DE2708593A1

DE2708593A1 - Zusammengesetztes rohr aus verschiedenen kunststoffen und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2708593A1
Application number: DE19772708593
Authority: DE
Inventors: Francesco Orfino
Original assignee: ORFINO
Current assignee: ORFINO
Priority date: 1976-03-01
Filing date: 1977-02-28
Publication date: 1977-09-08
Also published as: GB1546023A; FR2342837A1; FR2342837B3

Description

betreffend

Zusammengesetztes Rohr aus verschiedenen Kunststoffen und Verfahren zu dessen Herstellung

Priorität: 1. März 1976 - Italien

Die Erfindung betrifft ein Rohr, das aus Kunststoffen zusammengesetzt ist, die verschiedene chemische und mechanische Eigenschaften haben, welche sowohl durch einen ersten Rohrkörper und einen zweiten zu dem ersten konzentrischen Rohrkörper gebildet wird, mit dem er konzentrisch gekoppelt ist.

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Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen zusanunengesetzten Rohres gerichtet. Bekanntlich finden Rohre aus Kunststoff weitgehend Anwendung zum Leiten von Fluiden allgemein, jedoch insbesondere von korrodierend wirkenden Fluiden wegen ihrer bemerkenswerten chemischen Beständigkeit.

Im Falle von langen Rohrleitungen, wenn diese an voneinander im Abstand befindlichen mehreren Punkten aufgehängt bzw. abgestützt sind, tritt jedoch der Nachteil einer übermäßigen Durchbiegung der lichten Weiten auf, die sowohl durch das Eigengewicht der Rohrleitung als auch durch die geringe Längssteifigkeit bedingt ist, wenn nicht Rohre verwendet werden, deren Dicke offensichtlich übermäßig bezogen auf die technischen und wirtschaftlichen Erfordernisse sind, deren Rechnung getragen werden muß. Eine übermäßige Durchbiegung der lichten Weiten kann beispielsweise zur Beschädigung der Verbindungsflansche zwischen den verschiedenen Rohrabschnitten und damit zum Bruch der Rohrleitung führen. Dieser Nachteil ist noch größer im Falle von Fluiden, welche thermische Veränderungen während ihres Durchlaufs durch die Rohrleitung erfahren oder Druckveränderungen sei es gegenüber der äußeren Umgebung im positiven oder im negativen Sinne. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, zusammengesetzte Rohr zu verwenden, die einen ersten inneren Rohrkörper aufweisen, der aus einem Kunststoff besteht, welcher die notwendigen chemischen Eigenschaften je nach dem zu leitenden Fluid besitzt, ohne der mechanischen Steifigkeit Rechnung zu tragen, und einen zweiten gleichartigen äußeren Rohrkörper aus einem ausreichend steifen Material. Bei

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der Herstellung von zusammengesetzten Rohren der vorerwähnten Art treten jedoch ernste Schwierigkeiten hinsichtlich der Art und Weise auf, mit welcher ein stabiles Koppeln zwischen den beiden konzentrischen Rohrkörpern durchgeführt werden kann, wegen der verschiedenen chemischen und mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe, aus denen die beiden Rohrkörper bestehen, deren Materialien normalerweise nicht miteinander verträglich sind und eine direkte Vereinigung zwischen den Kontaktflächen nicht ermöglichen.

Außerdem führen die unterschiedlichen axialen und radialen Dehnungen der Kunststoffe, aus denen die beiden Rohrkörper bestehen, beim Verändern der mechanischen Belastungen und der Temperaturen der geleiteten Fluide das Entstehen von Spannungen zwischen den Kopplungsflächen herbei, so daß diese dazu gebracht werden, aufeinander zu gleiten und sich daddurch voneinander zu lösen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch stabile Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrkörper von zusammengesetzten Rohren aus Kunststoff zu entwickeln, bei welchen die Rohrkörper aus Kunststoffen bestehen, die verschiedene chemische und mechanische Eigenschaften haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Rohrkörper an seiner Oberfläche mit einer Anzahl offener Längsnuten versehen ist, die um seinen Umfang herum verteilt sind und deren Querschnitt sich zur öffnung in der radialen Richtung verengt, und der zweite Rohrkörper, der auf der Oberfläche des ersten angeordnet ist, die mit den erwähnten Nuten versehen ist,

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eine entsprechende Anzahl Längsrippen aufweist, die um seinen Umfang herum verteilt sind und die Nuten vollständig ausfüllen, wobei die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrkörper durch die mechanische Kopplung zwischen den Nuten und den Rippen gebildet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Nuten und die Rippen einen trapezförmigen Querschnitt auf, dessen Kanten abgeschrägt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Rohren aus Kunststoff unterscheidet sich dadurch, daß ein erster Rohrkörper aus einem der Kunststoffe geformt wird, aus denen das zusammengesetzte Rohr gebildet werden soll, eine Anzahl offener Längsnuten auf einer der Flächen des erwähnten ersten Rohrkörpers geformt werden, die um den Umfang desselben herum verteilt sind, welche Nuten einen sich zur öffnung der radialen Richtung verengen, eine zweiter Rohrkörper, der zum ersten gleichachsig ist, unter Verwendung des anderen der erwähnten Kunststoffe des zusammengesetzten Rohres auf demjenigen Teil des ersten Rohrkörpers, in welchem die Nuten vorgesehen sind, durch Füllen derselben geformt wird, und schließlich die verwendeten Kunststoffe gehärtet werden.

Der durch die Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht in dem Umstand, daß das zusammengesetzte Rohr unter Verwendung eines Materials hergestellt werden kann, das besonders widerstandsfähig gegen chemische Einflüsse ist, wie z.B. Polytetrafluoräthylen für den Rohrkörper, der für den Kontakt mit dem zu leitenden Fluid bestimmt ist, und eines beliebigen hitzehärtbaren Materials von

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geeigneter mechanischer Steifigkeit für den äußeren Rohrkörper , auch wenn diese Materialien untereinander nicht verträglich sind und an den Kontaktflächen nicht chemisch verbunden werden können. Das zusammengesetzte Rohr besitzt daher sowohl geeignete Eigenschaften hinsichtlich der chemischen Beständigkeit gegenüber dem Fluid als auch eine geeignete mechanische Festigkeit gegenüber den Beanspruchungen des Gewichts und des Druckes ohne die Gefahr, daß sich die beiden gleichachsigen Rohrkörper voneinander lösen, dank der mechanischen Kopplung zwischen den Nuten des ersten Körpers und den Rippen des zweiten Körpers.

Außerdem besteht ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß es die kontinuierliche Herstellung, beispielsweise durch Extrudieren des ersten Rohrkörpers mit Nuten unter Verwendung von Polytetrafluoräthylen oder auch beispielsweise von thermoplastischen Materialien ermöglicht sowie das ebenfalls kontinuierliche Formen des zweiten Rohrkörpers durch Aufbringen des jeweiligen hitzehärtbaren Kunststoffes, mit oder ohne Verstärkungs- oder Füllstoffzusätze, auf den aus dem Extruder austretenden ersten Körper, worauf man das ganze polymerisieren und sich erhärten läßt. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:

Figur 1: in schematischer Darstellung eine Schnitt-.ansieht eines erfindungsgemäßen aus verschiedenen Kunststoffen hergestellten zusammengesetzten Rohres;

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Figur 2: in schaubildlicher Darstellung einen Abschnitt eines der das zusammengesetzte Rohr bildenden Rohrkörper.

In der Zeichnung ist mit 1 der erste Rohrkörper bezeichnet, der eine kontinuierliche ringförmige Dicke 2 aufweist und dessen Innenfläche 3 glatt und für den Kontakt mit dem zu leitenden Fluid bestimmt ist.

Die Außenfläche 4 ist mit mehreren Längsnuten 5 versehen, die gleichmäßig um den Umfang herum verteilt sind.

Die Nuten 5 haben je eine Öffnung 6 und je einen Querschnitt, der sich vom Grund 7 zur Öffnung 6 in der radialen Richtung verengt. Dieser Querschnitt hat im wesentlichen die Form eines Trapezes mit den abgeschrägten Kanten 8,9 und 10, 11.

Die vollen Teile 12 zwischen den Nuten 5 bilden daher entgegengesetzte konsolenfömrige Zonen, die mit 13 und 14 bezeichnet sind.

Der erste Rohrkörper 1 wird vorzugsweise kontinuierlich durch Extrudieren unter Verwendung als Kunststoff von Polytetrafluoräthylen, auch wenn andere Arten von Kunststoffen je nach den chemisch-physikalischen Erfordernissen verwendet werden können, welchen das Rohr an seinem mit dem Fluid in Kontakt befindlichen Teil Rechnung tragen muß. Aus dem Körper 1 des Teiles, wo die Nuten 5 vorgesehen sind, ist konzentrisch ein zweiter mit 15 bezeichneter Rohrkörper angeordnet.

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Dieser zweite Rohrkörper 15 ist mit Längsrippen 16 versehen, die von einer kontinuierlichen ringförmigen Dicke abstehen und mit 17 bezeichnet sind und deren Außenfläche 18 beispielsweise glatt ist.

Die Zahl der Rippen 16 ist gleich der Zahl der Nuten und die Rippen haben einen solchen Querschnitt, daß er denjenigen der Nuten vollständig ausfüllt.

Der Rohrkörper 15 wird unter Verwendung eines herkömmlichen hitzehärtbaren Kunststoffes hergestellt, der auf den Körper 1 mit herkömmlichen Mitteln so aufgebracht wird, daß er die Nuten 5 füllt. Nach dem Aufbringen wird das hitzehärtbare Material einer herkömmlichen Härtungsbehandlung unterzogen, beispielsweise durch Wärmeanwendung. Der Rohrkörper 15 kann in seiner Dicke 17 und in seinen Rippen 16 auch Verstärkungselemente, , wie z.B. Glasfasern oder dgl. aufweisen. Wie erwähnt, beruht die stabile Kopplung zwischen dem Rohrkörper 1 und dem Rohrkörper 15 auf der mechanischen Verbindung zwischen den Nuten 5 und den Rippen 16, ohne daß besondere Behandlungen der Kontaktflächen vorgenommen werden müssen und ferner ohne daß Klebstoffe zwischen den beiden Kontaktflächen vorgesehen werden müssen.

Bei der Verwendung des Rohres können ggf. axialen Verschiebungen eines Rohrkörpers mit Bezug auf den anderen als Folge von Dehnungen oder Biegungen, welche, wenn auch in verringertem Maße, immer noch auftreten können, ohne weiteres vorkommen und die Verschiebung eines Rohrkörpers mit Bezug auf den anderen, wenn eine solche

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erfolgt, wird durch die Endflansche (nicht dargestellt) der Rohrabschnitte an ihren axialen Verbindungen begrenzt.

Mögliche radiale Verlagerungen um unterschieldiche Beträge bei den beiden gekoppelten Rohrkörpern durch das Auftreten von überdruck oder Unterdruck mit Bezug auf die äußere Umgebung führen kein gegenseitiges Lösen der beiden Rohrkörper 1 und 15 herbei, da die sockeiförmigen Zonen 13 und 14 der vollen Teile 12 zwischen den Nuten sich biegen können und daher das unterschiedliche mechanische Verhalten der Materialien aufnehmen können, aus dem das zusammengesetzte Rohr hergestellt ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

ι 1. Zusammengesetztes Rohr aus unterschiedlichen — Kunststoffen mit einem ersten Rohrköper, der durch einen der Kunststoffe gebildet wird und einem zweiten Rohrkörper, der durch den anderen der Kunststoffe gebildet wird, zu dem ersten konzentrisch und mit diesem verbunden ist, dadurch gekenn ze ichnet, daß der erste Rohrkörper (1) auf seiner Oberfläche mit mehreren offenen Längsnuten (5) versehen ist, die um seinen Umfang herum verteilt sind, die Nuten (5) einen sich zur öffenung (6) hin in der radialen Richtung verengenden Querschnitt aufweist und der zweite Rohrkörper (15) der auf der Oberfläche des mit den Nuten versehenen ersten Körpers angeordnet ist, eine entsprechende Anzahl Längsrippen (16) aufweist, die um seinen Umfang herum verteilt und die Nuten (5) vollständig ausfüllen, wobei die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrkörper (1) bzw. (15) durch die Kopplung zwischen den Nuten (5) und den Rippen (16) bestimmt wird.
2. Zusammengesetztes Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rohrkörper (1) mit den erwähnten Nuten (5) auf seiner Außenfläche versehen ist und seine entgegengesetzte d.h. Innenfläche (3) glatt ist, während der zweite Rohrkörper (15) zu dem

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ersten außerhalb desselben konzentrisch ist.
3. Zusammengesetztes Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umstand, daß der Querschnitt der Nuten (5) die Form eines Trepezes hat, dessen Kanten abgeschrägt sind und dessen volle Teile (12) zwischen zwei benachbarten Nuten eine Zone mit gegenüberliegenden Konsolen (13, 14) bilden.
4. Rohr nach den Anspüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rohrkörper aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt ist, während der zweite Rohrkörper (15) aus einem hitzehärtbaren Material hergestellt worden ist.
5. Zusammengesetztes Rohr nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze ichnet, daß der erste Rohrkörper (1) aus Polytetrafluoräthylen hergestellt ist, während der zweite Rohrkörper (15) aus einem herkömmlichen hitzehärtbaren Kunststoff besteht.
6. Verfahren zur Herstelleung von zusammengesetzten Rohren aus unterschiedlichen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Rohrkörper aus einem der Kunststoffegeformt wird, aus denen das zusammengesetzte Rohr bestehen soll, eine Anzahl offener Längsnuten auf der einen Oberfläche des ersten

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Rohrkörpers geformt wird, die um den Umfang desselben herum verteilt sind, welche Nuten einen sich zur öffnung in der Radialrichtung verengenden Querschnitt aufweist, ein zweiter Rohrkörper gleichachsig zum ersten unter Verwendung des anderen der Kunststoffe des zusammengesetzten Rohres auf dem Teil des ersten Rohrkörpers geformt wird, auf dem die Nuten vorgesehen sind derart, daß die letzteren gefüllt werden, und schließlich die verwendeten Kunststoffe zum Erhärten gebracht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des ersten mit Nuten versehenen Rohrkörpers in kontinuierlicher Weise durch Extrudieren geschieht.
8. Verfahren nach Anspruch 6, "dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des ersten mit Längsnuten versehenen RoHrkörper unter Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes geschieht.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des zweiten Rohrkörpers unter Verwendung eines hitzehärtbaren Materials geschieht.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des ersten Rohrkörpers unter Verwendung von Polytetrafluoräthylen geschieht.

Für:

ORFINO FRANCESCO und AMADEI GIORGIO

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