DE102013100112A1

DE102013100112A1 - Method for manufacturing pipe e.g. cable guide tube made of thermoplastic material, involves setting bulk temperature of intermediate layer on outlet side of mold, below melt temperature of pipe inner wall and/or outer pipe wall

Info

Publication number: DE102013100112A1
Application number: DE201310100112
Authority: DE
Inventors: Horst Vogelsang
Original assignee: Ernst Vogelsang GmbH and Co KG
Current assignee: Ernst Vogelsang GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-07-10

Abstract

The method involves forming three layers in pipe. The tube inner wall, foamed intermediate layer and a tubular outer wall are made of same material. The intermediate layer is foamed by physical and/or chemical blowing agent. The bulk temperature of the produced intermediate layer on the outlet side of mold is set below the melt temperature of the produced pipe inner wall and/or outer pipe wall.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres, insbesondere eines Kabelführungsrohres, aus einem thermoplastischen Kunststoff, wonach das Rohr wenigstens dreischichtig sowie vorzugsweise materialeinheitlich mit einer Rohrinnenwand, einer geschäumten Zwischenschicht und einer Rohraußenwand aufgebaut wird, und wonach die Zwischenschicht durch ein physikalisches und/oder chemisches Treibmittel aufgeschäumt wird.The invention relates to a method for producing a pipe, in particular a cable guide tube, made of a thermoplastic material, after which the tube is constructed at least three layers and preferably of the same material with a tube inner wall, a foamed intermediate layer and a tube outer wall, and then the intermediate layer by a physical and / or chemical blowing agent is foamed.

Ein Verfahren des eingangs beschriebenen Aufbaus und ein mit dem betreffenden Verfahren hergestelltes Rohr werden beispielsweise in der US 4,249,875 vorgestellt. Das bekannte Rohr ist mit einer geschäumten Zwischenschicht ausgerüstet, die auf Treibmittel in Festkörpergestalt, als Flüssigkeit oder auch in gasförmiger Form zurückgreift. Als typische Treibmittel werden Natriumbicarbonatsysteme angesprochen.A method of the structure described above and a tube produced by the process in question are described for example in the US 4,249,875 presented. The known tube is equipped with a foamed intermediate layer, which uses propellant in solid form, as a liquid or in gaseous form. As typical propellants Natriumbicarbonatsysteme be addressed.

Im Rahmen der US 6,176,269 B1 geht es ebenfalls um ein dreischichtiges Rohr mit einer geschäumten Zwischenschicht. Zu deren Herstellung wird in ein zugehöriges Formwerkzeug ein unter Druck stehendes Gas wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid eingeblasen. Das betreffende Gas wird unter hohem Druck in dem plastifizierten Kunststoffmaterial absorbiert und sorgt für die gewünschte Schaumbildung.As part of the US 6,176,269 B1 it is also about a three-layer pipe with a foamed intermediate layer. For their preparation, a pressurized gas such as nitrogen or carbon dioxide is injected into an associated mold. The gas in question is absorbed under high pressure in the plasticized plastic material and provides the desired foaming.

Der Stand der Technik kann nicht in sämtlichen Aspekten zufriedenstellen. Denn die mechanische Stabilität und Belastbarkeit der geschäumten Zwischenschicht ist oftmals nicht ausreichend. Das lässt sich im Kern darauf zurückführen, dass die sich durch die Schaumbildung einstellenden Zellen oder allgemein die Zellstruktur in der geschäumten Zwischenschicht inhomogen aufgebaut ist. Das heißt, an dieser Stelle kommt es oftmals zu einer sogenannten Clusterbildung. Hieraus resultieren mechanisch geschwächte Bereiche, welche bei der bekannten Lehre nach der US 6,176,269 B1 insofern kein Problem darstellen, weil dort die geschäumte Zwischenschicht größtenteils aus Gründen der Wärmeisolation realisiert wird. Das heißt, mechanische Eigenschaften des auf diese Weise hergestellten Rohres spielen eine nur untergeordnete Rolle.The prior art may not be satisfactory in all aspects. Because the mechanical stability and resilience of the foamed intermediate layer is often insufficient. This can essentially be attributed to the fact that the cells that form due to foaming or, in general, the cell structure in the foamed intermediate layer are inhomogeneously structured. That is, at this point it often comes to a so-called clustering. This results in mechanically weakened areas, which in the known teaching of the US 6,176,269 B1 pose no problem insofar as there the foamed intermediate layer is largely realized for reasons of heat insulation. That is, mechanical properties of the tube produced in this way play only a minor role.

Was das Rohr und das zugehörige Herstellungsverfahren nach der gattungsbildenden US 4,249,875 angeht, so wird hier typischerweise mit einem Rohr gearbeitet, welches zusätzlich zu der Rohraußenwand und der Rohrinnenwand noch weitere Schichten aufweist und insgesamt über einen fünfschichtigen Aufbau verfügt. Nur dadurch glaubt man, die notwendigen mechanischen Belastungen auffangen zu können. Als Folge hiervon sind die Herstellungskosten hoch, was die Akzeptanz solcher Rohre am Markt erschwert.What the pipe and the associated manufacturing process after the generic US 4,249,875 As far as this is concerned, a tube is typically used which, in addition to the tube outer wall and the tube inner wall, also has further layers and has a total of five-layered construction. Only by this one believes to be able to absorb the necessary mechanical loads. As a result, the manufacturing costs are high, which makes the acceptance of such pipes in the market more difficult.

Tatsächlich geht es nämlich im Rahmen der Erfindung allgemein um die Herstellung von Kabelführungsrohren. Solche Kabelführungsrohre dienen dazu, im Innern befindliche Elektrokabel, Telekommunikationskabel etc., beispielsweise unter der Erde, in einer Baugrube usw., zu führen und für eine einwandfreie Verlegung zu sorgen. Zwar können Kabelführungsrohre prinzipiell jegliche Gestalt im Querschnitt annehmen, sind meistens jedoch als zylindrische Rohre ausgebildet. Der Mantel der Rohre kann darüber hinaus mit Öffnungen ausgerüstet sein. Im Allgemeinen verfügen Kabelschutzrohre als spezielle Kabelführungsrohre allerdings regelmäßig über einen geschlossenen Mantel, um einen einwandfreien Schutz der im Innern aufgenommenen Kabel zu gewährleisten.In fact, in the context of the invention is generally about the production of cable guide tubes. Such cable guide tubes are used to run inside electrical cables, telecommunications cables, etc., for example, under ground, in an excavation, etc., to lead and to ensure proper installation. Although cable guide tubes can in principle assume any shape in cross section, but are usually designed as cylindrical tubes. The jacket of the tubes can also be equipped with openings. In general, however, cable protection tubes as special cable guide tubes regularly have a closed jacket in order to ensure perfect protection of the cables accommodated in the interior.

Ein Beispiel für solche Kabelführungsrohre aus einem thermoplastischen Kunststoff zur Aufnahme von hauptsächlich Elektrokabeln, Telekommunikationskabeln oder dergleichen und insbesondere ein Kabelschutzrohr zur Aufnahme von Glasfaserkabeln wird in der EP 1 091 463 A1 der Anmelderin beschrieben. Die Telekommunikationskabel werden typischerweise unter Einsatz von Pressluft in die fraglichen Kabelführungsrohre eingezogen. Dabei wird oftmals mit einem Innendruck innerhalb der Kabelführungsrohre von mehr als 10 bar (mehr als 1 MPa) gearbeitet.An example of such a thermoplastic-type cable guide tubes for accommodating mainly electric cables, telecommunication cables or the like, and more particularly, a cable protection tube for accommodating optical fiber cables is disclosed in US Pat EP 1 091 463 A1 the applicant described. The telecommunications cables are typically drawn into the cable guide tubes in question using compressed air. It is often worked with an internal pressure within the cable guide tubes of more than 10 bar (more than 1 MPa).

Aus diesem Grund müssen Kabelführungsrohre bzw. Kabelschutzrohre einerseits druckdicht ausgelegt sein und andererseits an der Kanalinnenwand bzw. Rohrinnenwand eine geringe Reibung aufweisen. Zu diesem Zweck wird bei der Lehre nach der EP 1 091 463 A1 an der Rohrinnenwand mit Gleitrippen für die einzuziehenden Telekommunikationskabel gearbeitet. Mit Hilfe dieser Gleitrippen wird die Reibung zwischen der Kanalinnenwand bzw. Rohrinnenwand und dem jeweils einzuziehenden Telekommunikationskabel verringert.For this reason, cable guide tubes or cable conduits must be designed on the one hand pressure-tight and on the other hand have a low friction on the channel inner wall or pipe inner wall. For this purpose, in the teaching of the EP 1 091 463 A1 worked on the inner tube wall with sliding ribs for the telecommunications cable to be recovered. With the help of these sliding ribs, the friction between the channel inner wall or pipe inner wall and the telecommunication cable to be recovered in each case is reduced.

Im Rahmen der DIN 16876 werden Rohre und Formstücke aus Polyethylen hoher Dichte (PT-HD) für erdverlegte Kabelschutzrohrleitungen näher definiert. Bei solchen Kabelschutzrohren bzw. daraus aufgebauten Kabelschutzrohrleitungen kommt es aus den geschilderten Gründen primär auf mechanische Eigenschaften wie die Zugfestigkeit oder auch der erreichbare Elastizitätsmodul und die Streckspannung an. Die Zugfestigkeit ist vor dem Hintergrund wichtig, dass beispielsweise beim Einblasen von Telekommunikationsleitungen in die Rohre ein gegenseitiges Auseinanderziehen der Rohre verhindert wird. Außerdem sollen Dehnungen der Rohre vermieden werden. Bisher werden die beschriebenen Anforderungen an Kabelführungsrohre in der Praxis praktisch ausschließlich von Rohren aus Vollmaterial zur Verfügung gestellt. Denn nur diese Rohre halten den Belastungen bei einer Erdverlegung stand. Als Folge hiervon ist der Materialeinsatz hoch.As part of the DIN 16876 Pipes and fittings made of high-density polyethylene (PT-HD) for buried cable conduits are further defined. For such cable protection pipes or cable protection pipes constructed therefrom, mechanical properties such as tensile strength or also the achievable modulus of elasticity and the yield stress are primarily dependent on the described reasons. The tensile strength is important against the background that, for example, when blowing telecommunications lines in the pipes a mutual pulling apart of the tubes is prevented. In addition, strains of the pipes should be avoided. So far, the described requirements for cable guide tubes are provided in practice almost exclusively of tubes made of solid material available. Because only these tubes withstand the stresses of a buried installation. As a result, the material usage is high.

Wenn man berücksichtigt, dass die Rohstoffpreise für beispielsweise Polyethylen, Polypropylen usw. zur Herstellung solcher Rohre ständig steigen, werden Lösungen gesucht, die mit weniger Material auskommen, gleichwohl aber die geforderten mechanischen Eigenschaften aufweisen. Hier setzt die Erfindung ein.Taking into account that the raw material prices for, for example, polyethylene, polypropylene, etc., for the production of such pipes are constantly increasing, solutions are sought that can do with less material, but nevertheless have the required mechanical properties. This is where the invention starts.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren so weiter zu entwickeln, dass der Materialeinsatz verringert ist und demzufolge die Herstellungskosten sinken. Zugleich sollen jedoch vergleichbare mechanische Eigenschaften wie bei Rohren aus Vollmaterial beobachtet werden.The invention is based on the technical problem of further developing such a method so that the use of material is reduced and, as a result, the production costs decrease. At the same time, however, comparable mechanical properties are to be observed as with tubes made of solid material.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Rohres und insbesondere eines Kabelführungsrohres aus einem thermoplastischen Kunststoff vor, dass die Massetemperatur zumindest der herzustellenden Zwischenschicht wenigstens austrittsseitig eines Formwerkzeuges unterhalb der Massetemperatur der herzustellenden Rohrinnenwand und/oder Rohraußenwand eingestellt wird.To solve this technical problem, the invention proposes in a generic method for producing a pipe and in particular a cable guide tube made of a thermoplastic that the melt temperature is set at least the intermediate layer to be produced at least the outlet side of a mold below the melt temperature of the produced pipe inner wall and / or pipe outer wall.

Im Regelfall wird die Massetemperatur der herzustellenden Zwischenschicht austrittsseitig des Formwerkzeuges geringer als die Massetemperatur von jeweils der herzustellenden Rohrinnenwand und auch der Rohraußenwand eingestellt. – Auf diese Weise erfährt zunächst einmal die Massetemperatur der herzustellenden Zwischenschicht im Vergleich zu derjenigen für die Rohrinnenwand und/oder Rohraußenwand eine Verringerung. Anders ausgedrückt, wird die Masse mit dem eingebrachten Treibmittel zur Herstellung der Zwischenschicht wenigstens austrittsseitig des Formwerkzeuges im Vergleich zur Masse für die Rohrinnenwand und/oder die Rohraußenwand gekühlt respektive verfügt über eine geringere Temperatur. Das kann durch eine separate Kühlung in diesem Bereich erfolgen. Alternativ hierzu lässt sich aber auch die Verfahrensführung entsprechend einstellen.As a rule, the melt temperature of the intermediate layer to be produced on the outlet side of the mold is set to be lower than the melt temperature of the respective pipe inner wall to be produced and also the tube outer wall. In this way, first of all, the melt temperature of the intermediate layer to be produced undergoes a reduction in comparison to that for the tube inner wall and / or tube outer wall. In other words, the mass is cooled with the introduced blowing agent for producing the intermediate layer at least on the outlet side of the mold compared to the mass for the pipe inner wall and / or the pipe outer wall respectively has a lower temperature. This can be done by a separate cooling in this area. Alternatively, however, the procedure can be adjusted accordingly.

Bei der Massetemperatur handelt es sich um die Temperatur der geschmolzenen Masse aus dem thermoplastischen Kunststoff, aus welcher die Rohrinnenwand, die Rohraußenwand sowie die geschäumte Zwischenschicht jeweils hergestellt werden. Die fragliche Massetemperatur stellt sich dadurch ein, dass das typischerweise eingangsseitig des Formwerkzeuges jeweils eingefüllte Granulat so weit erhitzt wird, dass die Schmelz- bzw. Glas(übergangs)temperatur überschritten wird. Für teilkristalline thermoplastische Kunststoffe wie beispielsweise Polyethylen liegt die fragliche Schmelz- bzw. Glasübergangstemperatur bei ca. 135°C.The melt temperature is the temperature of the molten mass of the thermoplastic material from which the pipe inner wall, the pipe outer wall and the foamed intermediate layer are respectively made. The melt temperature in question adjusts itself by the granules which are typically filled on the input side of the mold in each case being heated to such an extent that the melting or glass transition temperature is exceeded. For semicrystalline thermoplastics such as polyethylene, the melting point or glass transition temperature in question is about 135 ° C.

Wie üblich bezeichnet die Glasübergangs- oder Erweichungstemperatur bzw. die Schmelztemperatur die Temperatur, bei der ein Glas die größte Änderung der Verformungsfähigkeit aufweist. Ein Glas ist eine erstarrte Flüssigkeit, zu der auch organische Gläser wie beispielsweise amorphe Kunststoffe gehören. In diesem Fall trennt der sogenannte Glasübergang einen unterhalb liegenden spröden energieelastischen Bereich von einem oberhalb liegenden weichen gummielastischen Bereich. Thermoplastische Kunststoffe besitzen regelmäßig eine Glasübergangstemperatur, unterhalb derer die amorphe Phase ”einfriert”, was mit einer Versprödung einhergeht. Darüber hinaus kann man eine Schmelztemperatur beobachten, bei welcher sich die kristalline Phase auflöst.As usual, the glass transition or softening temperature or temperature refers to the temperature at which a glass exhibits the greatest change in deformability. A glass is a solidified liquid that also includes organic glasses such as amorphous plastics. In this case, the so-called glass transition separates a below-lying brittle energy-elastic range of an above-lying soft rubber elastic range. Thermoplastics regularly have a glass transition temperature below which the amorphous phase "freezes", which is associated with embrittlement. In addition, one can observe a melting temperature at which the crystalline phase dissolves.

Jedenfalls wird die Massetemperatur so eingestellt, dass sie generell – wenigstens geringfügig – über der betreffenden Schmelz- bzw. Glas(übergangs)temperatur entsprechend ISO 11357 liegt. Außerdem muss die Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der fraglichen Kunststoffe angesiedelt sein, damit diese für die gewünschte Verarbeitung zur Verfügung stehen und sich nicht zersetzen. Das alles gilt wenigstens für den Austrittsbereich des Formwerkzeuges bzw. austrittsseitig des Formwerkzeuges. Hierbei geht die Erfindung von der Tatsache aus, dass innerhalb des Formwerkzeuges keine oder praktisch keine Schaumbildung erfolgt. Erst wenn das dreischichtige Rohr das Formwerkzeug austrittsseitig verlässt, kann die Zwischenschicht aufgrund des dann wegfallenden Druckes innerhalb des Formwerkzeuges expandieren und kommt es demzufolge zur Schaumbildung. Folgerichtig kommt es darauf an, in diesem Bereich, das heißt austrittsseitig, die gewünschten Temperaturverhältnisse einzustellen. Diese können grundsätzlich auch schon davor eingestellt werden, wobei es jedoch primär auf den Austrittsbereich ankommt, weshalb sich die Forderung ”wenigstens austrittsseitig” erklärt.In any case, the melt temperature is adjusted so that they generally - at least slightly - above the relevant melting or glass (transition) temperature accordingly ISO 11357 lies. In addition, the temperature must be below the decomposition temperature of the plastics in question, so that they are available for the desired processing and do not decompose. All this applies at least to the exit region of the molding tool or the outlet side of the molding tool. Here, the invention is based on the fact that within the mold no or virtually no foaming occurs. Only when the three-layer tube leaves the mold on the outlet side, the intermediate layer can expand due to the then eliminated pressure within the mold and thus it comes to foam. Consequently, it is important to set the desired temperature conditions in this area, that is, on the outlet side. In principle, these can also be set beforehand, whereby, however, the primary issue is the exit area, which explains the claim "at least on the exit side".

Jedenfalls wird im Rahmen der Erfindung die Massetemperatur der herzustellenden Zwischenschicht unterhalb derjenigen für die herzustellende Rohrinnenwand und Rohraußenwand im Regelfall eingestellt. Das gilt zumindest für den Austrittsbereich des Formwerkzeuges. Auf diese Weise kann die Zwischenschicht mit definierten zellularen Strukturen hergestellt werden und werden insgesamt optimale geometrische Formen der einzelnen Zellen beobachtet. Tatsächlich verhindert die beschriebene Kühlung bzw. die Einstellung einer niedrigeren Temperatur der Masse für die geschäumte Zwischenschicht im Vergleich zu derjenigen für die Rohraußenwand und Rohrinnenwand im Regelfall die bereits angesprochene Clusterbildung. Dadurch werden überwiegend gleichgroße Zellen mit typischerweise kugelförmigem Charakter in der geschäumten Zwischenschicht beobachtet, welche besonders zu der erreichten mechanischen Stabilität beitragen.In any case, within the scope of the invention, the melt temperature of the intermediate layer to be produced is set below that for the pipe inner wall and pipe outer wall to be produced as a rule. The applies at least to the exit area of the mold. In this way, the intermediate layer can be produced with defined cellular structures and overall optimal geometric shapes of the individual cells are observed. In fact, the cooling described or the setting of a lower temperature of the mass for the foamed intermediate layer in comparison to that for the tube outer wall and tube inner wall generally prevents the already mentioned clustering. As a result, predominantly cells of the same size with typically spherical character are observed in the foamed intermediate layer, which contribute in particular to the achieved mechanical stability.

Das lässt sich im Rahmen der Erfindung im Kern darauf zurückführen, dass der Kunststoff zur Realisierung der Zwischenschicht bei einem materialeinheitlichen Aufbau eine größere Viskosität und geringere Fließfähigkeit (aufgrund seiner geringeren Temperatur) aufweist als der (gleiche) Kunststoff zur Herstellung der Rohrinnenwand sowie der Rohraußenwand. Als Folge hiervon erfolgt die Expansion der geschäumten Zwischenschicht außerhalb des Formwerkzeuges und dort in drucklosem Zustand definiert und mit im Vergleich zu bisherigen Vorgehensweisen verringerter Geschwindigkeit. Das führt dazu, dass insgesamt kleinvolumige und gleichmäßig aufgebaute Zellstrukturen mit angenähert kugelförmigem Charakter ausgeprägt werden. Insbesondere kommt es nicht zu der nachteiligen Clusterbildung.In the context of the invention, this can essentially be attributed to the fact that the plastic for realizing the intermediate layer has a greater viscosity and lower flowability (due to its lower temperature) than the (same) plastic for producing the tube inner wall and the tube outer wall. As a result, the foamed intermediate layer is expanded outside the mold and defined there in a pressureless state with reduced speed as compared to previous approaches. This leads to the fact that overall small-volume and uniformly structured cell structures with an approximately spherical character are pronounced. In particular, there is no disadvantageous clustering.

Als Folge hiervon werden besondere mechanische Eigenschaften des hergestellten Rohres beobachtet, die vergleichbar den Eigenschaften sind, wie sie Rohre ähnlicher Wandstärke aus Vollmaterial aufweisen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.As a result, particular mechanical properties of the manufactured pipe are observed which are comparable to the properties of pipes of similar wall thickness made of solid material. Here are the main benefits.

Bei dem eingesetzten Formwerkzeug handelt es sich im Regelfall um ein Extrusionswerkzeug mit wenigstens einem Wandextruder und einem Schaumextruder. Mit Hilfe des Wandextruders wird regelmäßig die Rohrinnenwand ebenso wie die Rohraußenwand produziert. Dabei wird beispielsweise bei der Herstellung von Rohren aus Polyethylen bzw. PE-HD generell mit Massetemperaturen im Bereich von 160°C bis 260°C gearbeitet. Typischerweise beträgt die Massetemperatur im Innern des Wandextruders im Zuge der Herstellung der Rohrinnenwand wie auch der Rohraußenwand mehr als 190°C. Demgegenüber ist die Massetemperatur im Innern des Schaumextruders im Zuge der Herstellung der geschäumten Zwischenschicht erfindungsgemäß niedriger angesiedelt und beträgt im Regelfall 185°C oder noch weniger.The mold used is usually an extrusion tool with at least one wall extruder and a foam extruder. With the help of the wall extruder, the pipe inner wall as well as the pipe outer wall is regularly produced. Here, for example, in the production of pipes made of polyethylene or PE-HD generally with melt temperatures in the range of 160 ° C to 260 ° C worked. Typically, the melt temperature in the interior of the wall extruder in the course of the production of the tube inner wall as well as the tube outer wall is more than 190 ° C. In contrast, the melt temperature in the interior of the foam extruder in the course of the production of the foamed intermediate layer is lower according to the invention and is generally 185 ° C. or even less.

Die fraglichen Temperaturen werden typischerweise durch die kombinierte Wirkung einer (elektrischen) Heizung des Extrusionswerkzeuges in Verbindung mit Reibungswärme erreicht, die durch die Schneckenförderung von entsprechenden Granulaten erzeugt wird. Im Rahmen der Erfindung wird nun im Regelfall der Schaumextruder gegenüber dem Wandextruder mit einer geringeren Verarbeitungstemperatur gefahren. Es ist grundsätzlich aber auch möglich, dass zwei Wandextruder realisiert sind, und zwar ein Wandextruder für die Rohrinnenwand und ein weiterer Wandextruder für die Rohraußenwand. Im Regelfall werden die Rohrinnenwand und die Rohraußenwand jedoch mit Hilfe eines (einzigen) Wandextruders gefertigt.The temperatures in question are typically achieved by the combined action of (electrical) heating of the extrusion tool in conjunction with frictional heat generated by the screw conveyance of corresponding granules. In the context of the invention, the foam extruder is now usually moved with respect to the wall extruder at a lower processing temperature. In principle, however, it is also possible for two wall extruders to be realized, one wall extruder for the pipe inner wall and another wall extruder for the pipe outer wall. As a rule, however, the pipe inner wall and the pipe outer wall are manufactured with the aid of a (single) wall extruder.

Anstelle den Schaumextruder mit einer geringeren Verarbeitungstemperatur zu fahren und folglich die durch den Schneckentransport erzeugte Reibungswärme gegenüber derjenigen im Wandextruder zu reduzieren, kann alternativ oder zusätzlich auch mit einer Kühlung gearbeitet werden. In diesem Fall wird der Schaumextruder gegenüber dem Wandextruder gekühlt. Selbstverständlich können auch beide Maßnahmen miteinander kombiniert werden. Dann arbeitet der Schaumextruder mit einer geringerem Verarbeitungstemperatur gegenüber dem Wandextruder und wird zusätzlich gegenüber dem Wandextruder gekühlt.Instead of driving the foam extruder with a lower processing temperature and consequently reducing the frictional heat generated by the screw transport compared with that in the wall extruder, it is alternatively or additionally also possible to work with cooling. In this case, the foam extruder is cooled relative to the wall extruder. Of course, both measures can be combined. Then the foam extruder operates at a lower processing temperature than the wall extruder and is additionally cooled against the wall extruder.

Von weiterer besonderer Bedeutung im Rahmen der Erfindung ist der Umstand, dass das Treibmittel volumenmäßig und/oder gravimetrisch erfasst und einem Zwischenschichtgranulat zugegeben wird. Im Regelfall beträgt der Anteil des Treibmittels in der Zwischenschicht bzw. einem zugehörigen Zwischenschichtgranulat in etwa 0,1 bis 6 Masse-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Rohres.Of particular importance in the context of the invention is the fact that the propellant volume and / or gravimetrically detected and added to an intermediate layer granules. As a rule, the proportion of the blowing agent in the intermediate layer or an associated interlayer granules in about 0.1 to 6% by mass, each based on the total mass of the tube.

Darüber hinaus kann die Zugabe des Treibmittels und/oder die jeweilige Verarbeitungsgeschwindigkeit von einerseits dem Wandextruder und andererseits dem Schaumextruder gesteuert und/oder geregelt werden. Auf diese Weise lässt sich der topologische Rohraufbau variieren und auch der erforderliche Materialeinsatz verändern. Beispielsweise wird ein besonders stabiler Rohraufbau beobachtet, wenn der Anteil an physikalischem Treibmittel denjenigen an chemischem Treibmittel übersteigt. Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung auch nur mit einem physikalischen Treibmittel gearbeitet werden. Als Folge hiervon wird ein mechanisch hoch belastbares Rohr zur Verfügung gestellt, welches beispielsweise eine Zugfestigkeit deutlich oberhalb von 8000 N aufweist. Außerdem ist ein dermaßen aufgebautes Rohr druckdicht ausgelegt, das heißt, es werden bei einer Druckbeaufschlagung von beispielsweise 12 bar unter Berücksichtigung einer Temperatur von 35°C auf Zeitskalen von mehr als 2 Stunden keine signifikanten Lecks beobachtet.In addition, the addition of the blowing agent and / or the respective processing speed can be controlled and / or regulated on the one hand by the wall extruder and on the other hand by the foam extruder. In this way, the topological pipe structure can be varied and also the required material use changed. For example, a particularly stable tube design is observed when the level of physical blowing agent exceeds that of the chemical blowing agent. In principle, it is also possible to work within the scope of the invention only with a physical blowing agent. As a result, a mechanically highly loadable tube is provided which has, for example, a tensile strength well above 8000 N. In addition, a pipe constructed so constructed pressure-tight, that is, it is observed at a pressure of, for example, 12 bar, taking into account a temperature of 35 ° C on time scales of more than 2 hours, no significant leaks.

Bei dem eingesetzten physikalischen Treibmittel handelt es sich im Allgemeinen um ein solches auf Basis expandierender Mikrosphären. Die Mikrosphären bezeichnen eine Art expandierbare Mikroballons, deren Einsatz für Schäumverfahren grundsätzlich bekannt ist (vgl. DE 34 36 592 A1 bzw. US 4,108,806 A ). Solche Mikrosphären können problemlos in das Kunststoffausgangsmaterial bzw. das Granulat eingearbeitet werden und ihre Expansion erfolgt unter Wärmeeinwirkung. Dabei geht die Erfindung davon aus, dass in dem Formwerkzeug bzw. Extrusionswerkzeug durch die darin erzeugten hohen Scherkräfte die expandierbaren Mikrosphären nicht zerstört werden. Erst nach Verlassen des betreffenden Extrusionswerkzeuges erfolgt die gewünschte Expansion. The physical blowing agent used is generally one based on expanding microspheres. The microspheres designate a kind of expandable microballoons, the use of which is basically known for foaming processes (cf. DE 34 36 592 A1 respectively. US 4,108,806 A ). Such microspheres can be easily incorporated into the plastic starting material or the granules and their expansion takes place under the action of heat. The invention is based on the assumption that the expandable microspheres are not destroyed in the mold or extrusion tool due to the high shear forces generated therein. Only after leaving the relevant extrusion tool, the desired expansion takes place.

Die Expansion lässt sich im Kern darauf zurückführen, dass es sich bei den Mikrosphären um expandierbare Mikrohohlkörper handelt, beispielsweise solche aus einer Polyacrylnitrilhülle und darin eingeschlossenem Isopentan. Grundsätzlich können als physikalische Treibmittel aber auch Kunststoffpolymere eingesetzt werden, deren Partikel expandierbare Hohlkörper darstellen. In jedem Fall weisen die physikalischen Treibmittel nach dem Aufschäumen bzw. beim Aufschäumen typischerweise eine Volumenvergrößerung etwa um das 40- bis 60-fache ihres Ausgangsvolumens auf. Außerdem besitzen sie eine elastische Wandung.The expansion is essentially due to the fact that the microspheres are expandable hollow microspheres, for example those of a polyacrylonitrile shell and isopentane included therein. In principle, plastic polymers can also be used as physical blowing agents whose particles represent expandable hollow bodies. In any case, the physical blowing agents after foaming or foaming typically have a volume increase of about 40 to 60 times their original volume. In addition, they have an elastic wall.

Im Gegensatz zu auch einsetzbaren chemischen Treibmitteln, die sich bei Wärmeeinwirkung thermisch zersetzen, behalten die in das Kunststoffausgangsmaterial eingebrachten physikalischen Treibmittel im Wesentlichen ihre Form bei. Sie erfahren lediglich eine Volumenexpansion. Diese kann – wie beschrieben – im Bereich des 40- bis 60-fachen des Ausgangsvolumens liegen. Die entsprechenden Mikroballons aus thermoplastischen Kunststoffen können mit niedrig siedender Flüssigkeit oder einem unter Druck stehenden Gas gefüllt werden, beispielsweise Pentan und Butan. Die Hüllen der betreffenden Kunststoffhohlkörper respektive der Mikrosphären bestehen aus besonders diffusionsbeständigen thermoplastischen Polymeren, wie beispielsweise Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril oder Kombinationen solcher diffusionsbeständiger Polymere.In contrast to chemical propellants that can also be used, which thermally decompose on exposure to heat, the physical blowing agents introduced into the plastic starting material essentially retain their shape. You will only experience volume expansion. This can - as described - be in the range of 40 to 60 times the initial volume. The corresponding thermoplastics microballoons may be filled with low boiling liquid or a pressurized gas, for example, pentane and butane. The sheaths of the respective hollow plastic body or of the microspheres consist of particularly diffusion-resistant thermoplastic polymers, such as, for example, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile or combinations of such diffusion-resistant polymers.

Die Expansionstemperatur des physikalischen Treibmittels ist ebenso wie die Zersetzungstemperatur des chemischen Treibmittels typischerweise oberhalb von 100°C angesiedelt. Meistens wird eine Expansionstemperatur im Bereich von 140°C bis 200°C beobachtet. Die Granulate für das Treibmittel liegen im Regelfall in einer Partikelgröße von 100 μm bis 5.000 μm vor.The expansion temperature of the physical blowing agent, as well as the decomposition temperature of the chemical blowing agent, is typically above 100 ° C. Mostly, an expansion temperature in the range of 140 ° C to 200 ° C is observed. The granules for the propellant are generally present in a particle size of 100 microns to 5,000 microns.

Durch die volumenmäßige und/oder gravimetrische Erfassung des Treibmittels kann die aufzuschäumende Zwischenschicht bzw. das Zwischenschichtgranulat an die gewünschten Erfordernisse angepasst werden. So wird man typischerweise mit einem hohen Anteil an physikalischem Treibmittel arbeiten, falls ein Rohr mit besonderen mechanischen Belastbarkeiten gefordert wird. Daraus resultiert allerdings ein relativ hoher Preis pro laufendem Meter. Umgekehrt wird man den Anteil des chemischen Treibmittels als Hauptbestandteil innerhalb des Treibmittels wählen, wenn nicht so hohe mechanische Festigkeiten bei zugleich attraktivem Preis gefordert werden. Diese unterschiedlichen Vorgaben lassen sich problemlos dadurch umsetzen, dass das Treibmittel bzw. das Verhältnis von chemischem und physikalischem Treibmittel entsprechend eingestellt wird. Dadurch lassen sich insgesamt der topologische Rohraufbau und der erforderliche Materialeinsatz variieren.By volumetric and / or gravimetric detection of the blowing agent, the intermediate layer to be foamed or the interlayer granules can be adapted to the desired requirements. So you will typically work with a high proportion of physical blowing agent, if a tube with special mechanical loads is required. However, this results in a relatively high price per meter running. Conversely, one will choose the proportion of the chemical blowing agent as the main component within the blowing agent, if not so high mechanical strength and at the same time attractive price are required. These different specifications can be easily implemented by the blowing agent or the ratio of chemical and physical blowing agent is adjusted accordingly. This allows a total of the topological pipe structure and the required material use vary.

Zu diesem Zweck werden beide Treibmittel im Regelfall jeweils mit einer Dosiervorrichtung kombiniert, welche die volumenmäßige und/oder gravimetrische Zugabe an dem betreffenden Treibmittel zu dem Zwischenschichtgranulat steuert. Dazu mag die jeweilige Dosiervorrichtung von einer Steuer- und/oder Regeleinheit beaufschlagt werden. Auf diese Weise kann der topologische Rohraufbau und der erforderliche Materialeinsatz variiert werden. Die Variation hängt von der Zugabe des jeweiligen Treibmittels und/oder der eingestellten Verarbeitungsgeschwindigkeit ab. Sowohl die Zugabe des Treibmittels als auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit können gesteuert und/oder geregelt werden. Außerdem lässt sich zur Variation des topologischen Rohraufbaus und des erforderlichen Materialeinsatzes das Mischungsverhältnis des physikalischen Treibmittels im Vergleich zum chemischen Treibmittel verändern.For this purpose, both propellants are combined as a rule in each case with a metering device which controls the volume and / or gravimetric addition of the respective propellant to the interlayer granules. For this purpose, the respective metering device may be acted upon by a control and / or regulating unit. In this way, the topological pipe structure and the required material use can be varied. The variation depends on the addition of the respective blowing agent and / or the set processing speed. Both the addition of the blowing agent and the processing speed can be controlled and / or regulated. In addition, the mixing ratio of the physical blowing agent compared to the chemical blowing agent can be varied to vary the topological pipe structure and the required material use.

Sofern an dieser Stelle mit einer Regelung gearbeitet wird, findet ein Soll-/Ist-Wert-Vergleich beispielsweise derart statt, dass die Ist-Menge des jeweils zugegebenen Treibmittels mit einer in der Steuer- und/oder Regeleinheit abgelegten und vorgegebenen Soll-Menge verglichen wird. Vergleichbares gilt für die Verarbeitungsgeschwindigkeit. Als Folge hiervon steht ausgangsseitig ein maßgeschneidertes Rohr zur Verfügung, dessen Wandstärke der Rohrinnenwand und auch der Rohraußenwand in gewissen Grenzen (über die Verarbeitungsgeschwindigkeit) variiert werden kann. Ebenso lässt sich die Struktur der geschäumten Zwischenschicht verändern, nämlich indem der Anteil an physikalischem Treibmittel und chemischem Treibmittel entsprechend vorgegeben wird.If a control is used at this point, a setpoint / actual value comparison takes place, for example, in such a way that the actual amount of the blowing agent added in each case is compared with a setpoint quantity stored and predetermined in the control and / or regulating unit becomes. The same applies to the processing speed. As a consequence thereof, on the output side, a tailor-made pipe is available whose wall thickness of the pipe inner wall and also of the pipe outer wall can be varied within certain limits (via the processing speed). Likewise, the structure of the foamed intermediate layer can be changed, namely by the proportion of physical blowing agent and chemical blowing agent is set accordingly.

Von weiterer besonderer Bedeutung ist der Umstand, dass die Rohrinnenwand und/oder die Rohraußenwand und/oder die Zwischenschicht aus einem Rezyklat hergestellt werden können. Bei diesem Rezyklat kann es sich um ein PE/PP-Rezyklat handeln, also ein Rezyklat, welches überwiegend Polyethylen (PE) und zusätzlich Polypropylen (PP) enthält. Dabei arbeitet man meistens mit einem PE-Gehalt von bis zu 90 Gew.-% bzw. bis zu 95 Gew.-% im Rezyklat, wohingegen der Anteil an Polypropylen (PP) 5 Gew.-% und mehr betragen kann. Solche Rezyklate stehen in großen Mengen über den sogenannten ”Grünen Punkt” bzw. das Duale System Deutschland zur Verfügung und sind demensprechend besonders kostengünstig. Im Rahmen der Erfindung lassen sich nun diese Rezyklate zur Herstellung der Rohrinnenwand und/oder der Rohraußenwand und/oder der geschäumten Zwischenschicht einsetzen. Daraus resultieren besondere kostenmäßige Vorteile bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Rohrs. Of particular importance is the fact that the pipe inner wall and / or the tube outer wall and / or the intermediate layer can be made from a recycled material. This recyclate can be a PE / PP recyclate, ie a recyclate, which contains predominantly polyethylene (PE) and additionally polypropylene (PP). In this case, one usually works with a PE content of up to 90% by weight or up to 95% by weight in the recycled material, whereas the proportion of polypropylene (PP) can amount to 5% by weight and more. Such recyclates are available in large quantities via the so-called "Green Dot" or the Dual System Germany and are therefore particularly cost-effective. In the context of the invention, these recyclates can now be used to produce the tube inner wall and / or the tube outer wall and / or the foamed intermediate layer. This results in special cost advantages in the production of the tube according to the invention.

Im Ergebnis wird ein Herstellungsverfahren zur Verfügung gestellt, bei dem bewusst mit unterschiedlichen Massetemperaturen für die einzelnen Schichten gearbeitet wird. Tatsächlich schlägt die Erfindung vor, dass wenigstens die Massetemperatur der herzustellenden Zwischenschicht unterhalb der Massetemperatur der herzustellenden Rohrinnenwand und/oder Rohraußenwand eingestellt wird. Dadurch wird die Bildung der geschäumten Zwischenschicht und insbesondere ihr zellulärer Aufbau begünstigt. Tatsächlich wird im Rahmen der Erfindung praktisch keine Clusterbildung beobachtet und stellt sich ein insgesamt kleinzelliger Aufbau der geschäumten Zwischenschicht mit durchweg kugelförmigen Zellen geringer Größenverteilung ein. Das begünstigt die mechanische Stabilität des solchermaßen hergestellten erfindungsgemäßen Rohres. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.As a result, a manufacturing process is provided which consciously works with different melt temperatures for the individual layers. In fact, the invention proposes that at least the melt temperature of the intermediate layer to be produced is set below the melt temperature of the pipe inner wall and / or tube outer wall to be produced. This favors the formation of the foamed intermediate layer and in particular its cellular structure. In fact, within the scope of the invention, virtually no cluster formation is observed and a total small cell structure of the intermediate foamed layer with globally spherical cells of small size distribution sets in. This favors the mechanical stability of the thus produced tube according to the invention. Here are the main benefits.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment; show it:

1 und 2 ein erfindungsgemäß eingesetztes Formwerkzeug bzw. Extrusionswerkzeug in einer Übersicht (1) und einer Detailansicht (2), 1 and 2 an inventively used molding tool or extrusion tool in an overview ( 1 ) and a detailed view ( 2 )

3 das auf diese Weise hergestellte Rohr und insbesondere Kabelschutzrohr in einer perspektivischen Ansicht, 3 the tube produced in this way and in particular cable protection tube in a perspective view,

4 und 5 eine PE-Matrix mit expandierten Mikrosphären, 4 and 5 a PE matrix with expanded microspheres,

6 eine PE-Matrix mit durch lediglich ein chemisches Reibmittel hergestellten Blasen und 6 a PE matrix with bubbles produced by only a chemical friction agent and

7 und 8 eine aufgeschäumte PE-Matrix, hergestellt durch die kombinierte Wirkung eines chemischen und pysikalischen Treibmittels. 7 and 8th a foamed PE matrix made by the combined action of a chemical and physical blowing agent.

In der 3 ist ein Rohr, nach dem Ausführungsbeispiel ein Kabelführungsrohr, aus einem thermoplastischem Kunststoff dargestellt. Das Kabelführungsrohr ist als Kabelschutzrohr ausgebildet und dient zur Aufnahme von lediglich in der 3 angedeuteten Telekommunikationskabeln 1. Bei diesen Telekommunikationskabeln 1 handelt es sich nicht einschränkend um Glasfaserkabel 1.In the 3 is a tube, according to the embodiment, a cable guide tube, shown from a thermoplastic material. The cable guide tube is designed as a cable protection tube and is used to hold only in the 3 indicated telecommunication cables 1 , In these telecommunication cables 1 is not limited to fiber optic cable 1 ,

Das Rohr bzw. Kabelführungsrohr verfügt über einen zylindrischen Mantel 2 im Vergleich zu einer Längsachse L. Tatsächlich ist das Kabelführungsrohr mit seinem Mantel 2 im Querschnitt kreisförmig ausgelegt und definiert auf diese Weise einen entsprechenden kreisförmigen Kabelführungskanal 3 für das bzw. für die Glasfaserkabel 1 im Innern. Tatsächlich verfügt das Kabelführungsrohr bzw. dessen Mantel 2 über einen insgesamt rotationssymmetrischen Aufbau im Vergleich zur Längsachse L, die durch einen Mittelpunkt M des Rohres hindurchgeht.The pipe or cable guide tube has a cylindrical jacket 2 in comparison to a longitudinal axis L. In fact, the cable guide tube with its jacket 2 Circular in cross-section and defined in this way a corresponding circular cable duct 3 for or for the fiber optic cables 1 at the inside. In fact, the cable guide tube or its jacket has 2 over an overall rotationally symmetrical structure in comparison to the longitudinal axis L, which passes through a center M of the tube.

Das Rohr weist einen wenigstens dreischichtigen Aufbau aus einer Rohrinnenwand 4, einer Rohraußenwand 5 und einer geschäumten Zwischenschicht 7 auf. Die Rohrinnenwand 4 und die Rohraußenwand 5 schließen zwischen sich die geschäumte Zwischenschicht 7 ein, wie ergänzend anhand der vergrößerten Detailansicht in 3 deutlich wird. Das Kabelführungsrohr ist insgesamt materialeinheitlich aufgebaut, setzt sich also aus einem gleichen Kunststoff zur Realisierung der Rohrinnenwand 4, der Rohraußenwand 5 sowie der geschäumten Zwischenschicht 7 zusammen.The tube has an at least three-layer structure of a tube inner wall 4 , a pipe outer wall 5 and a foamed intermediate layer 7 on. The pipe inner wall 4 and the pipe outside wall 5 Close between the foamed interlayer 7 as supplemented by the enlarged detail view in 3 becomes clear. The cable guide tube is constructed of the same material, so it is made of a same plastic for the realization of the pipe inner wall 4 , the pipe exterior wall 5 as well as the foamed intermediate layer 7 together.

Im Ausführungsbeispiel wird das dargestellte Rohr aus Polyethylen und insbesondere PE-HD hergestellt, wobei selbstverständlich auch Variationen derart umfasst sind, dass unterschiedliche Typen, wie beispielsweise PE-LD, PE-HD usw. zum Einsatz kommen können. Durch die materialeinheitliche Auslegung der Rohrinnenwand 4 aus PE, der Rohraußenwand 5 aus PE und schließlich der geschäumten Zwischenschicht 7, die folgerichtig aus Polyethylenschaum aufgebaut ist, wird ein insgesamt homogenes Temperaturdehnungsverhalten des Rohres beobachtet.In the exemplary embodiment, the illustrated tube is made of polyethylene and in particular PE-HD, wherein, of course, variations are included so that different types, such as PE-LD, PE-HD, etc. can be used. Through the uniform material design of the pipe inner wall 4 made of PE, the tube outer wall 5 made of PE and finally the foamed intermediate layer 7 . which is logically constructed of polyethylene foam, a total homogeneous thermal expansion behavior of the tube is observed.

Zur Herstellung des Rohres nach 3 greift die Erfindung auf ein Formwerkzeug, vorliegend ein Extrusionswerkzeug, zurück, wie es in einer Übersicht in der 1 und im Detail in der 2 dargestellt ist. Man erkennt, dass das Formwerkzeug über zwei Förderschnecken 8, 9 verfügt, nämlich eine Förderschnecke 8 zur Herstellung der Rohrinnenwand 4 und Rohraußenwand 5 sowie eine weitere Förderschnecke 9 für die Realisierung der geschäumten Zwischenschicht 7. Beide Förderschnecken 8, 9 sind mit einem in 1 lediglich angedeuteten Trichter für zugeführtes granulares Ausgangsmaterial 10 ausgerüstet. Bei diesem granularen Ausgangsmaterial 10 handelt es sich um Granulate aus Polyethylen, die in Verbindung mit der Förderschnecke 8 unmittelbar und im Wesentlichen ohne Zusätze verarbeitet werden. Dagegen kommt zur Realisierung der geschäumten Zwischenschicht 7 ein Gemisch an Granulaten zum Einsatz. Dieses Gemisch enthält im Beispielfall ca. 0,1 bis 3 Masse-% eines chemischen Treibmittels und zusätzlich ca. 0,1 bis 3 Masse-% eines physikalischen Treibmittels, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse an Granulat, welches für die Rohrherstellung insgesamt erforderlich ist. Folgerichtig beträgt der Anteil an Polyethylen an der Gesamtmasse zur Herstellung des Rohres maximal 99,8 Masse-% (100 Masse-% – 2 × 0,1 Masse-%).For the production of the pipe according to 3 the invention refers to a mold, in this case an extrusion tool, back, as shown in an overview in the 1 and in detail in the 2 is shown. It can be seen that the molding tool via two screw conveyors 8th . 9 has, namely a screw conveyor 8th for the production of the pipe inner wall 4 and outside pipe wall 5 and another screw conveyor 9 for the realization of the foamed intermediate layer 7 , Both augers 8th . 9 are with a in 1 merely indicated funnels for supplied granular starting material 10 equipped. With this granular starting material 10 These are granules of polyethylene used in conjunction with the screw conveyor 8th be processed directly and essentially without additives. On the other hand comes to the realization of the foamed intermediate layer 7 a mixture of granules is used. In the example, this mixture contains about 0.1 to 3% by mass of a chemical blowing agent and additionally about 0.1 to 3% by mass of a physical blowing agent, in each case based on the total mass of granules, which is required for the production of pipes. Consequently, the proportion of polyethylene in the total mass for the production of the tube is at most 99.8 mass% (100 mass% - 2 × 0.1 mass%).

Das Formwerkzeug setzt sich im Detail aus einem Wandextruder 11a und einem Schaumextruder 11b zusammen. Der Schaumextruder 11b und der Wandextruder 11a verfügen über jeweils konzentrisch zueinander angeordnete Auslassdüsen, so dass die den Schaumextruder 11b verlassende geschäumte Zwischenschicht 7 zwischen der Rohrinnenwand 4 und der Rohraußenwand 5 eingeschlossen wird. Sowohl die Rohrinnenwand 4 als auch die Rohraußenwand 5 sind vorliegend glattflächig ausgelegt. Außerdem mögen an der Rohrinnenwand 4 noch parallel verlaufende Gleitrippen 6 vorgesehen sein, welche in Bezug auf die Längsachse L alternierende Richtungen aufweisen. Zur topologischen Anordnung der Gleitrippen 6 an der Rohrinnenwand 4 wird auf die einleitend bereits genannte EP 1 091 463 A1 der Anmelderin verwiesen (vgl. 3).The mold is made in detail from a wall extruder 11a and a foam extruder 11b together. The foam extruder 11b and the wall extruder 11a have each concentrically arranged outlet nozzles, so that the foam extruder 11b leaving foamed interlayer 7 between the pipe inner wall 4 and the pipe outer wall 5 is included. Both the pipe inner wall 4 as well as the tube outer wall 5 are designed here smooth surface. Also like on the pipe inner wall 4 still parallel sliding ribs 6 be provided, which have with respect to the longitudinal axis L alternating directions. For the topological arrangement of the sliding ribs 6 on the pipe inner wall 4 is referred to the introductory already mentioned EP 1 091 463 A1 the applicant referenced (see. 3 ).

Der Schaumextruder 11b ist räumlich von dem Wandextruder 11a getrennt. Dadurch kann der Schaumextruder 11b gekühlt werden. Auf diese Weise weist die herzustellende Zwischenschicht 7 bzw. deren Masse ausgangsseitig des Formwerkzeuges bzw. austrittsseitig eine geringere Temperatur als diejenige Masse der Rohrinnenwand 4 und der Rohraußenwand 5 auf.The foam extruder 11b is spatially from the wall extruder 11a separated. This allows the foam extruder 11b be cooled. In this way, the intermediate layer to be produced 7 or whose mass on the output side of the mold or on the outlet side a lower temperature than the mass of the pipe inner wall 4 and the pipe outer wall 5 on.

Von besonderer Bedeutung ist nun noch der Umstand, dass die geschäumte Zwischenschicht 7 über eine Schichtdicke d₁ von ca. 50% bis 90% einer gesamten Wandstärke s des hergestellten Rohres verfügt. Demgegenüber beträgt die Schichtdicke d₂ der Rohrinnenwand 4 und die Schichtdicke d₃ der Rohraußenwand 5 zusammengenommen lediglich 10% bis 50% der gesamten Schichtdicke s. Im Ausführungsbeispiel sind die Schichtdicken d₂, d₃ von einerseits der Rohrinnenwand 4 und andererseits der Rohraußenwand 5 jeweils gleich ausgelegt.Of particular importance now is the fact that the foamed intermediate layer 7 has a layer thickness d ₁ of about 50% to 90% of a total wall thickness s of the produced tube. In contrast, the layer thickness d _{2 of} the pipe inner wall 4 and the layer thickness d _{3 of} the tube outer wall 5 taken together only 10% to 50% of the total layer thickness s. In the exemplary embodiment, the layer thicknesses d ₂ , d ₃ on the one hand of the pipe inner wall 4 and on the other hand, the pipe outer wall 5 each designed the same.

Auf den konkreten Einzelfall bezogen bedeutet dies, dass die Gesamtschichtdicke s des in der 3 dargestellten Rohres beispielsweise ca. 5 mm beträgt. Der Durchmesser D des Rohres mag im Bereich von ca. 50 mm angesiedelt sein. Als Folge hiervon stellt sich für das erfindungsgemäße Rohr nach der 3 ein Rohrgewicht von ca. 0,5 kg/m ein.Based on the specific case, this means that the total layer thickness s of the in the 3 shown tube, for example, about 5 mm. The diameter D of the tube may be in the range of about 50 mm. As a consequence thereof arises for the pipe according to the invention according to the 3 a pipe weight of about 0.5 kg / m.

Demgegenüber beobachtet man für vergleichbare Rohre aus Vollmaterial, das heißt Rohre aus Polyethylen ohne geschäumte Zwischenschicht 7, ein Rohrgewicht von in etwa 0,7 kg/m. Dennoch werden für das erfindungsgemäße Rohr mit der geschäumten Zwischenschicht 7, vergleichbare mechanische Eigenschaften beobachtet, wie sie auch für Polyethylenrohre aus Vollmaterial im Beispielfall und entsprechend der DIN 16876 gemessen werden. So ist die Längenänderung des erfindungsgemäßen Rohres gemäß 3 nach einer Wärmebehandlung (in der Summe Σ) auf Werte von ≤ 3% beschränkt. Die Zugfestigkeit des Rohres liegt oberhalb von 8000 N. Eine Zeitstand-Innendruckprüfung bei 35°C und 12 bar hat zur Dichtigkeit über einen Zeitraum von jeweils mehr als 2 Stunden (2 h) geführt.In contrast, it is observed for comparable tubes made of solid material, that is tubes made of polyethylene without a foamed intermediate layer 7 , a pipe weight of about 0.7 kg / m. Nevertheless, for the tube according to the invention with the foamed intermediate layer 7 , Comparable mechanical properties observed, as for polyethylene pipes made of solid material in the example and according to the DIN 16876 be measured. Thus, the change in length of the pipe according to the invention according to 3 after a heat treatment (in the sum Σ) limited to values of ≤ 3%. The tensile strength of the tube is above 8000 N. A creep internal pressure test at 35 ° C and 12 bar has resulted in leaktightness over a period of more than 2 hours each (2 hours).

Weitere Materialkennwerte wie der erreichte E-Modul, die Streckspannung, die Zugfestigkeit und schließlich die Bruchdehnung liegen für ein Rohr aus Vollmaterial nach DIN 16876 und das erfindungsgemäße geschäumte Rohr mit der geschäumten Zwischenschicht 7 in vergleichbaren Bereichen, so dass praktisch identische mechanische Kennwerte und Belastbarkeiten beobachtet werden. Das heißt, das erfindungsgemäße Rohr mit der geschäumten Zwischenschicht 7 ist von seiner mechanischen Belastbarkeit und seinen mechanischen Eigenschaften her mit Vollwandrohren nach DIN 16876 vergleichbar, wie die anliegend beigefügte Vergleichstabelle deutlich macht. Rohre nach DIN 16876 geschäumte Rohre nach der Erfindung Rohrgewicht kg/m ca. 0,7 ca. 0,5 Maßhaltigkeit (mm) mm D = 50,0 D = 50,0 s ≈ 5 s ≈ 5 Oberflächenbeschaffenheit glatte Innen- und Außenflächen glatte Innen- und Außenflächen Längenänderung nach Wärmebehandlung % ≤ 3 ≤ 3 Veränderung nach Wärmebehandlung keine Risse, Blasen oder Aufblätterungen keine Risse, Blasen oder Aufblätterungen Zeitstand-Innendruckprüfung 35°C/12 bar h > 2 h > 2 h Zugfestigkeit Rohr N > 8000 > 8000 E-Modul in MPa nach DIN 53457 und ISO 527 > 700 > 500 Streckspannung in MPa nach DIN EN 638 ≥ 18 ≥ 15 Zugfestigkeit in MPa nach DIN EN 638 ≥ 20 ≥ 18 Bruchdehnung in % nach DIN EN 638 ≥ 300 ≥ 100 Further material parameters such as the modulus of elasticity achieved, the yield stress, the tensile strength and finally the elongation at break are for a tube made of solid material DIN 16876 and the foamed tube of the invention with the foamed intermediate layer 7 in comparable ranges, so that practically identical mechanical characteristics and load capacities are observed. That is, the tube according to the invention with the foamed intermediate layer 7 Its mechanical strength and mechanical properties make it comparable to solid wall pipes according to DIN 16876, as the attached comparison table makes clear. Pipes after DIN 16876 foamed pipes according to the invention tube weight kg / m about 0.7 about 0.5 Dimensional accuracy (mm) mm D = 50.0 D = 50.0 s ≈ 5 s ≈ 5 surface finish smooth inner and outer surfaces smooth inner and outer surfaces Length change after heat treatment % ≤ 3 ≤ 3 Change after heat treatment no cracks, blisters or exfoliation no cracks, blisters or exfoliation Creep internal pressure test 35 ° C / 12 bar H > 2 h > 2 h Tensile strength tube N > 8000 > 8000 E modulus in MPa after DIN 53457 and ISO 527 > 700 > 500 Yield stress in MPa after DIN EN 638 ≥ 18 ≥ 15 Tensile strength in MPa according to DIN EN 638 ≥ 20 ≥ 18 Elongation at break in% according to DIN EN 638 ≥ 300 ≥ 100

Das geschäumte Rohr nach der Erfindung gemäß der vorstehenden Tabelle ist ebenso wie das DIN-gemäße Rohr jeweils aus PE (PE-HD) hergestellt worden. Als chemisches Treibmittel wurden 0,5 bis 1,0 Masse-% eines endothermen Treibmittels auf Basis Carbonat/Citrat eingesetzt, und zwar solches der Firma Rowa bzw. Tramaco mit der Produktbezeichnung Tracel PO 1202. Als physikalisches Treibmittel kommen ca. 1,0 Masse-% zum Einsatz, und zwar des Typs Tracel G6800 MS ebenfalls der Firma Tramaco. Die Massenanteile beziehen sich jeweils auf die Gesamtmasse an PE-HD zur Herstellung des erfindungsgemäß geschäumten Rohres.The foamed tube according to the invention according to the above table, as well as the DIN-compliant tube has been made of PE (PE-HD). As a chemical blowing agent 0.5 to 1.0% by mass of an endothermic blowing agent based on carbonate / citrate was used, namely those of the company Rowa or Tramaco with the product name Tracel PO 1202. As a physical blowing agent are about 1.0 mass -% used, namely the type Tracel G6800 MS also the company Tramaco. The mass fractions in each case relate to the total mass of PE-HD for the production of the inventively foamed tube.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4249875 [0002, 0005] US 4249875 [0002, 0005]
US 6176269 B1 [0003, 0004] US 6176269 B1 [0003, 0004]
EP 1091463 A1 [0007, 0008, 0045] EP 1091463 A1 [0007, 0008, 0045]
DE 3436592 A1 [0025] DE 3436592 A1 [0025]
US 4108806 A [0025] US 4108806 A [0025]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 16876 [0009] DIN 16876 [0009]
ISO 11357 [0016] ISO 11357 [0016]
DIN 16876 [0049] DIN 16876 [0049]
DIN 16876 [0050] DIN 16876 [0050]
DIN 16876 [0050] DIN 16876 [0050]
DIN 53457 [0050] DIN 53457 [0050]
ISO 527 [0050] ISO 527 [0050]
DIN EN 638 [0050] DIN EN 638 [0050]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rohres, insbesondere eines Kabelführungsrohres, aus einem thermoplastischen Kunststoff, wonach das Rohr wenigstens dreischichtig sowie vorzugsweise materialeinheitlich mit einer Rohrinnenwand (4), einer geschäumten Zwischenschicht (7) und einer Rohraußenwand (5) aufgebaut wird, und wonach die Zwischenschicht (7) durch ein physikalisches und/oder chemisches Treibmittel aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Massetemperatur zumindest der herzustellenden Zwischenschicht (7) wenigstens austrittsseitig eines Formwerkzeuges unterhalb der Massetemperatur der herzustellenden Rohrinnenwand und/oder Rohraußenwand eingestellt wird.Method for producing a tube, in particular a cable guide tube, made of a thermoplastic material, after which the tube has at least three layers and preferably of the same material with a tube inner wall ( 4 ), a foamed intermediate layer ( 7 ) and a pipe outer wall ( 5 ) and that the intermediate layer ( 7 ) is foamed by a physical and / or chemical blowing agent, characterized in that the melt temperature of at least the intermediate layer to be produced ( 7 ) at least on the outlet side of a mold below the melt temperature of the produced pipe inner wall and / or tube outer wall is adjusted.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Massetemperatur der herzustellenden Zwischenschicht (7) austrittsseitig des Formwerkzeuges geringer als die Massetemperatur von jeweils der herzustellenden Rohrinnenwand (4) und Rohraußenwand (5) eingestellt wird.A method according to claim 1, characterized in that the melt temperature of the intermediate layer to be produced ( 7 ) exit side of the mold less than the melt temperature of each of the produced pipe inner wall ( 4 ) and tube outer wall ( 5 ) is set.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Formwerkzeug ein Extrusionswerkzeug mit wenigstens einem Wandextruder (11a) und einem Schaumextruder (11b) eingesetzt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that as an extrusion tool an extrusion tool with at least one wall extruder ( 11a ) and a foam extruder ( 11b ) is used.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumextruder (11b) gegenüber dem Wandextruder (11a) mit einer geringeren Verarbeitungstemperatur gefahren wird.Process according to claim 3, characterized in that the foam extruder ( 11b ) opposite the wall extruder ( 11a ) is run at a lower processing temperature.

Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumextruder (11b) gegenüber dem Wandextruder (11a) gekühlt wird.Method according to claim 3 or 4, characterized in that the foam extruder ( 11b ) opposite the wall extruder ( 11a ) is cooled.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel volumenmäßig und/oder gravimetrisch erfasst und einem Zwischenschichtgranulat zugegeben wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the propellant volume and / or gravimetrically detected and added to an intermediate layer granules.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Variation des topologischen Rohraufbaus und des erforderlichen Materialeinsatzes die Zugabe des Treibmittels und/oder eine Verarbeitungsgeschwindigkeit gesteuert und/oder geregelt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the addition of the blowing agent and / or a processing speed are controlled and / or regulated to vary the topological pipe structure and the required material use.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Variation des topologischen Rohraufbaus und des erforderlichen Materialeinsatzes das Mischungsverhältnis des physikalischen Treibmittels im Vergleich zum chemischen Treibmittel verändert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mixing ratio of the physical blowing agent is changed in comparison to the chemical blowing agent for varying the topological pipe structure and the required material use.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrinnenwand (4) und/oder die Rohraußenwand (5) und/oder die Zwischenschicht (7) aus einem Rezyklat hergestellt werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pipe inner wall ( 4 ) and / or the tube outer wall ( 5 ) and / or the intermediate layer ( 7 ) are made from a recyclate.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein PE/PP-Rezyklat handelt.A method according to claim 9, characterized in that it is a PE / PP recycled material.