DE1779128A1

DE1779128A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres zum Transport gasfoermiger und fluessiger Medien

Info

Publication number: DE1779128A1
Application number: DE19681779128
Authority: DE
Inventors: Vahlbrauk Karl Heinz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-10
Filing date: 1968-07-10
Publication date: 1970-08-27

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres zum Transport gasförmiger und flüssiger Medien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres zum Transport gasförmiger und flüssiger Medien und auf ein derart hergestelltes Kunststoffrohr.
Bei den Kunststoffrohren dieser Art ist es erforderlich, einerseits eine dichte, korrosionsbeständige Oberfläche zu erzielen, zum anderen eine möglichst weitgehende Isolation gegen Schall bzw. Wärme zu erreichen. Es sind bereits Kunststoffrohre bekannt, die aus einem üblichen, eine gleichbleibende Dichte der Wandung erzielenden Kunststoff hergestellt sind, z. B. mit Hilfe der sogenannten Extrusion. Diese Kunststoffrohre mögen die erforderliche Dichtheit aufweisen, es mangelt diesen Rohren aber an der Schall- und Wärmeisolierung. Ein weiterer Nachteil solcher Rohre besteht in der Versprödung bei tiefen Temperaturen und der damit verbundenen Gefahr einer beschädigung bzw. eines Bruchs. Es ist ferner bekannt, zum Aufbau eines mehrwandigen Rohres ein metallenes Innenrohr zu verwenden, das mit einem koaxialen Kunststoffaußenrohr größeren Durchmessers kombiniert wird. Der zwischen dem metallenen Innenrohr und dem Kunststoffaußenrohr sich ergebende Ringhohlraum wird mit dem Kunststoffschaum ausgesshumt. Diese bekannten mehrwandigen Rohre weisenden Nachteil auf, daß zu ihrer Herstellung ein sehr aufwendiger Fabrikationsvorgang erforderlich ist. In mehreren Verfahrensschritten und mit verhältnismäßig aufwendigen Vorrichtungen muß das metallene Innenrohr zunächst mit dem Kunststoffaußenrohr umgeben werden und schließlich der Kunststoffschaum eingebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres zu schaffen, das sehr einfach ist und zu einem vollständig aus Kunststoff bestehenden Rohr führt, das sowohl die geforderte Dichtheit der Oberfläche aufweist als auch die erforderliche Isolationseigenschaft gegen Schall und Wärme.
Es ist bereits zur Herstellung von Teilen im Bahrzeugbau, der Möbelindustrie, auf dem Bauwesen und ähnlichen Anwendungsgebieten bekannt einen solchen Bauteil dadurch herzustellen, daß eine Kunststoffmasse in ein unterhalb ihrer exothermen Aufschäumtemperatur temperiertes Formwerkzeug eingebracht wird, wobei diese Kunststoffmasse während des Vernetzungsprozesses innerhalb des Formwerkzeugs aufschäumt und an den Formwandungen eine geschlossene Außenschicht hohen spezifischen Gewichts bildet, die zur Mitte des Bauteils hin in einen Schaumkern geringeren spezifischen Gewichts übergeht. Dieses Verfahren ist bisher nur zur Herstellung kospikter Bauteile benutzt worden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres die Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren für Kunststoffrohre beseitigt und zu einem Rohr führt, das ohne weitere Fertigungs. maßnahmen die eingangs aufgezeigten gewünschten Eigenschaften besitzt.
Die Erfindung besteht in der Anwendung aee- Verfahrens zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff als Strukturschaum, bei dem eine Kunststoffmasse in ein unterhalb ihrer exothermen Aufschäuntemperatur temperiertes FormwXrkzeug eingebracht wird und diese Kunststoffmasse während des Vernetzungsprozesses innerhalb des Formwerkzeugs auBschäutt und an den Formwandungen eine geschlossene Außenschicht hohen spezifischen Gewichts bildet, die zur Rohrwandungsmitte hin in einen Schaumkern geringen spe3ifischen Gewichte übergeht, zur Herstellung eines Kunststoffrohres zum Transport gasförmiger und flüssiger Medien. Im Vergleich zu den bekannten Rerstellungsv-erfahren für Kunststoffrohre oder kombinierte melirwandige Rohre wird der Vorteil einer einfachen Herstellung in einem einzigen Verfahrensschritt erzielt. Ohne weitere Mittel oderVerfahrensmaßnahmen werden vollständig dichte, korrosionsfeste Rohrwandungen erzeugt. Beim Herstellungsprozeß wird gleichzeitig die erforderliche Wärmedämmung erzielt. Ferner hat sich gezeigt, daß bei der Verwendung der angegebenen Kunststoffmasse der Elastizitätsmodul bis - 400C konstant bleibt, so daß keine Frostversprödung auftritt, wie sie sonst bei Kunststoffrohren üblich ist. Dies ist insbesondere für freiverlegte Rohre von besonderer Bedeutung. Insgesamt wird durch das erfindungsgemäß angewandte Herstellungsverfahren ein doppelwandiges Rohr ohne weiteren Verfahrensgang erzeugt mit eben den entscheidenden Vorteilen eines solchen doppelwandigen Rohres, also der dichten Oberfläche und des isolierenden Schaumkerns. Es wird die Dicht sicherheit bei einem derartigen Rohr praktisch verdoppelt, da bei einer Beschädigung einer Außenwandund eine weitere Wandung für den dichten Transport des Mediums zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil besteht in dem sehr einfachen und daher billigen Formwerkzeug.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Kunststoffmasse aus Isozyanat und Polyol, gegebenenfalls unter Zusatz von Treibmitteln. Bei Verwendung dieser Kunststoffmasse bildet sich lediglich durch Einbringen der Kunststoffmasse in das temperierte Formwerkzeug die geschlossene, dichte und korrosionsfeste Außenhaut des Rohres mit einem isolierenden Schaumstoffkern.
Zweckmäßig wird in weiterer Ausbildung der Erfindung das Formwerkzeug auf eine Temperatur von 400 bis 10000 temperiert. Die Kunststoffmaßse erzeugt beim AuSschäumen im Formwerkzeug auf exothermem Wege höhere Temperaturen, so daß die Kunststoffmasse an der unterhalb dieser Temperaturen temperierten Bormwandung sich zu der dichten Außenwand mit hohem spezifischen Gewicht verfestigt, während der Schaumkern erhalten bleibt.
In manchen Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, zusätzlich zu dem so erzeugten Kunststoffrohr eine innere metallene Rohrwandung einzubringen Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird hierzu als Formwandung für die Innenwand des Kunst stoff rohres ein, gegebenenfalls kunststoffbeschichtetes, Metallrohr verwendet, das mittels angeformter Halterungselemente im Kunststoffrohr verankert ist.
Das metallene Innenrohr wirkt auf diese Weise im Sinn einer verlorenen Schalung, so daß für die Anbringung eines solchen metallenen Innenrohres keinerlei weitere Verfahrensschritte erforderlich sind.
Das Verfahren nach der erfindung gestattet auch ohne weitere Verfahrensschritte innerhalb des Herstellungsverfahrens, besondere Armierungen des Kunststoffrohres vorzunehmen. Dazu werden in weiterer Ausbildung der Erfindung in die Kunststoffmasse Armierungsmittel zur gerichteten und/oder ungerichteten Armierung des Kunststoffrohres eingebracht, z. B. kurze Glasfäden, Glasmatten, gerichtete Glasgewebe, Metalleinlagen, Profile, Rohre, Drähte, Gitter oder auch Metallfasern.
Für besondere Zwecke, B, auch zur äußeren Pärbgebung, kann das Kunststoffrohr oder Kunststoff- und Metallrohr mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen werden.
Soll bei der Herstellung des Kunststoffrohrs vor allen darauf geachtet werden, daß eine besonders gute Schalldämmung mit diesem Rohr erzeugt wird, so ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, daß die Zusammensetzung der Kunststoffmasse derart gewählt wird, daß die harte dichte Außenschicht in einen weichen Schaumkern übergeht. Das so hergestellte Kunststoffrohr bildet praktisch einen sogenannten Helmholtz-Resonator zur Schalldämmung.
Soll dagegen eine besonders gute Wärmedämmung bei dem herzustellenden Kunststoffrohr erzeugt werden, so wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Kunst stoffmasse verwendet, die einen geschlossenporigen Schaumkern erzeugt.
Soll für die verschiedensten Anwendungszwecke ein Leitungszug aus mehreren der nach der geschilderten Weise hergestellten Kunststoffrohre gebildet werden, so wird zweckmäßig zwischen die Stoßstellen der Einzelrohre ein elastisches Verbindungsstück dicht eingeklebt. Auf diese Weise kann der Leitungszug sowohl thermisch als auch mechanisch hervorgerufene Längenänderungen der Einzelrohre aufnehmen.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele für ein nach der Erfindung hergestelltes Kunststoffrohr dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längs schnitt durch eine Hälfte des im übrigen symmetrischen Kunststoffrohres in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eie Schnittansicht entsprechend Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform des Kunststoffrohres, Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 1 einer Ausführungsform des Kunststoffrohres mit innen verankertem Metallrohr, Fig. 4 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 1 einer Stoßstelle zwischen zwei Einzelrohren in einem Leitungszug.
Zur Herstellung der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Kunst-stoffrohre wird ein sehr einfaches Formwerkzeug benötigt, das einerseits die Innenwandung und andererseits die AuSenwandung des jeweils entsprechend geformten Kunststoffrohres wiedergibt Das Formwerkzeug wird unterhalb der exothermen Aufschäumtemperatur der einzubringenden Kunststoffmasse tempe-riert, z.B. auf eine temperatur von 400 bis 100°C. Bs wird eine Kunststoffmasse verwendet, die während des Vernetzungsprozesses innerhalb ds Formwerkzeugs aufschäumt und an den Formwandungen eine: gesohlossene Au#enschicht 1 hohen spezifischen Gewichts bildet, die zur Rohrwandungsmitte hin in einen Schaumkern 2 geringeren spezifischen Gewichts übergeht.
Die Kunststoffmasse besteht aus Isozyanat und Polyol, wobei auch ein Zusatz von Trelbmitteln eingebracht werden kann.
Das Kunststoffrohr kann für bestimmte Anwendungszwecke dadurch verstärkt werden, daß in die Kunststoffmasse ArmierungßmitteI zur gerichteten und/oder ungerichteten Armierung des Kunststoffrohrs eingebracht werden, nämlich z.B. die eingangs erwähnten Mittel.
Es ist, wie Fig. 3 zeigt in sehr einfacher Weise auch möglich, als Pormwandung für die Innenwand des Kunststoffrohres ein, gegebenenfalls kunststoffbeschichtetes Metallrohr 3 zu verwenden, das mittels angeformter Halterungselemen te 4 im Kunststoffrohr verankert ist. Das metallene Innenrohr 5 verbleibt im Sinn einer verlorenen Schalung nach dem Formvorgang am Kunststoffrohr.
Die in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen von Kunststoffrohren einschließlich des inneren Metallrohrs können mit einer zusätzlichen Beschichtung, z. B. einer Lackierung, versehen werden.
Fig. 4 zeigt die Stoßstelle eines aus zwei Einzelrohren 5 und 6 der geschilderten Art aufgebauten Leitungszuges. Zwischen die Stoßstellen der Einzelrohre 5 und 6 ist ein elastisches Verbindungsstück 7 dicht eingeklebt, das irgendwelche Längenveränderungen der Einzelrohre 5 und 6 aufnehmen kann.

Claims

Patentansprüche 1. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff als Strukturschaum, bei dem eine Kunststoffmasse in ein unterhalb ihrer exothermen Aufschäumtemperatur temperiertes Formwerkzeug eingebracht wird und diene Kunststoffmasse während des Vernetzungsprozesses innerhalb ds Formwerkzeugs aufschäumt und an den Formwandungen eine geschlossene Außenschicht hohen spezifischen Gewichts bildet, die zur Rohrwandungsmitte hin in einen Schaumkern geringen spezifischen Gewichts übergeht, zur Herstellung eines Kunststoffrohres zum Transport gasförmiger und flüssiger Medien.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse aus Isozyanat und Polyol, gegebenenfalls unter Zusatz von Treibmitteln, besteht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug auf eine Temperatur von 400 bis 1000C temperiert wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Formwandung für die Innenwand des Kunststoffrohres ein, gegebenenfalls kunststoffbeschichtetes, Metallrohr verwendet wird, das mittels angeformter Halterungselemente im Kunststoffrohr verankert ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kunststoffmasse Armierungsmittel zur gerichtetennd/oder ungerichteten Armierung des Kunststoffrohres eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr oder Kunststoff- und Metallrohr mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen weiden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Kunststoffmasse derart gewählt wird, daß die harte dichte Außenschicht in einen weichen Schaumkern übergeht (Strukturschaum).
8. Verfahren nach einem der -Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eunststoffmasse verwendet wird, die einen geschlossenporigen Schaumkern erzeugt.
9. Leitungszug aus mehreren Rohren, hergestellt nach den Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Stoßstellen der Einzelrohre ein elastisches Verbindungsstück dicht eingeklebt wird.
10. Kunststoffrohr zum Transport gasförmiger und fldssiger Medien, gekennzeichnet durch seine Herstellung nach einem oder mehreren der vorstehenden Verfahrensansprüche.