EP0639411B2 - Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Verbundrohre mit Metalleinlagen - Google Patents

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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 manufacturing a composite pipe for the conveyance of liquid or gaseous media in heated or cooled Condition where the composite pipe has at least one inner pipe made of plastic and one encasing it Has 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 around a plastic tube shaped so that its in the longitudinal direction of the Band edges that run along the plastic pipe. In this state the band edges are together welded. It is assumed 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 is reduced in diameter after welding, a connection between the two pipe materials manufacture. After this reduction process only the prerequisites for an adhesive connection of the two pipes.
  • DE-C-565 960 describes a machine for producing autogenously welded Pipes described in the case of a metal strip with angled strip edges a metal tube (without inner tube) is formed, the shaped Metal tape welded on its tape edges to form a longitudinal seam becomes.
  • the metal inlays of composite pipes are preferred thin-walled and the tube diameter and adapted to the purpose of the pipes.
  • the free forming of thin metal strips into pipes is because of the edge stresses that occur during molding generally known in the volume. So it is extraordinary difficult in the endless production of thin-walled pipes for guiding the belt edges ensure the welding process in the form that an absolutely optimal and constant welding result can be ensured.
  • the registration is based on the task to encase endless extruded plastic pipe, whereby a metal band by shaping the band edges closely adjacent to the plastic pipe in the longitudinal axis molded and welded gas-tight.
  • the longitudinal band edges of the metal band in front placing the same around the plastic inner tube angled. As a result, they are adjacent to each other Band edges essentially radially from the inner tube when the metal band is placed around the inner tube.
  • the method presented has the basic idea the plastic inner tube with a metal band to form a positive fit and by bending the Band edges reliable welding enable.
  • the plastic inner tube as a bending mandrel for forming the metal band Allows the use of very thin metal strips.
  • the Metal tube shape as well as the tolerances that occur are determined by the inner tube.
  • the non-positive shape according to the invention of the metal band around the inner tube become oxygen inclusions avoided the following Longitudinal seam welding has a disruptive effect, as does the adhesive bond between inner tube and metal jacket influence negatively.
  • the running in the longitudinal axis and according to the invention raised strip edges are used during welding firmly pressed together and can be used as a guide for the one in the middle, above the strip edge joint Serve welding head.
  • the tight-fitting deformation of the inner tube with the ones raised to the outside Belt edges also offer advantages in terms of improved Pipe edge guidance in a continuous process. This is an essential requirement to to be able to manufacture the pipe without problems, highly productively.
  • Preferably in the longitudinal direction of the pipe running belt edges with a profiling tool bent a height corresponding to the tape thickness.
  • the invention offers the advantage that on pipe calibration or reducing devices can be dispensed with can, because the composite plastic inner tube with the Metal jacket is welded to size and fit. Because the strip edge preparation according to the invention can the longitudinal seam welding of the metal pipe the plastic inner tube without an air gap. Further is a band trimming process, as is common usual, not necessary, because those guaranteed according to DIN Width tolerances for fine strips are for one trouble-free production process absolutely sufficient, with which the operational safety of the manufacturing plant is increased.
  • the metal pipe is after the longitudinal seam welding especially warm in the area of the weld. With when the weld seam cools down, it shrinks instead of. This helps keep the metal pipe is pulled non-positively onto the inner tube.
  • the tube combination Plastic metal is heated all around.
  • the adhesion promoter is activated and the bond between the two pipes lying close together from different materials takes place and will again through the centric shrinking process of the metal jacket favored.
  • the gluing process of the two pipes against each other is through the non-positive forming favored and by theshrinking process after the thermal treatment optimized.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a partially broken away plastic-metal composite pipe shown, while the figures 2 and 3 show cross sections of Fig. 4 a perspective view of the composite pipe after partial welding of the from the high standing Band edges of the metal tube formed Longitudinal seam.
  • the composite pipe has a plastic inner pipe 1 made of PE or VPE material, around which a metal band made of aluminum with angled band edges 3 to a metal tube 2 is formed.
  • the contiguous radially protruding band edges 3 are by means of a welding head 4 welded together.
  • the radial projection H of the band edges 3 (Fig. 2) the height of the weld seam can be determined (Fig. 3).
  • an outer tube 5 made of PE or XLPE material be extruded.

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-lnnenrohres. 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.
Aus DE-A-20 58 379, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu Grunde gelegt ist, ist ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Gebildes bekannt, bei dem um ein Kunststoffrohr ein Metallband geformt wird, dessen Bandkanten im am Kunststoffrohr anliegenden Zustand des Metallbandes abgewinkelt sind und radial vom Kunststoffrohr wegweisen. Diese Bandkanten werden miteinander verschweißt und anschließend auf die Oberfläche des Metallrohres umgebogen.
In DE-C-565 960 ist eine Maschine zur Herstellung autogen geschweißter Rohre beschrieben, bei der ein Metallband mit abgewinkelten Bandkanten zu einem Metallrohr (ohne Innenrohr) geformt wird, wobei das geformte Metallband an seinen Bandkanten unter Bildung einer Längsnaht verschweißt wird.
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-lnnenroh 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 Aufwickelbarkeit 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 kraftschlussige 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-lnnenroh 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 (4)

  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 Bandkanten (3) aufweisenden Metallbandes um eine in seiner Längsrichtung liegende Achse um das Kunststoffrohr (1) geformt wird, und zwar derart, dass beim zum Metallrohr (2) geformten und eng am Kunststoffrohr (1) anliegenden
    Metallband die Bandkanten (3) abgewinkelt sind, eng aneinander liegen und radial vom Kunststoffrohr (1) wegweisen,
    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, wobei die abgewinkelten Bandkanten (3) des Metallrohres (2) beim Schweißen zusammengepresst werden, und
    die Haftvermittler mittels thermischer Behandlung aktiviert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Metallband an seinen Bandkanten (3) zuerst abgewinkelt wird und dann mit abgewinkelten Bandkanten (3) um das Kunststoffrohr (1) geformt wird, wobei das Metallband beim Formen um das Kunststoffrohr (1) an seinen abgewinkelten Bandkanten (3) geführt wird.
  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 Metallrohr (2) durch Abkühlung der Schweißnaht auf das Kunststoffrohr (1) aufgeschrumpft wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 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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