Kunststoffrohr in Verbundbauweise Gegenstand der Erfindung ist ein Kunststoffrohr in Verbundbauweise, das aus einer Schicht aus orga nischem, warmformbarem Zellmaterial besteht, die auf mindestens einer Seite mit einer Deckschicht ver sehen ist.
Es können auch mehrere Zellmaterial- schichten zwischen Deckschichten vorhanden sein, wobei gegebenenfalls die Zellmaterialschichten durch eine massive, keine Zellstruktur aufweisende Zwi schenschicht getrennt sein können. Vorteilhafterweise besteht das Rohr aus einer Verbund-, d. h. einer sogenannten Sandwichkonstruktion, dessen innerer Kern aus Zellmaterial und dessen Deckschichten aus eventuell verstärktem Kunstharz gebildet sind.
Die Deckschichten können z. B. aus thermopla stischen Kunststoffen, wie Polyvinylchlorid, oder ge härteten Kunstharzen, wie Polyester, oder auch aus Metall bestehen. Sie können nötigenfalls durch Ein lagen, z. B. aus Glas-, Asbest- oder Nylonfasern, z. B. in Form von Geweben und Matten oder auch Drahtgeweben, verstärkt sein.
Das organische warmformbare Zellmaterial wird zweckmässig aus thermoplastischen Kunststoffen, wie z. B. Polyvinylchlorid, dessen Mischpolymerisaten, oder Polystyrol und/oder dessen Mischpolymerisaten oder aus vulkanisierten Elastomeren bestehen. Es soll zweckmässigerweise hart und steif sein. Bevor zugen wird man solche Zellmaterialien, welche nach dem Schweizer Patent Nr. 277087 hergestellt wurden. Je nach dem Verwendungszweck können Zellkörper mit verschiedenem spezifischem Gewicht, z. B. zwi schen 0,8 bis 0,05, und eventuell von verschiedener Härte mit dem Polyester verarbeitet werden.
Durch Verwendung von leichtem Zellmaterial und entsprechenden Wandstärken der Deckschichten erhält man schwimmfähige Rohre, z. B. mit einem spezifischen Gewicht von 0,5 bis 0,25, so dass ein Rohr von z. B. einem Innendurchmesser von 106 mm und einer Wandstärke von 23 mm ein Gewicht von etwa 3,5 kg pro Laufmeter besitzt, welches auch mit Wasser gefüllt, nicht untersinkt. Solche Rohre eignen sich daher ausgezeichnet für schwimmende Rohrlei tungen für die Verbindung zwischen Schiff und dem Festland, z. B. für Öltransporte oder Transporte von andern fliessenden Gütern.
Rohre mit geschlossenen Zellen haben den Vorteil, dass eine äussere Verlet zung, welche das Rohr nicht durchbricht, ihre Schwimmfähigkeit nicht verändern und keine Flüssig keit austreten lässt.
Wird eine Schicht aus gehärtetem Kunstharz her gestellt, so werden vorzugsweise flüssige Polyester mischungen verwendet, die z. B. aus Lösungen von ungesättigten Polyestern mit einer Vernetzungskom ponente bestehen. Die verschiedensten Polyester können verwendet werden und können z. B. auf der Basis von Maleinsäure und Glykolen aufgebaut sein, wobei als Vernetzungskomponente Styrol hinzuge geben wird, das zugleich das Verdünnungsmittel ist. Es können aber auch selbsthärtende Harze auf der Grundlage von Isocyanaten, Harnstoff oder Mel.amin in Betracht kommen.
Wird das Zellmaterial mit an dern Oberflächen, wie z. B. Folien oder Blechen be schichtet, so können zur Verbindung der einzelnen Schichten zweckentsprechende Klebstoffe verwendet werden.
Zur Erhöhung der Festigkeit in den Deckschich ten können verschiedene an sich bekannte Zwischen schichten Anwendung finden, wie z. B. Glasfasern, Gewebe und Vliese, Textilgewebe, Kunststoffolien, Metallgeflecht u. a. m.
Die erfindungsgemässen Rohre zeichnen sich durch ihre Leichtigkeit und gleichzeitig durch ihre guten mechanischen Eigenschaften aus. Sie besitzen eine hohe Biegefestigkeit, neben einer beachtlichen Elastizität und Widerstandsfähigkeit gegen Verbiegen und Verletzen. Je nach dem Verwendungszweck kön nen die Rohre aus zwei Schichten bestehen, einer innern aus gehärtetem Harz, Metall oder Thermo plasten, und einer äussern aus Zellmaterial. Zweck mässigerweise wird man aber mindestens dreischich tige Gebilde vorziehen, wobei die Zellmaterialschicht auf beiden Oberflächen mit einer Deckschicht z. B.
aus gehärtetem Harz versehen wird, wodurch auch die äussere Schicht sehr widerstandsfähig wird.
Die Rohre können ferner unter Ausnützung der hohen Isoliereigenschaft des Zellmaterials direkt z. B. für den Transport von Kühlflüssigkeiten bei Kühl anlagen verwendet werden. Sie bedürfen keiner wei teren Isolation. Auch für die Beförderung von Wasser oder sonstigem Material, das z. B. im Winter vor dem Einfrieren geschützt werden soll, sind solche Rohre sehr geeignet. Ihr geringes Eigengewicht im Verhältnis zur Festigkeit erlaubt einfache Montagen und Haltevorrichtungen.
Man kann die Rohre gut miteinander verbinden. Man kann sie z. B. durch Überziehen von Muffen aneinanderfügen. Die Muffen lassen sich ohne grosse Schwierigkeiten völlig dicht verkleben. Man kann die Rohre in fast allen gebräuchlichen Dimensionen und gewünschten Wandstärken herstellen und damit allen Verwendungsgebieten weitgehend anpassen.
Die erfindungsgemässen Rohre können z. B. auf folgende Art hergestellt werden: Die Innenschicht des Leichtbau-Verbundrohres wird durch Auflegen eines Glasfaservlieses über einen Metallrohrdorn und Imprägnieren mit einem unge sättigten Polyesterharz gebildet. Anstelle eines Dornes aus Stahlblech kann auch z. B. ein unter Überdruck stehender Schlauch verwendet werden, um das Ent fernen des fertigen Rohres vom Kern zu erleichtern.
Man kann aber auch die Innenschicht des Rohres aus Metall herstellen und verwendet zu diesem Zweck ein möglichst dünnwandiges Rohr aus einem Mate rial, das die genügende Korrosionsbeständigkeit bei der praktischen Verwendung aufweist.
Entsprechend zugeschnittene Platten aus Zell- Polyvinylchlorid in einer Stärke von z. B. 20 mm und einem spezifischen Gewicht von z. B. 0,1 g/cm3 wer den in an sich bekannter Weise durch Erwärmen unter Druck zu Halbschalen geformt, die dem ge wünschten Rohrdurchmesser entsprechen.
Die fertigen durch Abkühlung wieder erstarrten Halbschalen werden um das vorbereitete, dünne Kunstharzrohr oder Metallrohr herumgelegt und mit tels eines Klebers mit diesem verbunden. Bis zum Aushärten der Verbindungsschicht werden die Scha len in ihrer Lage festgehalten. Weiterhin erhöhte Festigkeit kann man dadurch erreichen, dass man ein solches Rohr auf der Aussenseite, d. h. auf dem Zell- material, mit einer selbsthärtenden Harzlösung be streicht, welche gegebenenfalls auf bekannte Weise, z. B. mit Glasfasergewebe verstärkt sein kann und aushärtet.
Das so gebildete Rohr ist leicht und hat bereits so gute Festigkeit, Isolier- und Schwimmfähigkeit, dass es Verwendung finden kann.
Plastic pipe in composite construction The invention is a plastic pipe in composite construction, which consists of a layer of organic, thermoformable cell material, which is seen on at least one side with a cover layer ver.
There can also be several layers of cell material between cover layers, with the cell material layers optionally being able to be separated by a solid intermediate layer that does not have a cell structure. Advantageously, the pipe consists of a composite, i. H. a so-called sandwich construction, the inner core of which is made of cellular material and the cover layers of possibly reinforced synthetic resin.
The top layers can, for. B. from thermoplastic synthetic plastics such as polyvinyl chloride, or ge hardened synthetic resins such as polyester, or made of metal. You can, if necessary, by deposits, for. B. made of glass, asbestos or nylon fibers, e.g. B. in the form of fabrics and mats or wire mesh, be reinforced.
The organic thermoformable cell material is expediently made of thermoplastics, such as. B. polyvinyl chloride, its copolymers, or polystyrene and / or its copolymers or made of vulcanized elastomers. It should expediently be hard and stiff. Cell materials produced according to Swiss Patent No. 277087 are preferred. Depending on the intended use, cell bodies with different specific gravity, e.g. B. between 0.8 to 0.05, and possibly of different hardness with the polyester are processed.
By using light cell material and appropriate wall thicknesses of the cover layers, buoyant pipes are obtained, e.g. B. with a specific gravity of 0.5 to 0.25, so that a tube of z. B. an inner diameter of 106 mm and a wall thickness of 23 mm has a weight of about 3.5 kg per running meter, which is filled with water, does not sink. Such pipes are therefore ideal for floating Rohrlei lines for the connection between the ship and the mainland, z. B. for oil transports or transports of other flowing goods.
Pipes with closed cells have the advantage that an external injury that does not break through the pipe does not change its buoyancy and does not allow any liquid to escape.
If a layer of hardened synthetic resin is made ago, liquid polyester mixtures are preferably used, the z. B. consist of solutions of unsaturated polyesters with a crosslinking component. A wide variety of polyesters can be used and can e.g. B. be built on the basis of maleic acid and glycols, with styrene being added as a crosslinking component, which is also the diluent. However, self-curing resins based on isocyanates, urea or melamine can also be used.
If the cell material with other surfaces, such as. B. foils or sheets be coated, appropriate adhesives can be used to connect the individual layers.
To increase the strength in the top layers, various known intermediate layers can be used, such as. B. glass fibers, fabrics and fleeces, textile fabrics, plastic films, metal mesh and. a. m.
The pipes according to the invention are distinguished by their lightness and at the same time by their good mechanical properties. They have a high flexural strength, in addition to considerable elasticity and resistance to bending and injury. Depending on the intended use, the tubes can consist of two layers, an inner layer made of hardened resin, metal or thermoplastic, and an outer layer made of cellular material. Appropriately, however, you will prefer at least three-layer term structures, the cell material layer on both surfaces with a cover layer z. B.
made of hardened resin, which also makes the outer layer very resistant.
The tubes can also take advantage of the high insulating properties of the cell material directly z. B. be used for the transport of coolants in cooling systems. They do not need any further isolation. Also for the transport of water or other material that z. B. should be protected from freezing in winter, such pipes are very suitable. Their low weight in relation to their strength allows easy assembly and holding devices.
You can connect the pipes together well. You can z. B. join together by covering sleeves. The sleeves can be glued completely tightly without great difficulty. The pipes can be produced in almost all common dimensions and desired wall thicknesses and thus largely adapted to all areas of use.
The inventive pipes can, for. B. be produced in the following way: The inner layer of the lightweight composite pipe is formed by placing a fiberglass fleece over a metal pipe mandrel and impregnating with a saturated polyester resin. Instead of a mandrel made of sheet steel, z. B. a pressurized hose can be used to facilitate the Ent removal of the finished tube from the core.
But you can also make the inner layer of the tube made of metal and used for this purpose a thin-walled tube made of a mate rial that has sufficient corrosion resistance in practical use.
Correspondingly cut sheets of cellular polyvinyl chloride in a thickness of z. B. 20 mm and a specific weight of z. B. 0.1 g / cm3 who formed the in a known manner by heating under pressure to form half-shells that correspond to the ge desired pipe diameter.
The finished half-shells, solidified again by cooling, are placed around the prepared, thin synthetic resin pipe or metal pipe and connected to it with an adhesive. The shells are held in place until the connecting layer has cured. Further increased strength can be achieved by placing such a pipe on the outside, ie. H. on the cell material, be coated with a self-hardening resin solution, which may be applied in a known manner, e.g. B. can be reinforced with fiberglass fabric and hardens.
The tube formed in this way is light and already has such good strength, insulation and buoyancy that it can be used.