DE2122826A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Umhüllen langgestreckter Körper mittels einer extrudierten, rohrförmigen Hülle - Google Patents

Description

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Societe Civile de Recherches d^finventions brevetables et leur etude (S.C.R.I.B.E.), Eaubonne, VaI d'Oise/FRANKREICH

Verfahren und Vorrichtung zum Umhüllen langgestreckter Körper mittels einer extrudierten, rohrförmigen Hülle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umhüllen eines vorzugsweise zylindrischen, langgestreckten Körpers mit einer extrudierten, rohrförmigen Hülle aus thermoplastischem Werkstoff, deren Innenabmessungen etwas kleiner sind als die Aussenabmessungen des langgestreckten Körpers. Ausserdem befasst sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Der Ausdruck "langgestreckter zylindrischer Körper" bezeichnet beispielsweise Rohre mit kreisförmigem, quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, Stangen, T-, U-, Winkelprofile usw., wobei diese Aufzählung keineswegs erschöpfend ist. 10984 9/1138

Die Hülle aus thermoplastischem Werkstoff kann als Schutzumhüllung gegen Korrosion dienen. Sie kann aber auch als Umhüllung zur thermischen oder"elektrischen Isolation vorgesehen sein. Schliesslieh kann sie als Hülle zum Schutz •einer wärmedämmenden Umhüllung aus porösem Material, beispielsweise Polyurethan-Schaum, gegen mechanische und chemische Einflüsse dienen.

Es ist bekannt, dass die porösen Werkstoffe, beispielsweise Polyurethan-Schaum, ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich einer Wärmeisolation besitzen, jedoch keine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, weshalb sie mit einer äusseren Hülle umgeben werden müssen. Die thermoplastischen Werkstoffe,beispielsweise Polyäthylen, besitzen die gewünschten Eigenschaften zur Bildung äusserer Hüllen zum Schutz gegen mechanische Einflüsse oder gegen Korrosion.

Es wurden bereits derartige thermoplastische Werkstoffe in Form um ein Rohr herum gewickelter Bänder verwendet. Ausserdem werden gegenwärtig im Viege der Extrusion aus Düsen dichte, rohrförmige Hüllen zylindrischen Querschnitts aus thermoplastischem Material hergestellt. Ein Ziel der Erfindung ist es, die Möglichkeit zu bieten, derartig extrudierte Hüllen als Schutz-Umhüllung verwendbar zu ma- - chen, indem sie auf einen zylindrischen Körper im oben erläuterten Sinn aufgebracht v/erden.

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Bisher wird eine derartige Umhüllung so hergestellt, dass eine Hülle verwendet wird, die einen gegenüber dem Durchmesser des mit einer Wärmedämmung zu versehenden Rohres etwas grösseren Durchmesser aufweist. Die Umhüllung wird dann konzentrisch zum Rohr angeordnet und es wird anschliessend in den Ringraum zwischen Hülle und Rohr ein Schaum eingespritzt, der ein poröses Material bildet. Dieses Vorgehen macht es erforderlich, zwischen dem Rohr und der Hülle Abstandselemente anzu-ordnen, die das Rohr konzentrisch zur Hülle halten. Derartige Abstandseleiaente bilden aber Wärmebrücken. Mit der Erfindung soll nun auch hier Abhilfe geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erläuterten Art vorgeschlagen, dass die Hülle, in Querrichtung gedehnt wird, indem ihre Aussen fläche einem Druck ausgesetzt wird, der etwas niedriger als der auf ihre Innenfläche wirkende Druck ist, so dass die Innenabmessungen der Hülle etwas grosser als die Aussenabmessungen des langgestreckten Körpers werden,, worauf der Körper in die Hülle eingebracht und dann die Druckdifferenz zwischen Innen- und Aussenfläche der Hülle beseitigt wird, so dass die Hülle den Körper unter Bildung einer fest mit ihm verbundenen Umhüllung umschliesst.

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Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglichtes, die vorerwähnten Wärmet>rücken zu beseitigen und die Arbeitsgeschwindigkeit bei der Anbringung der Umhüllung zu erhöhen.

Im Falle des Vorhandenseins einer Umhüllung aus einen wärmedämmenden, porösen oder fasrigen Material, wird diese wärmedämmende Umhüllung zuerst auf dem Rohr angebracht. Anschliessend wird das Rohr mit der Umhüllung ins Innere einer extru-P dierten, vorher ausgedehnten Hülle eingebracht.

Das erfindungsgemässe Verfahren stellt einen besonderen Anwendungsfall der Aufschrumpftechnik dar. Während der Einführung des zylindrischen, langgestreckten Körpers in die rohrförmige Hülle wird die Querdehnung der Hülle deraut reguliert, dass ein geringes Spiel zwischen der Aussenfläche des zylindrischen Körpers und der Innenfläche der Hülle existiert, so dass auf den zylindrischen Körper nur eine im Hinblick auf k die Festigkeit der Hülle ungefährliche Schubkraft ausgeübt werden muss.

Nach Einführung des zylindrischen Körpers in die Hülle wird die Druckdifferenz, die auf die beiden Flächen der Hülle einwirkte, beseitigt. Dadurch wird das Rohr auf seiner gesamten Länge fest umschlossen und es entsteht auf ihm eine . Schutz-Umhüllung, die fest mit dem Rohr oder mit der vorher auf diesem angebrachten wärmedämmenden Schicht verbunden ist.

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Wie es von der mechanischen Aufschrumpftecnnik her bekannt ist, kann eine Temperatureinwirkung in Verbindung mit der Druckdifferenz verwendet werden, um die Hülle auszudehnen oder den zylindrischen Körper zu verkleinern.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens findet vorzugsweise eine Vorrichtung Verwendung, die von einer Hohlform mit folgenden Merkmalen gebildet ist:

a) Sie weist einen dichten äusseren Mantel auf.

b) Es ist ein zylindrischer innerer Mantel vorgesehen, der luftdurchlässig ist.

c) Ein zwischen den beiden Mänteln vorgesehener Spalt ist an seinen beiden Enden dicht verschlossen.

d) Ein zentraler, vom inneren Mantel begrenzter Hohlraum hat Querabmessungen, die etwas grosser sind als diS Aussenabmessungen der extrudierten Hülle, und ist wenigstens an seinem einen Ende offen.

e) Es ist eine Einrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, in dem Spalt zwischen den Mänteln einen Druck zu erzeugen, der niedriger ist als der Druck, der

in dem zentralen Hohlraum wirkt, nachdem dort die Hülle eingeführt wurde, so dass sich die Hülle quer "ι U 9 8 4 9 / 1 I 3 8

ausdehnt und gegen den inneren Mantel anlegt.

Die erfindungsgeinässe Vorrichtung genügt den Anforderungen einer Vorrichtung zum Aufschrumpfen.

Die inneren Endstücke des zentralen Hohlraumes der Form sind so ausgebildet,.dass die dem inneren Mantel anliegende Hülle leicht aufgeweitet wird. Kunststoffe haben einen niedrigen Elastizitätsmodul und erlauben eine wesentliche Dehnung bereits unter Bedingungen, die innerhalb der zulässigen Grenzen bleiben. Um beispielsweise eine Hülle aus Polyäthylen mit 3 mm Dicke und 260 mm Durchmesser um 2% aufzuweiten, genügt

es, eine Druckdifferenz von 200 g/cm zwischen deren beiden Flächen zu erzeugen.

Die Innenabmessungen des Hohlraumes der Form können sehr präzise ausgeführt sein, was es erlaubt, Unregelmässigkeiten in den Querabmessungen der Hüllen zu korrigieren. Infolgedessen können grosse Toleranzen in den Abmessungen der Hüllen akzeptiert werden.

Solange die Hülle durch den Druck gegen den inneren Mantel der Form gedrückt ist, bildet die Form gleichsam einen äusseren Anker, der die Hülle festhält und sie in die Lage versetzt, höhere Schubkräfte bei Einführung des langgestreckten zylindrischen Körpers aufzunehmen.

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Die Aufweitung "bzw. Ausdehnung der Hülle infolge einer Druckdifferenz bietet gleichzeitig die Möglichkeit, die Dichtheit der Hülle zu prüfen. Eine Überwachung der Absaugleistung bzw. -geschwindigkeit gestattet es, einen Fehler bei der Dichtheit der Hülle, der für die Qualität der Umhüllung schädlich wäre, nachzuweisen.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung v/eist Mittel zur Führung des zylindrischen Körpers während seiner Einführung in die aufgeweitete Hülle auf. Diese Führungselemente halten den zylindrischen Körper in der Achse des zentralen Hohlraumes der Form während des Einschiebens und während des Herausziehens. Die Führungselemente können beispielsweise von einer halbkreisförmigen Rinne im Falle eines kreisförmigen Rohres oder von einem Förderelement gebildet sein.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung erlauben es also, einen langgestreckten, zylindrischen Körper in das Innere einer rohrförmigen Hülle, deren Querabmessungen etwas kleiner sind, einzuschrumpfen, nachdem die Hülle infolge der Ausübung unterschiedlichen Druckes auf ihre beiden Flächen elastisch und quer gedehnt bzw, aufgeweitet wurde.

Die Wirkung der Druckdifferenz kann vervollständigt werden durch die Ausdehung infolge der sich aus der Einführbelastung für den langgestreckten zylindrischen Körper ergebenden Ausdehnung und durch die auf einer Erhöhung der Temperatur der

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Hülle beruhende Ausdehnung.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung sowie aus den Unteransprüchen ersichtlich.
In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer

erfindungsgemassen Vorrichtung; Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Form und Figur 3 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Form.

In Fig.1 sind schematisch die wesentlichen Teile einer von Hand bedienbaren Vorrichtung dargestellt. Eine halbkreisförmige Rinne 4 und eine Umhüllungsform 5 sind entlang der geometrischen Achse 1 fluchtend angeordnet. Die Rinne 4 ruht auf einem Sockel 2, die Form 5 auf einem Sockel 3.

Die Zeichnungen stellen eine Vorrichtung zur Umhüllung eines Rohres mit kreisförmigem Querschnitt mittels einer extrudierten Hülle in Form eines ebenfalls kreisförmigen Rohres dar. Die Form weist einen äusseren Mantel 5 und einen -inneren Mantel 6 auf, wobei letzterer in kleinen Öffnungen durchbrochen ist. Der äussere Mantel 5 ist dicht. An dem äusseren Mantel 5 ist eine Leitung angeschlossen, die mit

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den beiden Ventilen 8 und 9 in Verbindung steht. Jenseits des Ventiles 9 ist eine Belüftungsleitung 10 angeschlossen. Jenseits des Ventiles 8 ist das Leitungssystem mit einer Saug- bzw. Vakuumpumpe 7 verbunden.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In den zentralen Hohlraum der Form wird eine zylindrische, extrudierte Hülle eingebracht, deren Aussendurchmesser etwas kleiner/ist als der Innendurchmesser des Mantels 6 .Das Ventil 9 wird geschlossen, das Ventil 8 geöffnet und die Vakuumpumpe 7 eingeschaltet, wodurch die Hü-lle ausgedehnt wird und sich gegen den Mantel 6 anlegt.

Das zu umhüllende Rohr wird auf die Rinne 4 gelegt und von Hand in die aufgeweitete Hülle geschoben. Befindet sich das Rohr in der Form an Ort und Stelle, so wird das Ventil 8 geschlossen und das Ventil 9 geöffnet, Hierauf löst sich die Hülle von der Form und umschliesst das Rohr. Anschliessend wird von Hand das von der Hülle umschlossene Rohr aus der Form*genommen.

In Fig.2 ist im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer zylindrischen Form gezeigt. Diese setzt sich zusammen aus:

a) einem äusseren, runden, steifen und dichten Mantel 11, der an zwei Endflanschen 15 befestigt, beispielsweise festgelötet oder festgeklebt ist;

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b) einem zum Mantel 11 konzentrischen, inneren runden Mantel 12. Dieser Mantel 12 ist in Form von kleinen Löchern durchbrochen, so dass er luftdurchlässig ist. Der Mantel'bzw. das Rohr 12 ist dicht an den End-

. flanschen 15 befestigt, beispielsweise ebenfalls angelötet oder angeklebt^

c) einem Spalt 13 zwischen den beiden Mänteln 11 und 12, der mit einem porösen Zellenmaterial angefüllt werden kann.

Das Rohr 12 lässt sich in einem gewissen Masse sowohl in axialer als auch in radialer Richtung verformen, wodurch es möglich ist, in die Form auch unvollkommen zylindrische Gebilde, beispielsweise leicht ovale oder nicht rechtwinkelige} einzubringen.

Die Flansche 15 bestehen aus Metall und v/eisen eine konisch ausgehöhlte Öffnung auf. Die Innenwände der Flansche 15 sind mit Rinnen 14 versehen, die mit einer unter Unterdruck stehenden Leitung 17 über Röhren 16 geringen Querschnitts in Verbindung stehen. Diese Ausbildung der endseitigen Öffnungen ermöglicht es, die Enden der Hülle leicht aufgeweitet zu halten, indem sie mit Hilfe der Rinnen 14, die die Rolle von Düsen spielen, fest gegen die Wände der Flansche 15 angedrückt werden. Es ist dabei möglich, die Enden der Hülle leicht anzuwärmen, so dass sie sich leichter aufweisten lassen.

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Die Leitung 18" ist mit dem Spalt 13 verbunden und ermöglicht es, diesen Spalt gegenüber dem inneren Hohlraum unter Unterdruck zu setzen.

Wird eine Hülle in den zentralen Hohlraum der Form eingeführt, so wird sie angesaugt und legt sich an die gesamte Innenfläche des Mantels 12 unter Ausdehnung an. Die Schultern 19 bieten die Möglichkeit, die Form zuverlässig an einem steifen Sockel, beispielsweise dem Sockel 3, zu befestigen, und die Form der bei der Einführung oder beim Ausstoss des Rohres erforderlichen Belastung auszusetzen.

Fig.3 zeigt im Schnitt einen tfeil einer der Fig.2 entsprechenden Form ,welche aus einem äusseren, steifen und dichten Mantel 22 sowie aus einem inneren Mantel aus nebeneinander angeordneten Ringen 20 besteht, wobei die Ringe 20 aneinander anstossen oder ein geringes Spiel haben. Die Zwischenräume zwischen den Ringen genügen, um die angesaugte Luft hindurchtreten zu lassen. In Fig. 3 ist auch eine Hülle 21 dargestellt, die in den zentralen Hohlraum der Form eingeführt ist.

Diese Art der Form gibt ein grösseres Mass an Freiheit. Die einmal ausgedehnte Hülle wird an sämtlichen Punkten ihrer Länge den gleichen, durch die Ringe 20 bestimmten Querschnitt haben; es wird jedoch nicht möglich sein, die Ringe 20 auszurichten, was es ermöglicht, auch leicht exzentrische oder nicht rechtwinklige Rohre* zu umhüllen.

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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung bieten die Möglichkeit, Rohre oder sonstige langgestreckte zylindrische Körper im oben erläuterten Sinne von grosser Länge mit einer extrudierten Hülle zu versehen. Beispielsweise ist es möglich, Rohre zu verwenden, deren,Länge mehr als das fünfzigfache des Aussendurchinessers beträgt .Falls die Rohre mit einer wärmedämmenden Umhüllung versehen v/erden sollen, wie es beispielsweise bei Rohren für den Trans-" port von warmem Heizöl (Mazout) der Fall ist, wird das Rohr zuerst entsprechend umhüllt, z.B. mit einem mittels einer Pistole aufgespritzen Polyurethan-Schaum,, der eine sehr wirksame und billige Wärmedämmschicht darstellt.

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Claims (1)

1. . ₁₃_ 2122876

   Patent-(Schutz-)Ansprüche

   1y Verfahren zum Umhüllen eines vorzugsweise zylindrischen, langgestreckten Körpers mit einer extrudierten, rohrförmigen Hülle aus thermoplastischem Werkstoff, deren Innenabmessungen etwas kleiner sind als die Aussenabmessungen des langgestreckten Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle' (21) in Querrichtung gedehnt wird, indem ihre Aussenfläche einem Druck ausgesetzt wird, der etwas niedriger als der auf ihre Innenfläche wirkende Druck ist, so dass die Innenabmessungen der Hülle etwas grosser als die Aussenabmessungen des langgestreckten Körpers werden,, worauf der Körper in cLe Hülle eingebracht und dann die Druckdifferenz zwischen Innen- und Aussenfläche der Hülle beseitigt wird, so dass die Hülle den Körper unter Bildung einer fest mit ihm verbundenen Umhüllung umschliesst.

   2, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie von einer Hohlform mit folgenden Merkmalen gebildet ist:

   a) Sie weist einen dichten, äusseren Mantel (11, 22) auf.

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   b) Es ist ein zylindrischer innerer Mantel (12, 20) vorgesehen, der luftdurchlässig ist.

   c) Ein zwischen den beiden Mänteln (11, 12; 20, 22) vorgesehener Spalt (13) ist an seinen beiden Enden dicht verschlossen.

   d) Ein zentraler, vom inneren Mantel (12, 20) begrenzter Hohlraum hat Querabmessungen, die etwas grosser sind als die Aussenabmessungen der extrudierten Hülle (21), und ist wenigstens an seinem einen Ende offen.

   e) Wenigstens eine in den Spalt (13) zwischen den Mänteln (11, 12; 20, 22) mündende Leitung (18) ist an eine Saugpumpe (17) angeschlossen.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der zentrale Hohlraum an beiden Enden offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Öffnungen (17) aufgeweitet und an ihren Innenflächen Umfangsnuten (14) angebracht sind, die über Leitungen (16) geringen Durchmessers an eine Saugpumpe (7) angeschlossen sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Mantel (20) von einer Anzahl nebeneinander angeordneter Ringe gebildet ist.

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   5. Erzeugnis, welches nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es aus
   einem Rohr gebildet ist, dessen Länge wenigstens gleich dem 50-fachen Aussendurchmesser ist,und das eine dichte Hülle in Form einer extrudierten Hülle (21) aus thermoplastischem Werkstoff trägt.

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