DE2700478C2

DE2700478C2 - Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres

Info

Publication number: DE2700478C2
Application number: DE2700478A
Authority: DE
Inventors: Bernd 3000 Hannover Eilhardt; Gerhard Dr.-Ing. 3012 Langenhagen Ziemek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-07
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1986-07-10
Also published as: ES463034A1; BE862693A; FI772696A; DK151856B; NL188513C; GB1547113A; IT1090932B; SE7714944L; FR2376737B1; SE431178B; JPS6218340B2; NO780051L; JPS5385556A; DE2700478A1; DK401977A; DK151856C; NL188513B; FR2376737A1; NL7712145A; CH622738A5

Description

Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem Innenrohr, einem Außenmantel aus thermoplastischem Kunststoff sowie einer zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel angeordneten Wärmeisolationsschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff, bei dem um das kontinuierlich zugeführte Innenrohr das Außenrohr extrudiert und in den Ringraum zwischen Innenrohr und Außenmantel ein Schaumstoff eingebracht wird, welcher den Ringraum ausschäumt.

Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 14 82 661 bekannt. Dort wird kontinuierlich zu einem Innenrohr ein Außenrohr aus einem Thermoplasten extrudiert und in den Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Schaumstoff eingebracht. Der Isolierwerkstoff — ein aufgeschäumter Kunststoff — wird durch ein rohrförmiges Werkzeug in den Ringraum gepreßt. Offensichtlich kann hier nur ein thermoplastischer Schaumstoff verwendet werden, der nicht chemisch reaktionsfähig ist sondern bei dem das Treibmittel in der Kunsstoffschmelze bereits gelöst ist und den Kunststoff bei Druckabfall nach dem Austritt aus dem rohrförmigen Werkzeug aufbläht Die Geschwindigkeit mit welcher der Schaumstoff in den Ringspalt eingebracht wird, ist abhängig vom Aufschäumgrad sowie vom Verhältnis

ίο der Querschnitte des Rohres 8 zum Querschnitt des Ringraumes. Die Verwendung eines reaktionsfähigen schaumstoffbildenden Gemisches scheidet aus, da reaktionsfähige Schaumstoffe, z. B. Polyurethane, nach dem Zusammenfügen der Komponenten, z. B. Polyol und isocyanat sofort beginnen zu reagieren, d. h. aufzuschäumen. Da derartige Schaumstoffe sehr klebrig sind, ist es nicht vorstellbar, daß diese durch das Rohr transportierbar sind. Weiterhin besteht bei diesem Verfahren die Gefahr, daß das Innenrohr sich aufgrund semes Eigengewichtes in der Schaumstoffschicht verlagert Darüber hinaus sind die verwendeten thermoplastischen Schaumstoffe gegenüber Polyurethan bezüglich des Wärmedämmverhaltens benachteiligt

Es ist auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen durch eine Schaumstoffschicht außen thermisch isolierter Rohre bekannt, bei dem um das metallische Innenrohr und im Abstand zu diesem ein Band zum Schlitzrohr geformt wird, in dem das in ein Stützrohr geführte Band koaxial um das Innenrohr geschlossen wird, wobei in das noch offene Schlitzrohr ein selbstschäumender Kunststoff eingebracht wird. Als Band wird hierbei eine auf der Schaumstoffschicht verbleibende Folie verwendet, auf die nach dem Auslauf aus dem Stützrohr ein Außenmantel aufgebracht wird. Die Folie dient im wesentlichen als äußere Form für den aufschäumenden Kunststoff. Da es sich bei diesem Verfahren um ein kontinuierliches Verfahren handelt, ist eine aufwendige Formvorrichtung zur Überführung der in ebenem Zustand zugeführten Folie in die Rohrform erforderlich. Da darüber hinaus die Folie keine genügende Stabilität aufweist, um dem Schäumdruck des aufschäumenden Kunststoffes standzuhalten, ist das Führungsrohr erforderlich, welches zur Formgebung beiträgt Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens sind die erheblichen Reibungskräfte zwischen der Folie und dem Stützrohr, die von einer hinter der Vorrichtung zum Aufbringen des Außenmantels angreifenden Abzugsvorrichtung übernommen werden müssen (DE-AS 17 04 74&).

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem wärmeisolierte Leitungsrohre mit gleichmäßiger Wanddicke und einem hohen Dämmwert der Isolierschicht in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das kontinuierlich zugeführte Innenrohr ein Abstandshalter, vorzugsweise in Form einer Wendel, aufgebracht wird, daß ein reaktionsfähiges, schaumstolifbildendes Gemisch auf ein mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr bewegtes, unterhalb des Innenrohres verlaufendes Transportband aufgebracht und daß das reaktionsfähige Gemisch so eingestellt wird, daß der sich bildende Schaum erst bei genügender Festigkeit des Außenmantels den Ringraum ausfüllt.

Durch die Verwendung eines Abstandshalters ist sichergestellt, daß das Innenrohr zum Außenmantel auch während der Fertigung stets konzentrisch gehalten

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wird. Dadurch kann sich der Schaum optimal entwikkeln. Die gernäß der Erfindung verwendeten Schäume auf Polyurethan- bzw. Polyisocyanuratbasis weisen gegenüber thermoplastischen Schäumen wesentlich höhere Isolationswerte auf. Als äußere Form für den Schaum dient der Außenmantel.

In Weiterbildung der Erfindung kann auf das Innenrohr zweckmäßigerweise eine Trennschicht in Form einer dünnen Schicht aus Wachsen oder Fetten oder eines Papierbandes aufgebracht werden. Diese Trennschicht sorgt bei der Montage der wärme- und schallisolierten Leitungsrohre für ein leichtes Entfernen der Isolierschicht. Als Innenrohr kann ein solches aus vernetzten! Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, verwendet werden. Diese Rohre sind geeignet bis zu Temperaturen von 110° C. Es ist aber auch möglich, als Innenrohr ein gewelltes Metallrohr zu verwenden, welches aus eiern dünnwaßdigen, längsnahtgeschweißten Metallrohr hergestellt ist. Derartige Rohre können nahezu in beliebiger Länge hergestellt werden und sind aufgrund ihrer Wellung so flexibel, daß das wärmeisolierte Leitungsrohr auf übliche Kabeltrommeln gewickelt werden kann.

In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, daß das Innenrohr dem Spritzwerkzeug unter einem Winkel zur Horizontalen nach unten verlaufend zugeführt wird, daß Innenrohr und Außenmantel das Spritzwerkzeug nahezu unter demselben Winkel verlassen und das fertige Rohr nach dem Aushärten des Schaumstoffes in die Horizontale umgelenkt wird. Durch diese Maßnahme wird die mechanische Belastung des Schaums durch das Gewicht des Innenrohres verringert. Wählt man den Verlauf des Innenrohres sowie des fertigen Rohres in Form einer Kettenlinie, so treten nahezu keine die Schaumstoffschicht belastenden Kräfte auf. Als Material für das Außenrohr haben sich Polyolefine, vorzugsweise Polyäthylen, und halogenhaitige Thermoplaste wie Polyvinylchlorid als vorteilhaft erwiesen.

Die Erfindung ist anhand eines in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mittels eines Extruders 1 wird kontinuierlich ein Rohr 2 aus einem thermoplastischen Kunststoff extrudiert. Das extrudicrte Rohr 2 wird unmittelbar nach dem Austritt aus dem Mundstück des Extruders 1 in eine Kammer 3 eingeführt, die mit Unterdruck bzw. einem Vakuum beaufschlagt ist. In dieser Kammer 3 wird das aus dem Mundstück ausgetretene, recht instabile Kunststoffrohr 2 kalibriert und dabei abgekühlt und in seiner Form gehalten. Hinter der Kammer 3 ist eine weitere Kammer 4 vorgesehen, in der das Kunststoffrohr 2 intensiv gekühlt wird. Bei dem Extruder 1 handelt es sich um einen normalen Kunsstoffextruder mit einem Querspritzkopf, bei dem der thermoplastische Kunststoff dem eigentlichen Spritzwerkzeug quer zur Extrusionsrichtung zugeführt wird. Im Innern des Spritzkopfes 1 ist ein Führungsrohr 5 vorgesehen, welches ein kontinuierlich geführtes Innenrohr 6, vorzugsweise ein nahtlos geformtes und gezogenes, gegebenenfalls weichgeglühtes Kupferrohr, dem Mundstück des Extruders 1 so zuführt, daß das Innenrohr 6 konzentrisch zum Kunststoffrohr 2 einläuft. Unterhalb des Innenrohres 6 wird ein Band 7, welches von einer Vorratsspule 8 abläuft, mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innensrohr 6 zügeführt. Auf das Band 7 wird von einer Mischvorrichtung 9 ein aufschäumbares IO.:nststoffgemisch in flüssiger Form, beispielsweise ü uf der Basis von Polyurethan, aufgesprüht, welches aufgrund seiner Zusammensetzung und aufgrund der Wärmezufuhr aus dem extrudierten Kunststoffrohr 2 unmittelbar hinter dem Mundstück aufzuschäumen beginnt. Hinter der Kammer 4 ist eine Stütze für das ausgetretene Rohr, beispielsweise in Form eines Bandabzuges 10, vorgesehen. Spätestens im Angriffsbereich dieses Bandabzuges 10 ist der Schaumstoff 11 bereits ausgehärtet, so daß er das Innenrohr 6 zu tragen vermag. Die dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere zum Ummanteln von Innenrohren, die aus einem relativ starren Material bestehen, beispielsweise halbharte Kupferrohre bzw. Stahlrohre. Sollen weniger starre Innenrohre 6, beispielsweise Kunststoffrohre, gewellte Metallrohre oder weichgeglühte Kupferrohre, mit einer thermischen Isolierschicht versehen werden, ist es besonders ratsam, diese vor dem Einführen in den Spritzkopf 1 mit einer Abstandshalterwendel oder mit Abstandshalterschalen zu versehen. Das Führungsrohr 5 entfällt für diesen Fall. Die Breite des Bandes 7 muß mindestens so gewählt sein, daß sie die Menge des Schaumvjffes, der notwendig ist, um den Ringraum auszufüllen, aufnehmen kann. In ihrem maximalen Wert entspricht sie dem inneren Umfang des Kunststoffrohres 2.

Zur Ummantelung weniger starrer Innenrohre, wie beispielweise weichgeglühter Kupferrohre, Kunststoffrohre oder gewellter Metallrohre, hat sich die in der Fig.2 schematisch dargestellte Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen. Das Innenrohr 6 sowie das fertig isolierte Rohr 12 verlaufen sowohl vor als auch hinter dem Spritzwerkzeug 1 in Form einer Kettenlinie. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß das Innenrohr 6 wie auch das Außenrohr 2 keine Kraftkomponente in vertikaler Richtung nach unten aufweist und die Konzentrizität beider Rohre zueinander über die gesamte Fertigungsstrecke gegeben ist. Mittels des Abzuges 10 kann die Abzugsgeschwindigkeit und damit die Form der Kettenlinie geregelt werden. Die Geschwindigkeit des Abzuges 10 kann beispielsweise durch eine nicht dargestellte, hinter dem Spritzwerkzeug 1 angeordnete, die La^e des Innenrohres 6 erfassende Prüfvorrichtung gesteuert werden.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß es nunmehr möglich geworden ist, in kontinuierlicher Arbeitsweise wärme- und schallisolierte Leitungsrohre von nahezu unbegrenzter Länge herzustellen, die einen mechanisch stabilen Außenmantel aufweisen, zu dem das Innenrohr nahezu vollkommen konzentrisch angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin durch seine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren, bei denen ebenfalls au?- schäumbare Kunststoffgemische auf der Basis vn Polyurethan verwendet wurden, kann nunmehr auf eine gesonderte äußere Form in Form eines zum Rohr gebogenen Bandes verzichtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

27 OO 478 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines wärme- und schallisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem Innenrohr, einem Außenmantel aus thermoplastischem Kunststoff sowie einer zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel angeordneten Wärmeisolationsschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff, bei dem um das kontinuierlich zugeführte Innenrohr das Außenrohr extrudiert und in den Ringraum zwischen Innenrohr und Außenmantel ein Schaumstoff eingebracht wird, welcher den Ringraum ausschäumt, dadurch gekennzeichnet, daß auf das kontinuierlich zugeführte Innenrohr ein Abstandshalter, vorzugsweise in Form einer Wendel, aufgebracht wird, daß ein reaktionsfähiges, schaumsioffbildendes Gemisch auf ein mit gleicher Geschwindigkeit wie das Innenrohr bewegtes, unterhalb des Inn^nrohres verlaufendes Transportband aufgebracht iaid daß das reaktionsfähige Gemisch so eingestellt wird, daß der sich bildende Schaum erst bei genügender Festigkeit des Außenmantels den Ringraum ausfüllt

2. Verfahren nach Anspruch U dadurch gekennzeichnet, daß auf das Innenrohr eine Trennschicht in Form einer dünnen Schicht aus Wachsen oder Fetten oder eines Papierbandes aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenrohr aus vernetztem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, verwendet wird.

4. Verfahren nach Acisprucis 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewelltes Innenrohr verwendet wird, welches aus eine« dünnwandigen, längsnahtgeschweißten Metallrohr hergestellt ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr dem Spritzwerkzeug unter einem Winkel zur Horizontalen nach unten verlaufend zugeführt wird, daß das Innenrohr und der Außenmantel das Spritzwerkzeug nahezu unter demselben Winkel verlassen und das fertige Rohr nach dem Aushärten des Schaumstoffes in die Horizontale umgelenkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr sowie das fertige Rohr in Form einer Kettenlinie verlaufen.