CH660907A5

CH660907A5 - Waermeisoliertes leitungsrohr und verfahren zu seiner herstellung.

Info

Publication number: CH660907A5
Application number: CH4896/83A
Authority: CH
Inventors: Juergen Friessner; Peter Huber; Gerhard Dr Ziemek
Original assignee: Kabelmetal Electro Gmbh
Priority date: 1983-03-05
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1987-05-29
Also published as: NL8400402A; FI833333A0; JPS59164128A; FR2542060B1; GB2136528B; GB2136528A; FI833333L; FR2542060A1; DK362483A; ATA270683A; IT1169076B; GB8405484D0; DE3307865A1; CA1225043A; IT8349095A1; DK362483D0; SE8401168D0; IT8349095A0; SE8401168L; FI833333A7

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeisoliertes Leitungsrohr bestehend aus einem mediumführenden metallischen Innenrohr mit gewellter Wandung, einem das Innenrohr koaxial und im Abstand umgebenden äusseren Kunst-stoffmantel und einer zwischen dem Innenrohr und dem äusseren Kunststoffmantel angeordneten Wärmeisolierschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff auf der Basis von Polyurethan oder Polyisocyanurat.

Ein solches Leitungsrohr ist aus dem DE-GM 78 16 809 bekannt.

Dieses Leitungsrohr, das mit für den Anschluss von Armaturen bzw. auch zur Verbindung untereinander vorbereiteten Enden in Längen von 6 bis 14 Metern an der Montagestelle angeliefert wird, ist insbesondere für Abzweigleitungen im Fernheizungsbau zu den einzelnen Abnehmern geeignet.

Die vorliegende Erfindung bezweckt dieses bekannte Leitungsrohr dahingehend zu verbessern, dass eine Beeinflussung der Schaumstoffisolierschicht durch Eintreten von Feuchtigkeit von aussen und durch Austreten von Gasen aus dem Schaumstoff vermieden ist, ohne dass die Biegbarkeit des Leitungsrohres eingeschränkt wird.

Das erfindungsgemässe wärmeisolierte Leitungsrohr entspricht dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Durch die in sich geschlossene Metallfolie ist eine Wasserdampfdiffusion durch den äusseren Kunststoffmantel in die Polyurethanschicht-mit Sicherheit vermieden, so dass eine Zersetzung des Schaumstoffs infolge von Feuchtigkeitszutritt ausgeschlossen ist. Die Metallfolie hat darüber hinaus noch den Vorteil, dass sie auch eine Gasdiffusion von innen nach aussen verhindert, d.h. das für die Zellenbildung verwendete Gas, welches unter dem Handelsnamen Frigen bekannt ist, wird durch die Metallfolie innerhalb der Schaumstoffisolierschicht gehalten. Es hat sich gezeigt, dass Polyurethanschäume im Laufe der Zeit schlechte Wärmedämmeigenschaften annehmen, weil das zellbildende Gas durch die Zellwände hindurch nach aussen diffundiert. Da dieses Gas, welches für die guten Dämmeigenschaften des Polyurethanschaums verantwortlich ist, durch die Metallfolie in der Schaumstoffisolierschicht gehalten wird, behält das wärmeisolierte Leitungsrohr seine guten Dämmeigenschaften über einen langen Zeitraum bei. Durch die Verklebung der Folie mit der angrenzenden Schaumstoffschicht und dem äusseren Kunststoffmantel weist das wärmeisolierte Leitungsrohr auch eine gute Biegbarkeit auf, ohne dass die Metallfolie einreisst. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Metallfolie besteht darin, dass eine Weichmacherwanderung aus dem thermoplastischen Mantelmaterial in die Wärmeisolationsschicht verhindert ist und somit eine Versprödung des äusseren Kunststoffmantels auch bei längerer Lagerung ausgeschlossen ist. Die Verklebung der Metallfolie mit den angrenzenden Schichten sorgt für eine gute Längswasserdichtigkeit des Leitungsrohres.

Vorteilhaft können mehrere Innenrohre durch Schaumstoff gegeneinander isoliert und von einem äusseren Kunststoffmantel umgeben sein. Beispielsweise wird man zwei Innenrohre in einem äusseren Kunststoffmantel unterbringen und diese gegeneinander isolieren. Da die Abzweigleitungen von der Hauptleitung zu den Abnehmern - meistenteils sind dies Einfamilienhäuser - von relativ kurzer Länge sind, ist der Wärmetausch zwischen dem Vor- und Rücklauf vernachlässigbar gering, so dass man die Vorratshaltung und die Transport- sowie Verlegekosten mit dieser Ausgestaltung verringern kann. Zur optimalen Anpassung der Isolierschichtdicken kann man bei Bedarf einen äusseren Kunststoffmantel mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt verwenden. Bei einer Zweirohrführung in einem äusseren Kunststoffmantel sollte dieser beispielsweise einen elliptischen Querschnitt aufweisen. Als Material für den äusseren Kunststoffmantel

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wird zweckmässigerweise vernetztes Niederdruckpolyäthylen verwendet. Dieser Werkstoff weist eine hohe mechanische Festigkeit auf, die eine Beschädigung des Kunststoffmantels weitestgehend einschränkt. Vorteilhafterweise verwendet man ein feuchtigkeitsvernetzbares Polyäthylen.

Mit besonderem Vorteil weist das Innenrohr eine ringförmige Wellung auf, wobei der Abstand zweier Wellentäler zwischen 10 und 60 mm beträgt. Der Vorteil in der Verwendung eines ringgewellten Innenrohres ist darin zu sehen, dass die Anschlusstechnik gegenüber einem schraubenlinienförmig gewellten Innenrohr wesentlich einfacher ist. Befinden sich beispielsweise am Ende des Innenrohres Glattrohranteile, so kann man eine Verbindungstechnik bzw. Anschlusstechnik wie für Glattrohre anwenden. Bei einem Abstand der Wellentäler von 10 bis 60 mm ist die Biegbarkeit des Rohrsystems noch nicht eingeschränkt, und die Kompensationsfähigkeit des Innenrohres für Wärmeausdehnungen ist noch vorhanden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein von einer Vorratsspule ablaufendes gewelltes Innenrohr mit Abstandshaltern versehen wird, dass um das Innenrohr und im Abstand zu diesem eine Metallfolie längseinlaufend zum Rohr mit überlappenden Bandkanten geformt wird, die an mindestens einer ihrer Oberflächen eine Beschichtung aus einem Copolymer aufweist, dass vor dem Schliessen des Rohres auf die Metallfolie ein aufschäumbares Kunststoffgemisch auf der Basis von Polyurethan oder Polyisocyanurat aufgebracht wird, welches nach dem Schliessen der Bandkanten den Ringraum zwischen dem Innenrohr und der zum Rohr geformten Metallfolie ausschäumt, dass auf das Metallband ein Kunststoffmantel auf-extrudiert wird und dass durch die Extrusionswärme die Metallfolie entweder mit der angrenzenden Schaumstoffisolierschicht und/oder dem angrenzenden äusseren Kunststoffmantel verklebt wird und gleichzeitig die Bandkanten miteinander verklebt werden. Bei diesem Verfahren macht man sich zunutze, dass die Metallfolie, z.B. Aluminiumfolie, gleichzeitig als Transportband und als Form für den sich bildenden Schaum verwendet wird. Die Verklebung der Metallfolie mit einer oder vorzugsweise beiden angrenzenden Schichten geschieht infolge der Extrusionswärme beim Extrudieren des äusseren Kunststoffmantels. Dabei werden gleichzeitig die überlappenden Bandkanten miteinander verklebt. Der Abstandshalter sorgt für eine gleichmässige Wanddicke der entstehenden Isolierschicht.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des beschriebenen Verfahrens werden gemeinsam mit der Abstandshalterwendel ein oder mehrere Meldeleiter im Abstand zum Innenrohr aufgewickelt. Diese Meldeleiter dienen dazu, in die Schaumstoffschicht eingedrungene Feuchtigkeit zu melden und zu lokalisieren. Das nach dem erfindungs-gemässen Verfahren hergestellte Leitungsrohr ist flexibel, so dass es auf übliche Kabeltrommeln aufgewickelt werden kann. Es hat sich jedoch aus Gründen des Transportes und der Lagerung als zweckmässig erwiesen, diesen Leitungsrohrtyp in Längen zwischen 6 und 14 m herzustellen. Für die Herstellung solcher Leitungsrohre werden nach dem Aushärten der Schaumstoffisolierschicht Leitungsrohre vorbestimmter Länge abgetrennt. Zudem wird der äussere Kunststoffmantel und die Schaumstoffisolierschicht vom Rohrende über eine kurze Länge beseitigt und die freigesetzten Enden des Innenrohres zum Anschluss an gleichartige Rohrenden oder an Glattrohre vorkonfektioniert.

Nachfolgend werden anhand der schematischen Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Figur 1 zeigt einen seitlichen Schnitt durch ein wärmeisoliertes Leitungsrohr,

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch Figur 1,

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des verfahrensmässigen Ablaufes zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres,

Figuren 4 und 5 zeigen Anordnungen zur Verbindung von wärmeisolierten Leitungsrohrstücken.

Das Leitungsrohr besteht aus einem schraubenlinien-oder ringförmig gewellten Innenrohr 1, einer Wärmeisolierschicht 2 aus aufgeschäumtem Polyurethan und einem äusseren Kunststoffmantel 3 aus vernetztem Niederdruckpolyäthylen. Zwecks Erzeugung einer gleichmässigen Wanddicke der Isolierschicht 2 ist eine Abstandshalterwendel 4 aus Polyurethanschaumstoff vorgesehen. Zwischen der Isolierschicht 2 und dem äusseren Kunststoffmantel 3 befindet sich eine Metallfolie 5, z.B. aus Aluminium, die sowohl mit dem äusseren Kunststoffmantel 3 als auch mit der Isolierschicht 2 mittels einer Copolymerbeschichtung verklebt ist. Die Metallfolie 5 besitzt überlappende Bandkanten, die ebenfalls miteinander verklebt sind. Die Metallfolie 5 verhindert eine Durchfeuchtung der Isolierschicht 2 infolge einer Wasserdampfdiffusion und sorgt gleichzeitig dafür, dass das zellbildende Gas für den Polyurethanschaum nicht aus der Isolierschicht 2 austreten kann. Das dargestellte Leitungsrohr wird zweckmässigerweise in Längen von 6 bis 14 Metern an der Montagestelle angeliefert und dort zu dem Rohrleitungsstrang verbunden. An Stelle des Innenrohres 1 können auch zwei oder mehrere Innenrohre in einem gemeinsamen äusseren Kunststoffmantel angeordnet sein, wobei jedoch darauf geachtet werden muss, dass zwischen den Innenrohren eine Schaumstoffisolierschicht vorhanden ist.

Das isolierte Leitungsrohr ist jedoch so flexibel, dass es auch auf übliche Kabeltrommeln aufgewickelt werden kann und wie ein elektrisches Kabel direkt in Gräben verlegt werden kann. Als äusserer Kunststoffmantel 3 ist ein glatter Mantel vorgesehen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, ein gewelltes Kunststoffrohr als äusseren Mantel 3 zu verwenden. Dies würde die Flexibilität des Verbundrohres erhöhen und gleichzeitig eine bessere Halterung des Verbundrohres im Erdreich gewährleisten. Bei der Herstellung solcher Leitungsrohre kann man ein Innenrohr 1 von z.B. sechs Meter Länge in ein Kunststoffrohr 3 zweckmässigerweise mit gewellter Wandung unter Zuhilfenahme von Abstandshaltern 4 einführen, wobei die innere Oberfläche des Kunststoffrohres 3 mit einer Metallfolie 5 ausgekleidet ist. Durch Einbringen der Schaumstoffkomponenten in den Ringspalt zwischen dem Innenrohr 1 und dem Kunststoffrohr 3 wird die Isolierschicht 2 erzeugt.

Wirtschaftlicher ist jedoch ein Verfahren, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Hier läuft das Innenrohr 1 von einer Vorratsspule 7 ab und wird mit dem Abstandshalter 4 mittels eines Tangentialspinners 8 umwickelt. Die beidseitig mit Copolymer beschichtete Metallfolie 5 wird von einer Vorratsspule 9 abgezogen und unter das Innenrohr 1 geführt und dort allmählich zum Rohr mit überlappenden Bandkanten geformt. Auf die Metallfolie 5 wird aus einer Mischvorrichtung 10 das aufschäumbare Kunststoffgemisch aufgebracht. Mittels eines Extruders 11 wird der äussere Kunststoffmantel 3 aufextrudiert, wobei die Extrusionswärme dazu verwendet wird, die Metallfolie 5 sowohl mit der Isolierschicht 2 als auch mit dem äusseren Kunststoffmantel 3 zu verkleben.

Stellt man das aufschäumbare Kunststoffgemisch so ein, dass es im Bereich des Extruders 11 den Ringspalt zwischen dem Innenrohr 1 und der Metallfolie 5 ausfüllt, erreicht man damit, dass auch die überlappenden Bandkanten miteinander infolge der Extrusionswärme verklebt werden. Hinter dem Extruder 11 ist ein Wasserbad 12 angeordnet, in welchem der äussere Kunststoffmantel 3 gekühlt wird. Verwendet man bei5

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spielsweise für den Kunststoffmantel 3 ein Polyäthylen, welches aufgrund der Zugabe von Silanen feuchtigkeitsvernetz-bar ist, wird der Kunststoffmantel 3 im Wasserbad 12 gleichzeitig vernetzt. Das fertige wärmeisolierte Leitungsrohr kann dann auf Kabeltrommeln aufgewickelt werden, von denen dann die benötigten Längen abnehmbar sind. Zweckmässigerweise ist jedoch hinter dem Wasserbecken 12 eine Säge 13 vorgesehen, mit der die benötigten Längen abgetrennt werden können. Mittels eines Rollenganges 14 werden die abgetrennten Längen 15 abtransportiert.

Weist das Innenrohr 1 eine ringförmige Wellung auf, so wird man, nachdem die Isolierschicht 2 und der äussere Kunststoffmantel 3 mit der Metallfolie 5 von dem Ende abgesetzt ist, das Ende des Innenrohres 1 für eine Verbindung so vorbereiten, dass ein Glattrohrbereich la am Ende verbleibt, wie das Figur 4 zeigt. Die Glattrohrbereiche la der für eine Verbindung miteinander vorbereiteten Rohrenden werden in eine Büchse 16 eingeführt und die Büchse 16 mit den Rohrenden la verlötet oder verschweisst. Für diese Art der Verbindung hat sich eine Ringformwellung als vorteilhaft erwiesen, bei welcher der Abstand zweier benachbarter Wellentäler zwischen 10 und 60 mm, zweckmässig mindestens 30 mm,

beträgt.

Die Verbindung eines wärmeisolierten Leitungsrohres mit einem schraubenlinienförmig gewellten Innenrohr 1 geschieht in der Weise, dass man zunächst in die Innenrohrenden jeweils eine Schraubbüchse 17 mit Aussengewinde einschraubt, auf eines der Rohrenden eine Schraubbüchse 18 mit Innengewinde aufschraubt, die Rohrnenden einander annähert und die Schraubbüchse 18 von dem einen Rohrende auf 5 das andere aufschraubt, bis die in der Figur 5 dargestellte Stellung vorliegt. Die Enden des Innenrohres 1 werden zwischen den Büchsen 17 und 18 fest eingespannt. Die Schraubbüchse 18 weist für die Schraubbewegung ein Sechskantteil 19 zum Angriff eines Schraubschlüssels auf. Die Schraub-io büchse 18 wird mit dem Innenrohr 1 verlötet oder verschweisst.

Die Nachisolierung der beschriebenen Verbindungsstellen erfolgt in der für Verbundrohre bekannten Technik durch Überschieben einer Muffe und Ausschäumen des Ringrau-15 mes zwischen Innenrohr 1 und Muffe. Die Abdichtung der Muffe gegenüber dem Aussenmantel 3 geschieht mittels eines Schrumpfschlauches.

Zur kontinuierlichen Herstellung des erfindungsgemässen Leitungsrohres mit einem gewellten äusseren Kunststoffman-20 tel 3 kann man zweckmässigerweise so vorgehen, dass man ein fertiges Kunststoffwellrohr mit einer inneren Metallauskleidung von einer Vorratsspule 7 abzieht und in Längsrichtung aufschlitzt. In das aufgeschlitzte Kunststoffwellrohr werden das mit Abstandshaltern 4 versehene Innenrohr 1 und die 25 Schaumstoffkomponenten für die Isolierschicht 2 eingebracht und dann der Längsschlitz verklebt oder verschweisst.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Wärmeisoliertes Leitungsrohr, bestehend aus mindestens einem mediumführenden metallischen Innenrohr (1) mit gewellter Wandung, einem das Innenrohr (1) koaxial und in Abstand umgebenden äusseren Kunststoffmantel (3) und einer zwischen dem Innenrohr (1) und dem äusseren Kunststoffmantel (3) angeordneten Wärmeisolierschicht (2) aus aufgeschäumtem Kunststoff auf der Basis von Polyurethan oder Polyisocyanurat, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wärmeisolierschicht (2) und dem äusseren Kunststoffmantel (3) eine in sich geschlossene an ihrer inneren und/oder äusseren Obersich geschlossene an ihrer inneren und/oder äusseren Oberfläche mit der angrenzenden Schicht (2,3) verklebte Metallfolie (5) vorgesehen ist und diese Metallfolie (5) auch an ihren überlappenden Bandkanten (6) verklebt ist.

2. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (5) eine copoly-merbeschichtete Aluminiumfolie ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere Innenrohre (1), die durch Schaumstoff gegeneinander wärmeisoliert sind.

4. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Kunststoffmantel (3) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist.

5. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Kunststoffmantel (3) aus vernetztem Niederdruckpolyäthylen besteht.

6. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (1) eine ringförmige Wellung aufweist, wobei der Abstand zweier Wellentäler zwischen 10 und 60 mm beträgt.

7. Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einer Vorratsspule (7) ablaufendes gewelltes metallisches Innenrohr (1) mit Abstandshaltern (4) versehen ist, dass um das Innenrohr (1) und im Abstand zu diesem eine Metallfolie (5) längseinlaufend zum Schlitzrohr mit überlappenden Bandkanten geformt ist, die an mindestens einer ihrer Oberflächen eine Beschichtung aus einem Copolymer aufweist, dass vor dem Schliessen des Schlitzrohres auf die Metallfolie (5) ein aufschäumbares Kunststoffgemisch auf der Basis von Polyurethan oder Polyisocyanurat aufgebracht wird, welches nach dem Schliessen der Bandkanten den Ringraum zwischen dem Innenrohr (1) und der zum Rohr geformten Metallfolie (5) ausschäumt, dass auf das Metallband ein äusserer Kunststoffmantel (3) aufextrudiert wird und dass durch die Extru-sionswärme die Metallfolie (5) entweder mit der angrenzenden Isolierschicht (2) und/oder dem angrenzenden äusseren Kunststoffmantel (3) verklebt wird und dass gleichzeitig die Bandkanten miteinander verklebt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsam mit den Abstandshaltern (4) bzw. mit einer Abstandshalterwendel ein oder mehrere Meldeleiter im Abstand zum Innenrohr (1) aufgewickelt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten der Schaumstoffisolierschicht (2) Leitungsrohre vorbestimmter Länge abgetrennt werden, dass der äussere Kunststoffmantel (3) und die Isolierschicht (2) vom Rohrende über eine kurze Länge entfernt werden und dass die freigesetzten Enden des Innenrohres zum Anschluss an gleichartige Rohrenden oder an Glattrohre vorkonfektioniert werden.