DE2652801C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Innen- und Außenbeschichten von Rohren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Innen- und Außenbeschichten von Rohren

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DE2652801C3 DE19762652801 DE2652801A DE2652801C3 DE 2652801 C3 DE2652801 C3 DE 2652801C3 DE 19762652801 DE19762652801 DE 19762652801 DE 2652801 A DE2652801 A DE 2652801A DE 2652801 C3 DE2652801 C3 DE 2652801C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Innen- und Außenbeschichten eines mit Durchbrechungen in der Rohrwandung versehenen Rohres, bei dem das Rohr kontinuierlich durch eine Beschichtungsvorrichtung geführt wird und das aufgebrachte Beschichtungsmaterial durch einen im Rohrinnern gelagerten Verdrängungskörper gleichmäßig an der Rohrinnenwand verteilt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem derartigen Verfahren wird bereits vorgeschlagen. Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern herzustellen und sie mittels einer aufwendigen Fördervorrichtung einzeln über einen langgestreckten und außerhalb des Rohres gehaltenen Dorn durch das Beschichtungswerkzeug zu schieben und zu beschichten (P 26 49 108.7-27).
Da der Dorn in bezug auf das Beschichtungswerkzeug
χι ortsfest gehalten werden muß, ist eine technisch sehr aufwendige Dorngreifeinrichtung mit wechselseitigem Zugriff notwendig. Außerdem muß die gesamte Fördervorrichtung, die für den Vorschub der zu beschichtenden Rohre verantwortlich ist, bei der
is Umstellung auf einen anderen Rohr-Durchmesser neu justiert werden. Der Aufwand, mit dem dieses Verfahren betrieben werden kann, wird dadurch erhöht, daß zusätzliche Heizeinrichtungen im Bereich des Einlasses des Beschichtungswerkzeuges vorzusehen
*<) sind, mit denen die zugeführten Rohre so weit erwärmt werden, daß das Beschichtungsmaterial daran einwandfrei haftet.
Ferner ist es aus der allgemeinen Walztechnik bekannt, ein sogenanntes Rohrreduzier-Walzwerk ein-
·»■-> zusetzen, das aus einer Rohrgrundgröße durch Durchmesserreduzierung unterschiedlicher Rohr-Sollgrößen herstellt. Ein derartiges Reduzierwalzwerk wird im Prospekt »Das Planeten-Schrägwalzwerk« Nummer W-313, aus dem |ahre 1976, herausgegeben von der
"><> Firma Siemag, Siegener Maschinenbau GmbH, beschrieben. Dieses Planeten-Schrägwalzwerk enthält drei kegelförmige Walzen, die in einem Winkel von jeweils 120" radial zueinander angestellt sind und das Rohr so umlaufen, daß durch einen Teil ihrer
■>"> Oberflächen eine kegelförmige Umformzone entsteht. Die Walzen sind dabei auch schräg gegen die Rohrlängsrichtung gestellt, wodurch das Rohr beim Walzen kontinuierlich vorwärts geschoben wird. Der verkleinerte Solldurchmesser der Rohre kann in einem
'" weiten Bereich gewählt werden. Die Erwärmung durch den Verformungsvorgang bleibt ohne wesentliche Auswirkung auf das Walzgut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben,
i<"> sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Herstellung von innen- und aiißcnhcschichtctcn Rohren erheblich verbesseri und rationalisiert wird. Mit dein neuen Verfahren sollen, ausgehend von wenigen
Rohrgrundgrößen, bzw. von nur einer RohrgrundgröBe, innen- und auOenbeschichtete Rohre in verschiedenen Durchmesser-Sollgrößen herstellbar sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art dahingehend gelöst, daß ein Rohr einer Durchmesser-Grundgröße durch Walzen kontinuierlich auf eine Durchmesser-Sollgröße verkleinert und in das Beschichtungswerkzeug transportiert v»ird, worin es unter Ausnutzen der Walzwärme beschichtet wird.
Mit diesem Verfahren können in rationeller Weise innen- und außenbeschichtete Rohre in mehreren Solldurchmessergrößen erzeugt werden. Es werden nicht nur wesentliche Vereinfachungen im Hinblick auf die Lagerhaltung des Ausgangsmaterials erreicht, sondern auch der herstellungstechnische Aufwand niedrig gehalten. Teure Heizeinrichtungen zum Erwärmen der in das Beschichtungswerkzeug eingeführten Rohre kommen in Wegfall.
Bei einer bevorzugten Verfahrensform ist vorgesehen, daß der Verdrängerkörper im WaJzbereioh an der Rohrinnenwand abgestützt wird.
Dieser mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundene Kunstgriff erspart es, komplizierte Halte-, Greif- und Steuereini ichtungen für die Lagesicherung des Verdrängerkörpers vorzusehen. Dieser wird selbsttätig durch sein Anliegen an der Rohrinnenwand gehalten und ermöglicht einen einwandfreien Beschichtungsvorgang.
Verfahrensgemäß wird ferner vorgeschlagen, daß der Rohraußendurchmesser bis zu 30%, vorzugsweise bis zu 20%, reduziert wird- Damit ist eine große Variationsbreite an Solldurchmessern von beschichteten Rohren gegeben, zu deren Herstellung von einer einzigen Rohrdurchmesser-Grundgröße auszugehen ist.
Bei einem zweckmäßigen Verfahrensbeispiel wird das Rohr mit einer annähernd 0,5 mm starken Polyvinylchloridschicht versehen. Bei dieser Beschichtungsdicke ist eine besonders problemlose Verfahrensdurchführung gewährleistet.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine Rohrwalzvorrichtung zum Reduzieren des Rohrdurchmessers, die am Einlaß der als Querspritzkopf ausgebildeten Beschickungsvorrichtung angeordnet ist.
Diese Vorrichtung kann sehr kompakt aufgebaut sein und arbeitet mit großer Zuverlässigkeit.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine als Planeten-Schrägwalzwerk mit kegelförmigen Walzen ausgebildete Rohrwalz vorrichtung.
Eine derartige Walzvorrichtung ist geeignet, alle üblichen Rohr-Werkstoffe zu bearbeiten, wobei die kegelförmigen Walzen nicht nur eine saubere Durchmesserverkleinerung in den vorstehend angegebenen Durchmesserbereichen bewirken können, sondern auch dem Rohr eine kontinuierliche Vorschubbewegung aufzwingen, die zum Durchführen des im Durchmesser verkleinerten Rohres durch das Beschichtungswerkzeug genutzt wird.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner ein im Rohrinneren abgestützter Dorn zweckmäßig, der einen ersten zylindrischen Abschnitt mit einem dem Rohrgrundgrößen-Innendurchmesser entsprechenden Durchmesser, sowie wenigstens einen weiteren, dem verkleinerten Rohrdiirchmcsser entsprechenden, zylindrischen Abschnitt aufweist, wobei die Abschnitte über einen kegelstumpfförmigen Abschnitt verbunden sind, dessen Kegelwinkel dem Verlauf des Durchmecser-Verkleinerungsbereichs entspricht
Dieser Dorn unterstützt dann sowohl den Walzvorgang bei der Durchmesserverkleinerung als auch den Beschichtungsvorgang im Beschichtungswerkzeug, wobei er sich mit seinem kegelstumpfförmigen Abschnitt selbsttätig an der Rohrwand abstützt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ferner lu vorgesehen sein, daß der Abschnitt des Domes im Rohrinneren einen bis in die Beschichtungszone im Beschichtungswerkzeug ragenden Verdrängerkörper für den durch die Durchbrechungen eintretenden Beschichtungswerkstoff aufweist
ίο Dieser vom Dorn getragene Verdrängerkörper sorgt für eine einwandfreie Innenbeschichtung des das Beschichtungswerkzeug durchlaufenden Rohres.
Der den Verdrängerkörper aufweisende Abschnitt des Domes ist dabei zweckmäßigerweise im Durchmesst) ser geringer ausgeführt, als der /erdrängerkörper selbst, so daß die Gefahr vermieden Ut, daß dieser Abschnitt des Domes in einen unerwünschten Reibkontakt mit dem Rohr gerät und dadurch der Verdrängerkörper in seiner Funktion gestört wird.
_'-> Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner vorgesehen, daß mit dem Abschnitt des Domes ein sich bis in die Beschichtungszone erstreckender Verdrängerkörper verbunden ist.
jo Diese Ausgestaltung des Domes gestattet es, unterschiedliche Verdrängerkörper, jeweils angepaßt an unterschiedliche Strömungs- oder Haftungseigenschaften des Beschichtungswerkstoff es. einzusetzen.
Es ist ungünstig, wenn durch den Walzvorgang auf
i> den Dorn ausgeübte Kräfte sich auf die Lage des Verdrängerkörpers auswirken, deshalb schlägt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß der Verdrängerkörper mit dem Abschnitt gelenkig verbunden und zum Teil als
in Rohrführung ausgebildet ist.
Damit wird der Verdrängerkörper zwar vom Dorn in seiner Lage gegenüber dem Beschichtungswerkzeug gesichert, irotzdem kann er in dem Beschichtungswerkstoff schwimmen und ihn einwandfrei an der Rohrinnen-•n wand verteilen.
Günstig ist ferner, wenn wie bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgeschlagen wird, der Dorn zwischen den Abschnitten teilbar ausgebildet ist, derart, daß an dem einer Rohrgrundgröße im Durchmesrer ->ii entsprechenden Abschnitt jeweils unterschiedliche Einsätze befestipbar sind, deren Abschnitte im Durch messer auf unterschiedliche, verkleinerte RohrinnendiTch.iieäser abgestimmt sind. Dann brauchen für unterschiedliche Rohr-Sollgrößen nur die entsprechen-V) den Einsätze in den an die Rohrdurchmesser-Grundgröße angepaßten, dickeren Abschnitt eingeschraubt werden. Die Werkzeugkosten werden dadurch verringert.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend ι» an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 ein Schema einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, teilweise im Schnitt, und
Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 abgeändertes Detail aus Vorrichtung.
"> In der Vorrichtung nach F i g. 1 wird ein Rohr 1 einer Durchmesser-Grundgröße 1 mit Durchbrechungen 5 in seiner Wandung im Durchmesser verkleinert, so daß ein Rohr 3 mit einem Soll-Durchmesser 3 entsteht. l);is
Rohr 3 weist beim Verlassen der Vorrichtung eine innenseitige Beschichtung 2 und eine außenseitige Beschichtung 4 auf.
Das Verfahren zum Verkleinern des Durchmessers und Beschichten bedient sich dazu einer Vorrichtung, die eine Rohr-Walzvorrichtung 6, zweckmäßigerweise in Form eines Planeten-Schrägwalztverks, und ein dieser unmittelbar nachgeschaltetes Beschichtungswerkzeug 7, ?.. B. einen Quenspritzkopf 12, aufweist. Die beiden Vorrichtungsteile sind entlang einer durchlau- i< fenden Achse 10 ausgerichtet.
Die Rohr-Walzvorrichtung 6 besteht aus drei schräg zueinander angestellten, kegelförmigen Walzen 9, die von einem nicht weiter dargestellten Planetenantrieb angetrieben werden. Die Walzen 9 bilden mit einem Teil ι ihrer Mantelflächen eine Verformnngszone 11. durch welche das Rohr 1 hindurchgeführt wird. Die Walzen 9 sind auch gegenüber der Durchlaufachse 10 schräg gesteiit, so dau sie das durchlaufende Rohr mit einer kontinuierlichen Vorschubbewegung beaufschlagen.
Im Rohrinneren ist ein Dorn 8 fliegend gelagert, der sich in der Verformungszone 11 an der Rohrinnenwandung abstützt, so daß er in Richtung der Achse 10 gegenüber dem Querspritzkopf 12 ortsfest gehalten bleibt.
Im Querspritzkopf 12 wird on einem nicht näher dargestellten Extruder eine ringförmige Beschichtungskammer 14 mit pldsufiziertem Beschich'ü- <» -.v.rkstoff beschickt. Dieser ist zweckmäßigerweise ein thermoplastischer Kunststoff, beispielsweise PVC oder dgl., der '■ mit einem wärmeaktiven Härter versetzt oder wärmehärtend eingestellt ist. In die Beschichtungskammer 14 wird das Rohr 3 mit Hilfe eines Werkzeugteiles 15 eingeführt. Der plastifizierte Beschichtungswerkstoff verteilt sich um die Aiißenumfangsfläche des Rohres 3 und bildet die Außenbeschichtung 4. Gleichzeitig wird er auch durch die Durchbrechungen 5 ins Rohrinnere gewunden und bildet dort die Innenbeschichtung 2. Die Durchmesserverkleinerung und Ausbildung der Innenbeschichtung werden durch den Dorn 8 unterstützt. Dieser weist einen hinteren zylindrischen Abschnitt 16 auf. der auf den Innendurchmesser des Rohres 1 abgestimmt ist. An den Abschnitt 16 schließt ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 15 an. der an dem Verlauf der Verformungszone 11 angepaßt ist und zu einem weiteren, zylindrischen Bereich 18 mit verkleinertem Durchmesser führt. Der Abschnitt 18 trägt einen Fortsatz 19, der an den verkleinerten Innendurchmesser des Rohres 3 angepaß: ist und als Rohrführung dient. Der Dorn 8 endet schließlich in einem zylindrischen Verdrängerkörpt. 20. dessen Außenumfang der Innenwandung des Rohres 3 rrit radialem Abstand gegenüberliegt, so daß der durch die Durchbrechungen 5 eintretende Beschichtungswerkstoff in einer gleichmäßigen Schichtdicke an die Innenwandung des Rohres 3 > gedrängt wird, in dem mit 21 angedeuteten Bereich des Domes 8 ist eine gelenkige Verbindung zwischen den einzelnen Abschnitten vorgesehen, die es gestattet, daß sich die Abschnitte 19 und 20 im Rohrinneren selbsttätig zentrieren und der Verdrängerkörper 20 eine gleichmäßige Innenbeschichtung erzeugt. Mit dieser gelenkig ausgebildeten Verbindung wird vermieden, daß durch den Waizvorgang auf den Dorn 8 ausgeübte Kräfte bis in den Verdrängerkörper 20 übertragen werden und dort eventuell zu Reibkontakten und damit Störungen r des Beschichtungsvorganges an der Rohrinnenwandung führen.
In Fig. 2 ist eine andere Ausfiihrungsform eines Domes 8' gezeigt, deren Abschnitt 16' einer Rohrgrundgröße entspricht, und die universell an unterschiedliche verkleinerte Rohr-Durchmesser-Sollgrößen angepaßt werden kann. Zu diesem Zwecke ist der Dorn 8' im Bereich 22 teilbar ausgebildet, beispielsweise mittels einer Gewindeverbindung. Damit werden in den Abschnitt 16' wahlweise Einsätze eingeschraubt, die für verschiedene Soll-DurchmessergröCcn bestimm· sind. Die Einsätze weisen dann Abschnitte 17, 1/ , IS, 19" oder 20', 20" mit verschiedenen Durchmessern auf. Selbstverständlich kann auch der Dorn 8' mit einer gelenkigen Verbindung zwischen den Bereichen 19' "id 17' ausgebildet sein.
Das Verfahren läuft wie folgt ab:
Das Rohr 1 wird in die Rohrwalzvorrichtung 6 eingeführt und von dieser irr, Durchmesser auf ucii Soli-Durchmesser J' verkleinert. L)as verkleinerte Rohr 3 tritt dann unmittelbar nach Verlassen der Walzvorrichtunt» *» in den Querspritzkopf 12 ein und wird durch die aufgezwungene Vorschubbewegung in die Beschichtungskammer 14 geschoben. Zwischenzeitlich ist der Dorn 8 ins Rohrinnere eingeführt worden und erstreckt sicii mit seinem Verdrängerkörper 20 bis über den Bereich der Beschichtungskammer 14 hinaus. Dabei l'"~t der Dorn mit seinem kegelsturnpfr:rmigen Abschrti.'i 17 in der Verformungszone an der Rohrinnenwand an und wird gehindert, der Vorschubbewegung des Rohres zu folgen.
Durch das Walzen des Rohres : ·■ l;eses erheblich erwärmt worden. Diese Erwärmung bewirkt eine feste Haftung des Beschichtungswerkstoffs, ohne daß zusätzliche, an sich benötigte Heizeinrichtungen zur Einwirkung gebracht werden müßten.
Am Austritt aus dem Querspritzkopf 12 ist das Rohr beschichtet und wird in eine nicht mehr dargestellte Kühlstation bzw. Vernetzungseinrichtung geleitet, in denen die Beschichtung stabilisiert und endgültig ausgehärtet wird.
Erfindungsgemäß können somit beispielsweise, ausgehend von einer einzigen Durchmesser-Grundgröße von 50 mm. beschichtete Rohre bis zu Durchmessern von 35 mm erzeugt werden. Der Beschichtungswerkstoff bedeckt zur Gänze die Innen- und Außenseite des Rohres, sowie die Durchbrechungen, so daß ein hervorragend gegen Korrosion und Erosion geschütztes Rohr entsteht. Als Beschichtungswerkstoffe sind insbesondere wärmehärtbare Thermoplaste oder Kunststoff-Lacke geeignet. Gute Ergebnisse konnten mit PVC-Kunststoffen in harter oder weicher Einstellung erzielt werden, wobei diese entweder eine selbständig aushärtende Zusammensetzung aufweisen oder mit einem thermoaktiven Härter oder Haftvermittler versetzt sind.
Besondere Vorteile des beschriebenen Verfahrens liegen darin, daß zu seiner Durchführung weder zusätzliche Heizeinrichtungen, Rohrzuführeinrichtungen oder aufwendige Dornhalte- oder Steuereinrichtungen notwendig sind. Die Vorrichtung ist kompakt und platzsparend aufgebaut Die Fertigung nach dem beschriebenen Verfahren ist insbesondere deshalb rationell und wirtschaftlich, da infolge von nur wenigen benötigten Rohr-Durchmessergrundgrößen eine sehr einfache Lagerhaltung ermöglicht ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Innen- und Außenbeschichten eines mit Durchbrechungen in der Rohrwandung versehen Rohres, bei dem das Rohr kontinuierlich durch eine Beschichtungsvorrichtung geführt wird und das aufgebrachte Beschichtungsmateria! durch einen im Rohrinnern gelagerten Verdrängungskörper gleichmäßig an der Rohrinnenwand verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Durchmesser-Grundgröße aufweisende Rohr durch Walzen kontinuierlich auf eine Durchmesser-Sollgröße verkleinert und anschließend in die Beschichtungsvorrichtung geführt wird, wobei es unter Ausnutzen der Walzwärme beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper im Walzbereich an der Rohrinnenwand abgestützt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohraußendurchmesser bis zu 30%, vorzugsweise bis zu 20%, reduziert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit einer annähernd 0,5 mm starken Polyvinylchloridschicht versehen wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, mit einer Beschichtungsvorrichtung und einem Verdrängerkörper im Rohrinneren, gekennzeichnet durch eine Rohrwal;tvorrichtung (6) zum Reduziere" des Rohrdurchmessers, die am Einlaß der als Querspritzkopf (12) ausgebildeten Beschichtungsvcnchtung (7) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine als Planeten-Schrägwalzwerk mit kegelförmigen Walzen (9) ausgebildete Rohrwalzvorrichtung (6).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und fi, gekennzeichnet durch einen im Rohrinneren abgestützten Dorn (8, 8'), der einen ersten zylindrischen Abschnitt (16, 16') mit einem dem Rohrgrundgrößen-lnnendurchmesser entsprechenden Durchmesser, sowie wenigstens einen weiteren, dem verkleinerten Rohrdurchmesser entsprechenden, zylindrischen Abschnitt (18, 19, 20; 19', 20') aufweist, wobei die Abschnitte über einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (17,17') verbunden sind, dessen Kegelwinkcl dem Verlauf des Durchmesser-Verkleinerungsbereichs (11) entspricht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (18, 19, 20; 19', 20') des Domes (8, 8') im Rohrinneren einen bis in die Beschichtungszone im Beschichtungswerkzeug (7) ragenden Verdrängerkörper (20) für den durch die Durchbrechungen (5) tretenden Beschichtungswerkstoff (13) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Abschnitt (18) des Domes (8) ein sich bis in die Beschichtungszone erstreckender Verdrängerkörper (19, 20) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (19, 201 mit dem Abschnitt (18) gelenkig verbunden und zum Teil (19) als Rohrführung ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dorn (8') zwischen den Abschnitten (16' und 17') teilbar ausgebildet ist, derart, daß an den einer Rohrgrundgröße im Durchmesser entsprechenden Abschnitt (16') jeweils unterschiedliche Einsätze befestigbar sind, deren Abschnitte (17', 19', 20') im Durchmesser auf unterschiedliche, verkleinerte Rohrinnendurchmesser abgestimmt sind.
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