner Vorteile bezüglich einer verbesserten Rohrkantenführung im kontinuierlichen prozeßablauf. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung, um das Rohr störungsfrei, hochproduktiv herstellen zu können. Vorzugsweise werden die in Rohrlängsrichtung laufenden Bandkanten mit einem profilierwerkzeug auf eine der Bandstärke entsprechende Höhe umgebogen.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß auf Rohr-Kalibrier- oder Reduziereinrichtungen verzichtet werden kann, da der Verbund Kunststoff-Innenrohr mit dem Metallmantel maß- und paßgenau geschweißt wird. Denn die erfindungsgemäße Bandkantenvorbereitung kann das Längsnahtschweißen des Metallrohres auf dem Kunststoff-Innenrohr ohne Luftspalt erfolgen. Ferner ist ein Besäumvorgang des Bandes, wie allgemein üblich, nicht erforderlich, denn die nach DIN sichergestellten Breitentoleranzen für Feinbänder sind für einen störungsfreien Fertigungsablauf absolut ausreichend, womit die Betriebssicherheit der Fertigungsanlage gesteigert wird.
Wegen des geringen spezifischen Gewichtes wird vorzugsweise Aluminium eingesetzt. Auch bleiben hiermit die mechanischen Eigenschaften, die Flexibilität und die für die Endlos-Fertigung so wichtige Aufweickelbarkeit der Rohre erhalten. Für den Schweißprozeß selbst wird ein Wechsel-Gleichstrom-Verfahren eingesetzt. Damit ist es möglich, Aluminium ohne weitere Vorbehandlung (Oxydschicht) zu verschweißen und darüber hinaus, homogene und mechanische belastbare Schweißnähte zu erzeugen. Als weiteren Vorteil sind die damit erreichbaren Schweißgeschwindigkeit zu sehen. Die Verschweißung durch WechselstromGleichstrom gibt dieser Art der Fertigung eine größtmögliche Sicherheit im kontinuierlichen Dauerbetrieb.
Durch das Wechselstrom/Gleichstrom-Schweißverfahren wird die thermische Belastung des Rohrstoßes beim Schweißen verteilt, wobei eine wesentliche Minderung von Schweißfehlern zu verzeichnen ist. Damit ist eine Leistungssteigerung der Gesamteinrichtung durch Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit gegeben, der Wirkungsgrad der Anlage wird erhöht.
Das Metallrohr ist nach dem Längsnahtschweißen insbesondere im Bereich der Schweißnaht warm. Mit dem Abkühlen der Schweißnaht findet ein Schrumpfvorgang statt. Dies trägt dazu bei, daß das Metallrohr kraftschlüssig auf das Innenrohr gezogen wird.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Rohrkombination Kunststoff-Metall rundum erwärmt wird. Der Haftvermittler wird aktiviert und die Verklebung zwischen den beiden eng aufeinanderliegenden Rohren aus unterschiedlichen Werkstoffen findet statt und wird nochmals durch den zentrisch einsetzenden Schrumpfvorgang des Metallmantels begünstigt. Der Klebevorgang der beiden Rohre gegeneinander wird durch die kraftschlüssige Umformung begünstigt und durch den Schrumpfvorgang nach der thermischen Behandlung optimiert.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigtes Verbundrohr ist in der Zeichnung in verschiedenen Ansichten gezeigt. Dabei zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines teilweise aufgebrochen dargestellten KunststoffMetall-Kunststoff-Verbundrohrs, während die Fign. 2 und 3 Querschnitte zeigen Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung des Verbundrohres nach teilweiser Verschweißung der aus den hochstehenden Bandkanten des Metallrohres gebildeten Längsnaht.
Das Verbundrohr weist ein Kunststoff-Innenrohr 1 aus PE- oder VPE-Material auf, um das ein Metallband aus Aluminium mit abgewinkelten Bandkanten 3 zu einem Metallrohr 2 geformt wird. Die aneinanderliegenden radial abstehenden Bandkanten 3 werden mittels eines Schweißkopfes 4 miteinander verschweißt. Durch Wahl des radialen Überstands H der Bandkanten 3 (Fig. 2) kann die Höhe der Schweißnaht bestimmt werden (Fig. 3). Außen auf das verschweißte Metallrohr 2 kann im Bedarfsfalle ein Außenrohr 5 aus PE- oder VPE-Material aufextrudiert werden.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien in erwärmtem oder gekühltem Zustand, wobei das Verbundrohr wenigstens ein Innenrohr aus Kunststoff und ein dieses ummantelndes Metallrohr aufweist, wobei
    das Metallrohr (2) durch Biegen eines Metallbandes um eine in seiner Längsrichtung liegenden Achse mit seinen Bandkanten (3) eng anliegend um das Kunststoffrohr (1) geformt wird,
    das Kunststoffrohr (1) endlos extrudiert und als endlos und synchron mitlaufender Biegedorn zum Formen des Metallrohres (2) benutzt wird, wobei zwischen dem Kunststoffrohr (1) und dem Metallrohr (2) Haftvermittler extrudiert werden,
    die Bandkanten (3) des Metallrohres (1) gasdicht verschweißt werden und
    die Haftvermittler mittels thermischer Behandlung aktiviert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Formen des Metallbandes die Abwinkelung seiner Bandkanten (3) umfaßt, und zwar derart, daß beim zum Metallrohr (2) geformten und eng am Kunststoffrohr (1) anliegenden Metallband die abgewinkelten Bandkanten (3) aneinander anliegen und radial vom Kunststoffrohr (1) wegweisen, wobei die abgewinkelten Bandkanten (3) des Metallrohres (2) in dieser Lage beim Schweißen zusammengepreßt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung des Metallrohres (2) verlaufenden Bandkanten (3) durch ein Profilierwerkzeug auf eine der Bandstärke entsprechenden Höhe (H) abgewinkelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband beim Formen um das Innenrohr (1) an seinen abgewinkelten Bandkanten (3) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr (2) durch Abkühlung der Schweißnaht auf das Kunststoffrohr aufgeschrumpft wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daS das Kunststoffrohr (1) und das längsnahtverschweißte Metallrohr (2) zur Aktivierung des Haftvermittlers zwecks Verklebung des Kunststoffrohres (1) und des Metallrohres (2) untereinander rundum erwärmt werden.
EP94104590A 1993-03-30 1994-03-22 Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Verbundrohre mit Metalleinlagen Expired - Lifetime EP0639411B2 (de)

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