DE3404294C1 - Rohrteil aus einem thermoplastischen Kunststoff - Google Patents

Abstract

Das Rohrformstück (1) aus einem thermoplastischen Kunststoff ist insbesondere zum Einsatz als Rohrleitungsabzweig in Druckleitungssystemen bestimmt. Der Rohrkörper (2) des Rohrformstückes (1) hat einen aus mehrlagigem Bandmaterial bestehenden Kragen (5), der mit einer oder mehreren Abzweigbohrungen (3) versehen ist und einen rings um die Abzweigbohrung (3) aus dem Material des Kragens (5) durch spanende Bearbeitung einstückig herausgearbeiteten Anschlußstutzen (4) für einen abgehenden Rohrstrang aufweist. Der Rohrkörper (2) erfährt durch das Umwickeln mit extrudiertem Bandmaterial aus thermoplastischem Kunststoff gerade im Bereich des hochbeanspruchten Abzweiges eine dauerhafte Verstärkung. Dadurch werden teuere zusätzliche Baumaßnahmen vermieden. An dem zylindrischen Anschlußstück des Rohrformstückes (1) können extrudierte Rohre mittels vorhandener Maschinen durch Heizelement-Schweißung angeschweißt werden. Außerdem wird durch das Umwickeln des Rohrkörpers (2) im Bereich des Kragens (5) und durch die damit verbundene Wärmebehandlung der als Ausgangsmaterial verwendete extrudierte Rohrkörper (2) getempert und die herstellungsbedingten Eigenspannungen werden auf ein Minimum reduziert.

Description

• Dadurch werden teuere zusätzliche Baumaßnahmen wie bei den bekannten T-Rohrstücken von Rohrleitungssystemen mit größeren Rohrabmessungen nicht notwendig. An die zylindrischen An#schlüsse des Rohrformstückes können extrudierte Rohre aus thermopla-
• stischem Kunststoff durch Heizelement-Schweißung angeschweißt werden. Außerdem wird durch das Umwickeln im Bereich des Kragens und durch die damit verbundene Wärmebehandlung der als Ausgangsmaterial verwendete extrudierte Rohrkörper getempert, und die herstellungsbedingten Eigenspannungen werden auf ein Minimum reduziert.
• Zur Herstellung derartiger Rohrformstücke kann ein auf Länge geschnittener extrudierter Rohrkörper mit üblichen Abmessungen durch mehrlagiges Umwickeln mit Bandmaterial aus thermoplastischem Kunststoff in einfacher Weise ganz nach Bedarf verstärkt werden, wobei das Wickelextrudat mit dem extrudierten Rohrkörper in einem Herstellungsgang homogen verschmolzen wird.
• Nach seiner Fertigstellung wird der Kragen an dem Rohrformstück spanend bearbeitet, wobei zunächst die beiden axialen Enden des Kragens rechtwinklig zur Rohrachse unter gleichzeitiger Ausbildung einer Hohlkehle abgedreht werden. Diese Hohlkehle ist zur Vermeidung von Spannungsrissen, die sonst durch Kerbspannungen hervorgerufen werden, besonders wichtig.
• Anschließend wird an dem Kragen in dem geforderten Winkel zur Rohrachse eine Fläche gedreht oder gefräst. Auf dieser Fläche wird dann rechtwinklig eine Bohrung eingebracht. Sodann wird rings um die Bohrung ein zylindrischer Anschlußstutzen gedreht, der dem Querschnitt des abgehenden Rohrstranges entspricht, wobei auch das den Anschlußstutzen umgebende Material des Kragens rings um den Anschlußstutzen flächig abgedreht wird.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 einen als Vormaterial dienenden zylindrischen Rohrkörper in perspektivischer Ansicht, F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Rohrkörper, F i g. 3 den Rohrkörper nach mehrmaligem Umwikkeln mit Bandmaterial unter Ausbildung eines im wesentlichen zylindrischen Kragens in perspektivischer Ansicht, Fig.4 einen Längsschnitt durch den umwickelten Rohrkörper von F i g. 3, F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des umwickelten Rohrkörpers nach spanender Bearbeitung und Herstellung zweier Bohrungen an dem Kragen, Fig.6 einen Längsschnitt durch den umwickelten Rohrkörper von F i g. 5, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des spanend bearbeiteten Rohrformstückes nach Ausbildung von zylindrischen Anschlußstutzen im Bereich der beiden Bohrungen und Fig.8 einen Längsschnitt durch das fertige Rohrformstück von F i g. 7.
• Das in der Zeichnung in mehreren aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten gezeigte Rohrformstück 1 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie z. B. HD-PE (Niederdruck-Polyethylen), PP (Polypropylen), PVDF (Polyvinylidenfluorid) oder aus einem anderen geeigneten Kunststoffmaterial und ist insbesondere zum Einsatz als Rohrableitungsabzweig in Druckleitungssystemen bestimmt. Wie in F i g. 7 und 8 zu erkennen ist, hat das Rohrformstück 1 einen auf Länge ge schnittenen Rohrkörper 2 mit seitlichen Abzweigbohrungen 3, 3a, von denen jede von einem Anschlußstutzen 4, 4a im Bereich eines Kragens 5 umgeben ist. Der Kragen 5 ist über einen Teil der Länge des Rohrkörpers 2 aus einem extrudierten mehrlagigen Bandmaterial derart ausgebildet, daß der Rohrkörper 2 mit seinen beiden Enden in eine Rohrleitung aus thermoplastischem Kunststoff mit entsprechenden Abmessungen in üblicher Weise eingeschweißt werden kann. Der Kragen 5 weist als Abzweigbohrungen 3, 3a eine Querbohrung 3 und eine schräge Abzweigbohrung 3a auf und trägt rings um jede Abzweigbohrung 3, 3a einen aus ihm einstückig herausgearbeiteten Anschlußstutzen 4, 4a, der jeweils dem Querschnitt von in der Zeichnung nicht dargestellten abgehenden Rohrsträngen entspricht. Der Kragen 5 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und hat im Bereich des Anschlußstutzens 4 eine zur Achse des Rohrkörpers 2 etwa parallele Abflachung 6 und an dem geneigten Anschlußstutzen 4a eine entsprechend zur Rohrachse geneigte Abflachung 6a. Es können aber auch mehrere Abzweigbohrungen mit entsprechenden Abflachungen vorhanden sein.
• Bei der Herstellung derartiger Rohrformstücke 1 aus einem thermoplastischen Kunststoff wird so vorgegangen, daß ein in F i g. 1 und 2 gezeigter, zuvor auf Länge geschnittener extrudierter Rohrkörper 2 über einen wesentlichen Teil seiner Länge durch mehrlagiges Umwikkeln mit extrudiertem Bandmaterial aus thermoplastischem Kunststoff unter Ausbildung eines im wesentlichen zylindrischen Kragens 5 radial nach außen verstärkt wird, wie dies anhand von F i g. 3 und 4 gezeigt ist.
• Das Bandmaterial wird beim Umwickeln des Rohrkörpers 2 auf eine solche Temperatur erhitzt, daß die Lagen des Bandmaterials sowohl mit dem Rohrkörper 2 als auch untereinander fest verschweißt und verschmolzen werden.
• Nach der Fertigstellung des Kragens 5 an dem Rohrkörper 2-werden im Kragen nach dem Erkalten des Bandmaterials die Abzweigbohrungen 3, 3a quer bzw.
• winklig zur Achse des Rohrkörpers hergestellt und der Kragen 5 außerdem derart spanend bearbeitet, wie dies in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Der Kragen 5 wird dabei an jedem seiner beiden axialen Enden 5a, 5b unter Bildung einer Hohlkehle 7 stirnseitig abgedreht.
• Vor der Herstellung der Abzweigbohrungen 3, 3a wird der Kragen 5 zunächst im Bereich 8 des herzustellenden Anschlußstutzens 4 parallel zur Achse des Rohrkörpers 2 und im Bereich 8a an der gegenüberliegenden Seite winklig zur Rohrachse flach abgedreht. Anschließend wird an dem Kragen 5 jeweils rings um die Abzweigbohrungen 3, 3a der im wesentlichen zylindrische Anschlußstutzen 4, 4a hergestellt, wie dies an dem fertigen Rohrformstück 1 in F i g. 7 und 8 zu erkennen ist Der Querschnitt jedes der angedrehten Anschlußstutzen 4, 4a entspricht dabei dem Querschnitt eines abgehenden Rohrstranges, so daß diese Rohrstränge durch einfaches Stumpfschweißen mit dem Rohrformstück 1 fest und dauerhaft verbunden werden können.
• - Leerseite -

Claims (1)

1. Patentanspruch: Rohrteil aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere zum Einsatz in Druckleitungssystemen, wobei das Teil aus einem mehrlagigen Bandmaterial hergestellt ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß für eine Verwendung als Rohrformstück das Rohr (2) einen Kragen (5) aus mehrlagigem Bandmaterial aufweist, der durch eine spanende Formgebung für mindestens eine Abzweigbohrung (3) mit Anschlußstutzen (4) bearbeitbar ist.

   Die Erfindung betrifft ein Rohrteil aus einem thermoplastischen Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

   Wegen der guten Chemikalienbeständigkeit von Kunststoffrohren, die z. B. aus HD-PE (Niederdruck-Polyethylen), PP (Polypropylen), PVDF (Polyvinylidenfluorid) oder aus einem anderen geeigneten Kunststoff hergestellt worden sind, werden diese Rohre in zunehmendem Maße im Abwasserleitungsbau eingesetzt. Solche Abwasserleitungen und Rohrleitungssysteme werden zum Teil auch als Druckleitungen eingesetzt. Diese Betriebsbedingungen sind für die Auslegung der Rohre und ihre Herstellung kein Problem. Bei der Verlegung der Rohrleitungen entstehen jedoch durch örtliche, baulich notwendige Maßnahmen viele Probleme. So müssen an Hauptleitungen Nebenanschlüsse integriert werden, die bei Druckleitungssystemen im Nennweitenbereich über DN 300 große Schwierigkeiten bereiten.

   Bei Rohrleitungsabzweigen mit gleichem oder kleinerem Rohrleitungsquerschnitt sind verschiedene Abgänge bekannt, die aber für Druckleitungssysteme mit großen Rohrquerschnitten nicht oder nur bedingt in Frage kommen. So gibt es für kleinere Rohrabmessungen bis etwa 315 mm Rohrdurchmesser formgespritzte T-Rohrstücke, die jedoch nur in größeren Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden können. Diese Voraussetzungen sind aber bei großen Rohrdurchmessern wegen der hohen Formkosten und der geringen Stückzahlen nicht gegeben. Außerdem können solche größeren Rohrdurchmesser auch nicht durch Formspritzen hergestellt werden.

   Es ist ferner bekannt, derartige T-Rohrstücke aus mehreren endseitig schräg abgeschnittenen Rohrteilen zusammenzusetzen, wobei die schräg abgeschnittenen Rohrteile mittels Stumpfschweißen miteinander verbunden werden. Derartige durch Stumpfschweißungen hergestellte T-Rohrstücke sind jedoch nicht in der Druckklasse des Rohres druckbelastbar. Außerdem sind große Rohrdurchmesser in der Schweißung sehr teuer, da sich die schräg abgeschnittenen Rohrstücke bei der Erwärmung durch den Schweißspiegel an den Schnittstellen weitgehend unkontrolliert verformen können.

   Dem kann nur durch einen zusätzlichen erhöhten Aufwand entgegengewirkt werden.

   Den vorstehend beschriebenen Anwendungen sind daher bei großen und dickwandigen Rohren Grenzen gesetzt. Die auf dem Markt befindlichen Werkzeuge und Schweißmethoden erlauben auch keine betriebssicheren Anschlüsse.

   Aus der DE-PS 20 648 ist ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Hohlkörpers durch schraubenlinienförmiges Wickeln eines ein- oder mehrlagigen Bandes aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Einlage aus einem Profilmaterial um einen Kern bekannt wobei sich die aneinander grenzenden Ränder der Bandwindungen überlappen und die Ränder beim Andrücken des Bandmaterials an die Einlage miteinander verschweißt werden. Dies ermöglicht jedoch wegen der Fließeigenschaften des thermoplastischen Materials nicht die Herstellung eines Rohrformstückes, wie es aus der GB-PS 12 22 041 als bekannt hervorgeht. Hierbei werden T-Rohrstücke für Rohrleitungen mit einem geringen Durchmesser von z. B. zwei Zoll durch komplizierte Wickelverfahren hergestellt, indem Glasfaser-Rovings bzw. -Bänder, die mit Polyesterharz getränkt werden bzw. imprägniert sind, durch kompliziertes kreuzweises Wickeln um einen Dorn oder eine entsprechende Form herumgelegt werden.

   Außer der Tatsache, daß ein solcher Wickelvorgang kompliziert ist und eine sehr genaue Vorgabe der Wikkelform sowie eine präzise Steuerung beim Wickeln erfordert, um eine dichte Aneinanderlage der einzelnen Wickellagen zu erreichen, werden hierbei außerdem Polyesterharze verwendet, die zu den duroplastischen Kunststoffen gehören und denen Härter und Beschleuniger beigefügt werden müssen, damit nach einem Aushärtungsprozeß ein formstabiles, steifes T-Rohrstück entsteht. Solche Formkörper aus duroplastischem Kunststoff können dann jedoch nicht in eine Rohrleitung eingeschweißt werden. Es ist nur eine mechanische Verbindung mittels Bunden, Flanschen, Losflanschen und Schrauben möglich, weshalb derartige T-Rohrstükke als Rohrleitungsabzweige bei unter Druck stehenden Rohrleitungen aus thermoplastischen Wickelrohren nicht geeignet sind.

   Eine Herstellung von Rohrformstücken aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial unter Anwendung dieses bekannten Wickelverfahrens kommt jedoch wegen der Fließeigenschaften dieses Materials ebenfalls nicht in Frage. Thermoplastisches Kunststoffmaterial muß nämlich in der Wärme bei bestimmten erhöhten Temperaturen verarbeitet werden, bei denen es nicht formbeständig ist, so daß es bei einem Wickelvorgang, wie er in der genannten britischen Patentschrift beschrieben ist, zwischen den Windungen des Bandmaterials unkontrolliert fließen würde, so daß eine ausreichend druckbeständige Rohrwandung mit gleichmäßiger Dikke und gleichbleibenden Festigkeitseigenschaften auf diese Weise nicht hergestellt werden kann.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Rohrteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches, die als Rohrformstücke für Rohrleitungsabzweige insbesondere mit großem Rohrdurchmesser geeignet sind, sowohl qualitativ als auch wirtschaftlich zu verbessern.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichnungsteil des einzigen Patentanspruches gelöst Durch die Erfindung wird der Wandungsquerschnitt eines als Ausgangsmaterial verwendeten, üblicherweise extrudierten Rohrkörpers aus Kunststoff um ein Vielfaches vergrößert. Der Rohrkörper erfährt durch das Umwickeln mit Bandmaterial aus thermoplastischem Kunststoff gerade im Bereich des hochbeanspruchten Rohrleitungsabzweiges eine dauerhafte Verstärkung.