| Dokumentenidentifikation |
DE4242435A1 08.07.1993 |
| Titel |
Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohres sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und danach hergestelltes Rohr |
| Anmelder |
Westaflexwerk GmbH, 4830 Gütersloh, DE; Joh. Vaillant GmbH u. Co, 5630 Remscheid, DE |
| Erfinder |
Beigel, Götz Albert, 5632 Wermelskirchen, DE; Hogelucht, Martin; Paulus, Jochen, 5630 Remscheid, DE; Wildtraut, Rudolf H., 4835 Rietberg, DE; Veldboer, Werner, Dipl.-Ing.; Schappler, Bernd, Dipl.-Ing., 4830 Gütersloh, DE |
| Vertreter |
Meldau, G., Dipl.-Ing.; Strauß, H., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 4830 Gütersloh |
| DE-Anmeldedatum |
16.12.1992 |
| DE-Aktenzeichen |
4242435 |
| Offenlegungstag |
08.07.1993 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
08.07.1993 |
| IPC-Hauptklasse |
B31C 11/04
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| IPC-Nebenklasse |
B31C 3/00
F16L 11/112
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| Zusammenfassung |
Aus mindestens einer Lage aus gerilltem und schraubenförmig gewickeltem Band aus Kunststoffolie bestehendes Rohr, das von mindestens einer weiteren Lage aus gerilltem und schraubenförmig gewickeltem Band aus Metall rohrförmig umgeben sein kann. Dabei ist die Kunststoffolie höchstens 0,3 mm stark und besteht aus einem wärmefesten Kunststoff, der hohe Chemikalienbeständigkeit, insbesondere Säurefestigkeit aufweist - sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dieses Rohres.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines
flexiblen Rohres in Form eines schraubenförmig aus Bändern
gewickelten und gerillten Rohres, bei dem mindestens zwei Bandlagen versetzt
gegeneinander auf einen Kern zu einem Rohr gewickelt und anschließend
schraubenförmig gerillt werden. Die Erfindung bezieht sich
weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten
Verfahrens und ein Rohr, das nach diesem Verfahren hergestellt ist.
Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren zum Herstellen von
Rohren der eingangs genannten Art bekannt. Nach dem einen Verfahren
werden Bänder aus glattem und unterschiedlichem Material überlappend
und in einzelnen Bandlagen gegeneinander versetzt auf einen Kern
gewickelt und mittels einer sich um diesen Kern drehenden Rillenmutter
schraubenförmig gerillt. Die Wickelsteigung bzw. der Wickelwinkel
der Bänder einerseits und die schraubenförmige Rillung der zu einem
Rohr gewickelten Bänder sind dabei unterschiedlich im Winkel, so daß
schon aufgrund dieser Maßnahme eine Festigkeit und ein Zusammenhalt
der Bänder bei dem gewickelten und gerillten Rohr zustandekommt,
sowie eine verhältnismäßig günstige Flexibilität. Im allgemeinen ist
die schraubenförmige Rillung wesentlich enger und hat einen
geringeren Steigungswinkel. Nach einem grundsätzlich anderen Verfahren
werden in einer Rillenvorrichtung mit einer größeren Anzahl
hintereinander liegender Rillenwalzen parallel vorgerillte Bänder erzeugt und
auf einem Wickelkern zu einem Rohr gewickelt, wobei die Ränder der
Bänder miteinander verfalzt werden. Die Vorbereitung der Verfalzung
erfolgt auf der Rillenvorrichtung, und die Schließung der Falze
erfolgt nach dem Aufwickeln auf den Wickelkern. Bei derartigen Rohren
entspricht der Wicklungswinkel der Bänder der Steigung der
schraubenförmigen Rillung. Bei der Mehrzahl der nach dem letzteren
Verfahren herstellten Rohre ist die Verfalzung der Bänder miteinander
erkennbar.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der erstgenannten Art
und auf Rohre, die danach hergestellt sind. Seit langem bekannt sind
Verfahren, Vorrichtungen und damit hergestellte Rohre, die
insbesondere aus mehreren, übereinander gewickelten Lagen Bänder
bestehen, wobei diese Bänder aus Papier, Kunststoff und dünnen
Metallfolien bestehen können, je nach Einsatzzweck und Anforderungen bei der
Verwendung. Um derartige Rohre für ihre Einsatzzwecke stabiler zu
machen, wurden auch beim Aufwickeln auf den Wickelkern die einzelnen
Bänder bzw. Bandlagen miteinander verklebt (DE-PS 10 29 218; DE-AS 11 30 681),
wobei diese Druckschriften zum Stand der Technik nur
beispielsweise genannt sind.
Auf dem Gebiet der Heizung und Warmwasserbereitung mit gasförmigen
oder flüssigen Brennstoffen, insbesondere für Wohnhäuser, hat sich
in den letzten Jahren die sogenannte "Brennwert-Technik" entwickelt.
Dabei wird in besonders konstruierten Heizkesseln aus den Abgasen
nicht nur die restliche fühlbare Wärme sondern auch der größte Teil
der latenten Wärme entzogen und für das Heizsystem genutzt. Dabei
werden die Abgase bis unter den Taupunkt abgekühlt, der mitgeführte
Wasserdampf kondensiert und setzt dabei Wärme frei. Die
Abgastemperaturen können bis auf unter 40° Celsius sinken. Dadurch sind
wesentlich höhere Nutzungsgrade des eingesetzten Brennstoffes
erreichbar.
Da bei Niedertemperaturkesseln, insbesondere bei den sogenannten
"Brennwert"-Kesseln die Temperatur der Abgase bis unter 100° Celsius
abgesenkt wird, entstehen flüssige Kondensate, und zwar nicht nur
Kondenswasser, sondern es kondensiert auch die ursprünglich in dem
gasförmigen oder flüssigen Brennstoff enthaltene Schwefelverbindung
in form von Schwefelsäure aus. Die flüssigen Kondensate müssen nicht
nur abgeleitet werden, sondern durch ihr Auftreten besteht auch die
Notwendigkeit, die Abgasleitungen zumindest auf ihren Innenflächen
derart auszubilden, daß sie beispielsweise von Schwefelsäure nicht
angegriffen werden. Bisher übliche Abgasleitungen aus Stahl oder
Eisenblech sind daher ungeeignet. Es wurden auch schon Abgasrohre aus
Kunststoffen verwendet. Jedoch sind nicht alle Kunststoffe geeignet,
weil zu fordern ist, daß die Kunststoffe eine hohe
Wärmebeständigkeit haben, da nicht immer sichergestellt werden kann, daß die
Abgase eine Temperatur haben, die 100° Celsius nicht übersteigt. Eine
weitere Schwierigkeit beim Einsatz von Kunststoffen für die
Abgasrohre besteht darin, daß diese Rohre in geschlossener form gespritzt
oder extrudiert werden müssen. Das erfordert nicht nur entsprechend
große Spritzmaschinen und Formwerkzeuge, die entsprechend teuer
sind, sondern es können auch bestimmte Wandstärken nicht
unterschritten werden - aus form- und spritztechnischen Gründen - und
dadurch wird der Verbrauch an den hier geeigneten, höherwertigen
Kunststoffen wesentlich höher als dies für den Einsatzzweck
unbedingt erforderlich wäre.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine flexible Abgasleitung,
insbesondere in Form eines mit Wellungen versehenen Schlauches.
Bekannte derartige Abgasleitungen sind aus einem einzigen Material
hergestellt. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, daß das Material
im Hinblick auf die Flexibilität ausgewählt werden muß und sich
daher häufig Korrosionsprobleme bei metallischen Abgasleitungen
aufgrund der Rauchgase und des gelegentlichen Anfalls von Kondensat
oder aber bei Verwendung von Polymeren Probleme aufgrund deren
Empfindlichkeit gegen mechanische Beschädigungen ergeben.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Abgasleitung aus
einem mehrschichtigen Material besteht.
Durch diese Maßnahmen kann durch entsprechende Wahl der
verschiedenen Materialien einerseits eine hohe Korrosionsbeständigkeit und
andererseits ein erheblicher Schutz der Abgasleitung gegen
Beschädigungen unter Beibehaltung der Flexibilität erreicht werden.
In diesem Zusammenhang kann weiter vorgesehen sein, daß die
Abgasleitung aus mehreren, vorzugsweise drei, Schichten aufgebaut ist,
wobei vorzugsweise daß die äußere Schicht durch ein vorzugsweise
leicht verformbares Metall, zum Beispiel aus Aluminium, und die
innerste Schicht aus einem polymeren Kunststoff, zum Beispiel PVDF,
gebildet ist.
Dadurch wird aufgrund der Verwendung des Polymers, das einerseits
entsprechend flexibel ist und andererseits gegen die Abgase und
einen allfälligen Kondensatanfall relativ unempfindlich ist, eine
hohe Beständigkeit der Abgasleitung gegen den Angriff der Abgase
erreicht und andererseits durch die metallische Außenschicht ein
sehr weitgehender Schutz gegen eine mechanische Beschädigung der
Abgasleitung erreicht, wodurch eine entsprechend lange Lebensdauer
der Abgasleitung sichergestellt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mittlere Schicht aus Papier
besteht.
Auf diese Weise wird ein sicherer Verbund der Außen- und der
Innenschicht gewährleistet, da die Papierschicht die unterschiedlichen
Wärmedehnungen der beiden angrenzenden Schichten problemlos
aufnehmen kann und gleichzeitig als Wärmeisolierung zwischen den beiden
anderen Schichten dient, so daß es zu keiner übermäßigen Erwärmung
der metallischen Außenschicht kommt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
die einzelnen Schichten aus gewickelten Folien gebildet sind, wobei
vorzugsweise die Folien der einzelnen Schichten miteinander verklebt
oder verschweißt sind.
Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau der
Abgasleitung.
Weiter kann vorgesehen sein, daß die innerste Schicht aus einem
kondensatbeständigen Material besteht.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
die einzelnen Schichten aus überlappend gewickelten Folienstreifen
gebildet sind.
Auf diese Weise können die einzelnen Schichten mit einem hohen Maß
an Stabilität hergestellt werden.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Rohr der
gattungsgemäßen Art, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner
Herstellung, zu schaffen, das für die vorgenannten Einsatzzwecke
besonders gut geeignet ist. Dieses Rohr soll eine hohe Flexibilität
aufweisen, eine hohe mechanische Festigkeit und bei hoher
Gasdichtigkeit bis zu seiner Innenfläche resistent sein gegen sämtliche
vorkommenden Agressivitäten durch Wärme und Chemikalien,
insbesondere Säuren.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs an erster
Stelle genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die innere Lage aus
einem dünnen, hochfesten Papier und die darauffolgende Lage aus
einem bis höchstens 0,3 mm starken Band aus einem thermoplastischem,
jedoch bis ca. 150° Celsius wärmefesten Kunststoff besteht, der hohe
Chemikalienbeständigkeit, insbesondere Säurefestigkeit aufweist,
wobei die innere Papierlage anschließend an den Rillungsvorgang durch
den hohlen Wickelkern abgezogen und die Kunststofflage nachfolgend
in einer Heizkammer fixiert wird. Nach einer besonders vorteilhaften
Verfahrensführung ist das Rohr ursprünglich aus drei Lagen gewickelt
und gerillt, und zwar einer innersten Lage aus Papier, die nach dem
Rillungsvorgang abgezogen wird, einer mittleren Lage aus Aluminium,
die nach dem Fixiervorgang in der Heizkammer durch den hohlen
Wickeldorn abgezogen wird, so daß ein lediglich aus einer Lage
gewickeltes und gerilltes Rohr aus Kunststoff gewonnen ist.
Das auf dem Wickelkern überlappend gewickelte Kunststoffband wird in
der Rillenmutter schraubenförmig mit Rillen versehen. Die
Rillenmutter besteht aus einem äußeren und inneren Rillenwerkzeug, das sich
gegenüber dem Wickelkern dreht. Bei der Erzeugung der Rillen und
damit Verformung des aus Kunststoffband gewickelten Rohres entsteht
Reibung zwischen der Rillenmutter und dem Kunststoff des Rohres.
Diese Reibung erzeugt Wärme. Dabei kann die Temperatur derart
ansteigen, daß sie den thermoplastischen Kunststoff zumindest
anschmilzt oder teigig werden läßt, so daß eine weitere Verformung
unmöglich wird. Eine Kühlung des äußeren Teils der Rillenmutter zur
Abführung der entstehenden Reibungswärme ist ohne weiteres möglich.
Der innere Teil der Rillenmutter kann jedoch zur Abführung der
Reibungswärme nicht gekühlt werden. Der Einsatz eines mitgewickelten
Papierbandes vermindert einerseits das Entstehen von Reibung und
damit Reibungswärme und andererseits das unmittelbare Einwirken der
Reibungswärme auf den Kunststoff. Da das mit aufgewickelte Papier
der Innenlage lediglich eine Fertigungshilfe ist, wird es nach dem
Rillungsvorgang abgezogen und innerhalb des hohlen Wickeldornes
abgeführt. In der nachgeordneten Heizkammer wird das lediglich aus
Kunststoff bestehende, schraubenförmig gerillte Rohr fixiert, das
heißt, es wird so weit erwärmt, daß die sich überlappenden Ränder
des gewickelten Bandes anschmelzend miteinander fest und dicht
verbinden. Die Erwärmung richtet sich nach dem jeweils eingesetzten
thermoplastischen Kunststoff und seinen besonderen
Anschmelzeigenschaften. Um zu vermeiden, daß sich bei der Erwärmung
aneinanderliegende Flanken der Rillen des Rohres durch Anschmelzen miteinander
verbinden, wird auf das Rohr in der Heizkammer ein entsprechender
Zug vom Rohrende her ausgeübt, der eine Dehnung des gewickelten
Rohres erzeugt, um eine Berührung der Rillenflanken bei der
Erwärmung zu verhindern.
Eine andere Möglichkeit besteht in der genannten Verwendung eines
ebenfalls mit aufgewickelten und gerillten Metallbandes, das nach
dem Fixierungsvorgang in der Heizkammer durch den hohlen Wickelkern
abgezogen und damit von dem Rohr getrennt wird. Diese in der
Heizkammer noch vorhandene, innerste Lage aus Metall, insbesondere aus
Aluminium, hat den zusätzlichen Vorteil, daß sich aufgrund der
Wärmeeinwirkung das Metall dehnt und dabei einen entsprechenden Druck
auf die Kunststofflage, deren Rillung und insbesondere die
Bandüberlappungen ausübt. Durch diesen zusätzlichen Druck wird
insbesondere die Fixierung und auch Verschweißung der Bandüberlappungen
begünstigt.
Nach einer anderen Verfahrensführung kann das Rohr auch mit einer
dritten, äußeren Lage aus Papier gewickelt werden, die nach dem
Rillungsvorgang abgezogen wird, so daß eine Kühlung des äußeren
Teils der Rillungsmutter nicht erforderlich ist.
Wenn es beispielsweise aus Stabilitätsgründen oder um andere
physikalische Eigenschaften des Rohres zu verbessern, erwünscht ist,
kann statt der äußeren Lage aus Papier auch eine äußere Lage aus
Metall, vorzugsweise Aluminium oder Kupfer, und gegebenenfalls eine
weitere Lage aus Papier bandförmig mit aufgewickelt und gerillt
werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß eine äußere, aus
Metall bestehende Lage eine Oberfläche mit einer geringen Reflexion,
beispielsweise eine geschwärzte Oberfläche aufweist. Eine äußere
Lage aus Metall wirkt bei der anschließenden Wärmefixierung in der
Wärmekammer in gleicher vorteilhafter Weise, wie das schon
vorstehend mit Bezug auf die innere Lage aus Metall beschrieben ist.
Weist die äußere Lage aus Metall eine äußere Oberfläche mit geringer
Reflexion auf, wird erreicht, daß die Wärmeeinwirkung in der
Wärmekammer wesentlich effektiver ist. Die Wärmekammer kann dabei
verkürzt werden, oder die Durchlaufgeschwindigkeit durch die
Wärmekammer kann erhöht werden.
Auch nach dem eingangs beschriebenen zweiten Verfahren sind Rohre
nach der Erfindung herstellbar. Danach ist ein Verfahren zum
Herstellen eines flexiblen Rohres in Form eines schraubenförmig
vorgerillten aus Bändern gewickelten Rohres, die während des Wickelns
an ihren Rändern miteinander verfalzt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Band zur Bildung des Innenrohres aus
Kunststoff besteht, dessen Materialstärke höchsten 0,3 mm beträgt und der
in einem Temperaturbereich von mindestens -150°C bis +150°C
temperaturbeständig sowie hochchemikalienfest, insbesondere
säurebeständig ist, zusammen mit einem Band aus dünnem Metall zur Bildung des
äußeren Rohres in einer Rillenvorrichtung mit Längsrillen versehen
und innigflächig miteinander verbunden werden, danach einer
Wickelvorrichtung zugeführt und schraubenförmig zu einem Rohr gewickelt
werden unter Verfalzung der Bandränder miteinander.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Rillenbildung der Bänder
aus den verschiedenen Materialien besser beherrschbar und
beeinflußbar ist, insbesondere sind die einzelnen Fertigungsschritte, und
die dazu erforderlichen Vorrichtungen, einfacher und
übersichtlicher. Aufgrund der Verfalzung der Ränder der zum Rohr gewickelten
Bänder läßt sich die Dichtigkeit besonders gut beherrschen, dem Rohr
läßt sich zudem eine besondere, dem Verwendungszweck angepaßte
Festigkeit bei einfachem Aufbau geben.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens können die beiden Bänder aus
Kunststoff und Metall getrennt der Rillenvorrichtung zugeführt und
dort zur gemeinsamen Verformung miteinander vereinigt oder auch
schon innigflächig miteinander verbunden der Rillenvorrichtung
zugeführt werden.
Als thermoplastischer, säurebeständiger Kunststoff für das das Rohr,
bzw. Innenrohr bildende Band werden vorzugsweise Fluor-Thermoplaste
eingesetzt, insbesondere PTFE = Polytetrafluorethylen oder auch PVDF
= Polyvinylidenfluorid. Der letztgenannte Kunststoff hat sich als
besonders vorteilhaft hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit und
seiner Verarbeitungsfähigkeit erwiesen. Er ist nicht nur besonders
säurebeständig, sondern seine Dauertemperaturbeständigkeit liegt
sowohl bei sehr niedrigen Temperaturen von etwa -150°C und reicht
bis mindestens +150°C. Das reicht für den überwiegenden Teil der
Einsatzzwecke aus. Die weiteren genannten Kunststoffe haben einen
noch wesentlich erweiterten Bereich der
Dauertemperaturbeständigkeit.
Weitere Besonderheiten des Verfahrens ergeben sich aus der
speziellen Beschreibung.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Wickelkern, als Hohlkern ausgebildet, eine Bandabzugführung nach
der Rillenmutter und eine Bandabzugeinrichtung mit
gegeneinanderstehenden, angetriebenen Rollen oder in Form einer Aufwickelspule am
offenen Ende des Wickelkerns aufweist, sowie eine an die
Bandabzugführung anschließende Durchlaufheizkammer für das gewickelte und
gerillte Rohr sowie eine nachgeordnete Rohrabzugvorrichtung, um
dieses unter Zugspannung zu halten.
Durch die Bandabzugführung und -einrichtung wird erreicht, daß das
zunächst als erste Lage aufgewickelte und mitgerillte Papierband
nach dem Rillungsvorgang nach innen abgezogen wird um damit das aus
Kunststoffband gewickelte Rohr für die Wärmebehandlung freizugeben,
jedoch zuvor beim Rillungsvorgang gegen übermäßige Einwirkung von
Reibungswärme zu schützen.
Sofern als innere Lage ein Metallband gewickelt ist, um die
Fixierung des Kunststoffes in der Wärmekammer zu begünstigen, ist
anschließend an die Wärmekammer ebenfalls eine Bandabzugführung im
Inneren des Rohres bzw. des Hohlkerns angeordnet zum Abziehen des
Metallbandes sowie eine Bandabzugvorrichtung am offenen vorderen
Ende des Wickelkerns.
Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohres in Form eines
schraubenförmig vorgerillten aus Bändern gewickelten Rohres, die
während des Wickelns an ihren Rändern miteinander verfalzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Band zur Bildung des
Innenrohres aus Kunststoff besteht, dessen Materialstärke höchsten
0,3 mm beträgt und der in einem Temperaturbereich von mindestens
-150°C bis +150°C temperaturbeständig sowie hochchemikalienfest,
insbesondere säurebeständig ist, zusammen mit einem Band aus dünnem
Metall zur Bildung des äußeren Rohres in einer Rillenvorrichtung mit
Längsrillen versehen und innig flächig miteinander verbunden werden,
danach einer Wickelvorrichtung zugeführt und schraubenförmig zu
einem Rohr gewickelt werden unter Verfalzung der Bandränder
miteinander.
Nach diesem Verfahren können die beiden Bänder aus Kunststoff und
Metall getrennt der Rillenvorrichtung zugeführt und in dieser
Vorrichtung miteinander vereinigt und flächig miteinander verbunden
werden.
Die beiden Bänder können andererseits auch aus Kunststoff und Metall
bereits vor der Einführung in die Rillenvorrichtung flächig innig
miteinander verbunden sein.
Das nach dem vorbeschriebenen Verfahren und der Vorrichtung
hergestellte Rohr weist eine innerste, gegebenenfalls einzige Wickellage
aus einem Kunststoffband auf, dessen Materialstärke höchstens 0,3
Millimeter beträgt, wobei der Kunststoff in einem Temperaturbereich
von mindestens -150°C bis +150°C temperaturbeständig und
hochchemikalienfest, insbesondere säurefest ist.
Die innerste Lage des Rohres besteht aus einem Kunststoffband aus
PVDF = Polyvinylidenfluorid oder aus PTFE = Polytetrafluorethylen
und das bzw. die äußeren Lagen bildende Band (Bänder) besteht
(bestehen) aus dünnem Metall, vorzugsweise Aluminium oder Edelstahl.
Durch diese äußere Lage wird die mechanische Festigkeit des Rohres
verbessert, sowie auch die Beständigkeit gegen von außen einwirkende
Klima- und Temperatureinflüsse.
Diese genannten Kunststoffe weisen die in der Aufgabenstellung
genannten Eigenschaften auf, sie sind jedoch verhältnismäßig teuer.
Durch die Verwendung dieser Kunststoffe in Kombination mit
Außenlagen aus Metall besteht die Möglichkeit, die Bänder der innersten
Lage mit einer verhältnismäßig sehr geringen Stärke auszuführen, weil
durch den besonderen Aufbau des Rohres aus mehreren Lagen, wobei die
äußeren Lagen aus Metall bzw. speziell aus Aluminium bestehen,
insbesondere die mechanische Festigkeit des Rohres, die für die Praxis
erforderlichen Werte in hervorragender Weise erfüllt, andererseits
jedoch die Flexibilität des Rohres in keiner Weise beeinträchtigt
wird.
Der Bedarf an teurem Kunststoff für derartige Rohre ist wesentlich
geringer, als bei bisher bekannten auf andere Weise hergestellten
Rohren und dadurch ergibt sich ein bedeutsamer wirtschaftlicher
Vorteil, der die Verwendung der Rohre nach der Erfindung auf weiten
Gebieten erst ermöglicht. Hinzu kommt, daß die Rohre nach der
Erfindung eine hohe Flexibilität aufweisen, so daß beim Verlegen in der
Praxis lediglich die Anschlüsse an den Abgasstutzen der Feuerstelle
herzustellen sind und ggfs. auch ein Anschluß an dem in Freie
führende Ende des Rohres in Form eines Paßstückes oder einer
Regenabdeckung oder dergleichen. Irgendwelche Verbindungen mit Winkelstücken,
Krümmern oder dergleichen sind nicht erforderlich, so daß der
Anschluß und Einbau auf der Baustelle nur geringen Zeitaufwand
erfordert und damit entsprechend wirtschaftlich ist. Weiterhin läßt
sich auch aufgrund des Aufbaus des Rohres mit äußeren Metall-Lagen
eine sehr gute und dichte Verschweißung der innersten aus Kunststoff
bestehenden Lage herstellen, so daß die erforderliche Dichtigkeit
für derartige Rohre gewährleistet ist. Obwohl die gattungsgemäßen
aus verschiedenen Lagen bestehenden bekannten Rohre in den
verschiedenen Lagen auch schon unterschiedliche Materialien aufwiesen, ist
die Materialkombination des Rohres nach der Erfindung bisher
unbekannt und noch nicht verwendet worden. Die vorgenannten
Eigenschaften und Vorteile eines Rohres nach der Erfindung zeigen jedoch, daß
ein solches Rohr insbesondere wirtschaftlich überragende Vorteile
bietet, wobei der Einsatzzweck jedoch nicht auf das genannte
Beispiel bei Niedertemperaturfeuerungen beschränkt ist. Auch in der
Kältetechnik bei Tiefsttemperaturen sind derartige Rohre
hervorragend geeignet, da die genannten Kunststoffe eine
Dauertemperaturbeständigkeit aufweisen, die von etwa -150°C bis mindestens +150°C
reicht.
Bei der Verwendung eines Kunststoffes der PTFE-Gruppe für die
innerste Lage des Rohres ist es vielfach ausreichend und zweckmäßig, nur
eine einzige äußerste Lage aus Edelstahl in Form eines entsprechend
gewickelten Bandes zu verwenden, da dadurch die erwünschte
mechanische Festigkeit schon zu erreichen ist.
Die Stärke des Kunststoffbandes für die innerste Lage kann geringer
sein als 0,3 mm. Dadurch wird ein sehr geringer Verbrauch des teuren
Kunststoffes erreicht und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit
Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise
geschnitten, einer Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht, teilweise
abgeschnitten, einer anderen Fertigungsvorrichtung
nach der Erfindung;
Fig. 3 eine Ansicht, teilweise geschnitten, eines Rohres
nach der Erfindung;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Rohrwandung als
Ausschnitt aus der Fig. 3;
Fig. 5 Querschnitt durch ein Rohr aus mehreren Lagen;
Fig. 5a entsprechend der Fig. 5 in verbesserter Ausführung;
Fig. 6 Ansicht eines Rohrabschnittes, hergestellt mit einer
Vorrichtung nach Fig. 2;
Fig. 7 Teilquerschnitt durch ein Rohr nach Fig. 6;
Fig. 8 stark vergrößerter Teilquerschnitt nach den Fig. 6
und 7.
Die in Fig. 1 wiedergegebene schematische Darstellung einer
Vorrichtung zum Herstellen von Rohren nach der Erfindung ist an
mehreren Stellen durch entsprechende Ausschnitte verkürzt
wiedergegeben. Die Vorrichtung besteht aus einem Wickelkern 1 um den eine
Bandspule 2 im Anstellwinkel der Wicklung kreisend herumbewegt wird,
um das Band 3 von der Spule 2 auf den Wickelkern 1 schraubenförmig
aufzuwickeln.
Die Spule 2 ist drehbar auf einer Welle gelagert und mit einer
Führungs- und Hemmvorrichtung 4 versehen, um beim Aufwickeln auf den
Wickelkern 1 dem Band eine gewisse Spannung zu geben und zu
verhindern, daß das Band 3 sich von der Spule 2 unkontrolliert abwickeln
kann. Die Drehwelle der Spule 2 ist schwenkbar mit einem Gelenk 5 an
einem Dreharm 6 befestigt. Mittels des Schwenkgelenkes 5 kann der
Anstellwinkel der Spule 2 und damit der Wickelwinkel des Bandes 3
gegenüber dem Wickelkern 1 je nach den gewünschten Vorgaben
eingestellt werden. Der Dreharm 6 ist um den Wickelkern 1 bzw. seine
Lagerung 7 mittels entsprechenden Wälzlagern 8 gelagert und
angetrieben.
Die Lagerung 7 bzw. Halterung des Wickelkerns 1 ist, wie dieser als
hohles Rohr ausgebildet und am vorderen Ende der Vorrichtung mit
einer Mündungsöffnung 9 versehen. Die Anordnung ist derart
getroffen, daß der Wickelkern 1 mit den unterschiedlichsten Durchmessern
auf der Lagerung 7 anzubringen ist, um Rohre mit unterschiedlichen
Durchmessern herstellen zu können. Es ist hier lediglich eine
kreisend angetriebene Bandwickelspule 2 dargestellt. Selbstverständlich
können mehrere solcher Spulen angeordnet sein, wenn mehrere Lagen
von Bändern übereinanderliegend zum Rohr gewickelt werden sollen,
wobei diese mehreren Lagen auch aus unterschiedlichen Materialien
bestehen können. Im allgemeinen sind Vorrichtungen dieser Art derart
ausgebildet, daß dann statt eines einzigen Dreharmes 6 zur Lagerung
der Spule 2 speichenartig mehrere derartiger Dreharme 6 auf einer
gemeinsamen Lagerung und im Winkel gegeneinander versetzt angeordnet
sind und die entsprechenden Spulen 2 tragen, die selbstverständlich
jeweils mit eigenen Schwenkverbindungen 5 an den Dreharmen 6
angeordnet sind, um die Wickelwinkel einstellen zu können.
Der Wickelkern 1 ist nach einem Bereich, der dem Aufwickeln des oder
der Bänder 3 dient, von der Rillenmutter 10 umgeben, die ihrerseits
drehend um den Wickelkern 1 angetrieben ist und aus einem inneren
Teil 11 und einem äußeren Teil 12 besteht. Der innere Teil 11 bildet
gewissermaßen das Ende des Halterungsrohres 7, das zu diesem Zweck
über einen eigenen Antrieb synchron mit dem Antrieb des äußeren
Teils 12 gedreht wird. Zwischen dem inneren Teil 11 und dem äußeren
Teil 12 der Rillenmutter wird das aus Bändern 3 gewickelte Rohr auf
dem Wickelkern hindurchgeführt und schraubenförmig mit Rillen
versehen bzw. die Rillen werden in die Wandung eingeformt, wobei der
Steigungswinkel der Rillen, die durch die Rillenmutter eingeformt
sind, üblicherweise unterschiedlich ist, gegenüber dem
Steigungswinkel der schraubenförmig gewickelten Bänder 3.
Hinter der Wickelmutter 10 ist der Wickelkern noch fortgesetzt mit
dem Abschnitt 1a zur Führung des gerillten und flexiblen Rohres 13,
das daran anschließend eine Durchlaufheizkammer 14 durchwandert.
Diese Durchlaufheizkammer 14 ist bei dem hier dargestellten Beispiel
mit Heißluft über einen Ventilator 15 beschickt. Selbstverständlich
können in der Durchlaufheizkammer 14 statt dessen auch Heizstrahler
oder dergl. zur Erwärmung des durchlaufenden Rohres angeordnet sein.
Die einfachste Ausführungsform eines Rohres nach der Erfindung wird
mit zwei Bandlagen gewickelt, das heißt, es sind mindestens zwei
Dreharme 6 mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden. An den beiden
Dreharmen ist jeweils eine Spule 2 drehbar und in den Wickelwinkel
einstellbar angeordnet. Die Spule 2, die die innere Lage auf den
Wickelkern 1 wickelt, enthält ein Band 3 aus Papier, während die
Spule 2, die die darüberliegende Lage wickelt, ein Band 3 aus
Kunststoff und zwar aus PVDF oder PTFE auf den Wickelkern und über die
dort schon befindliche Papierlage wickelt. Diese beiden
schraubenförmig übereinander gewickelten Bandlagen bilden auf dem Wickelkern
1 ein glattes Rohr, das, der Wickelsteigung folgend, der
Rillenmutter 10 zugeschoben wird, um dort mit schraubenförmigen Rillen
versehen zu werden. Im Betrieb der Vorrichtung erfolgt der Vorschub
des gewickelten glatten Rohres mittels der Rillenmutter, die ja beim
Rillungsvorgang formschlüssig die Wandung des glatten Rohres
ergreift, dieses schraubenförmig mit Rillen versieht und damit
weitertransportiert.
Am Ende des Abschnittes 1a des Wickelkerns ist eine
Stützpapierführung 16 angeordnet. Wenn der Anfang des gewickelten und gerillten
Rohres mit seiner Vorschubbewegung dieses Ende mit der Papierführung
16 überragt, wird die innere Bandlage 17 des gewickelten und
gerillten Rohres, die aus einem Papierband besteht, von der äußeren Lage
getrennt und über die Papierführung 16 durch den hohlen Wickelkern
1a und 1 bzw. das dort angeordnete Halterungsrohr 7 zurückgeführt
bis zum vorderen Ende 9 des Halterungsrohres 7. Aus der Rohrmündung
9 wird das Papierband 17 durch eine Abzugvorrichtung 18, die aus
zwei angetriebenen gegenläufigen Rollen oder Walzen 19 besteht,
gleichmäßig abgezogen. Da das Papierband 17 im Rohr schraubenförmig
gewickelt ist, wird es selbstverständlich auch gewissermaßen
spiralig abgezogen, wie das in der Zeichnung dargestellt ist.
In die Heizkammer 14 wird demnach, nach dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel, ausschließlich das aus einer Lage aus einem
Kunststoffband gewickelte und gerillte Rohr eingeführt und durch die in
der Heizkammer 14 erfolgende Wärmeeinwirkung fixiert, das heißt, die
einander überlappenden Ränder des Kunststoffbandes werden in der
Heizkammer 14 soweit erweicht oder angeschmolzen, daß sie sich fest
und dicht miteinander verbinden, so daß das die Heizkammer
verlassende schraubenförmig gewickelte und flexible Rohr aus Kunststoff
weitgehend gasdicht ist.
Bei dieser Erwärmung und Fixierung des aus Kunststoff bestehenden
Rohres besteht die Gefahr, daß gegeneinander anliegende Flanken der
Rillen sich ebenfalls miteinander verbinden und dadurch zumindest
die Flexibilität des Rohres beeinträchtigt wird. Um dies zu
verhindern, wird in einfachster Weise durch eine entsprechende hier nicht
dargestellte Vorrichtung am Ende der Heizkammer 14 das Rohr innerhalb
der Heizkammer unter Zugspannung gehalten, also mit einem geringen
Zug abgezogen, so daß innerhalb der Heizkammer verhindert wird, daß
Flanken von Rillen aneinanderliegen.
In der Praxis hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft gezeigt,
wenn zumindest als Innenlage des in dem Band aus Kunststoff
gewickelten Rohres eine Lage aus Aluminium- oder Kupferband gewickelt
und selbstverständlich auch mitgerillt wird. Unter bestimmten
Umständen kann diese innerste Lage aus einem Metallband die einzige
"Hilfs-" Lage sein und es kann auf eine innerste Lage aus Papier,
wobei das Papierband 17 vor der Heizkammer 14 abgezogen wird,
verzichtet werden. Eine mitgewickelte und gerillte innerste Lage aus
Metallband bewirkt in der Heizkammer 14, aufgrund ihrer Erwärmung
und darauf erfolgenden Dehnung, daß sie einen Druck auf die äußere
bzw. darauffolgende Lage aus Kunststoff ausübt, so daß dadurch ein
besseres und sichereres Fixieren bzw. Miteinander-Verschmelzen der
aufeinanderliegenden Kunststofflagen an den Rändern des
Kunststoffbandes bewirkt wird. Die innere Lage aus Metallband verhindert auch
selbstverständlich wirksam, daß die Flanken der Rillung des
Kunststoffrohres nicht unmittelbar gegeneinanderliegen können und in dem
Heizkanal miteinander verschmelzen oder verhaften. Auch wird durch
den Einsatz einer innersten Lage aus Metallband und der besseren
thermischen Leitfähigkeit des Metalls eine gleichmäßige Verteilung der
Wärme und Erwärmung des Kunststoffes erreicht. Das mitgewickelte,
mitgerillte und durch den Heizkanal 14 mitbeförderte Metallband, das
die innerste Lage bildet, wird nach Verlassen des Heizkanals in
gleicher Weise nach innen von dem fertigen Kunststoffrohr abgezogen,
wie das zuvor mit Hinblick auf das Papierband 17 beschrieben ist.
Das Metallband wird ebenfalls zunächst durch das Rohr in dem
Heizkanal und dann weiter durch den hohlen Wickelkern und das
Halterungsrohr 7 bis zum vorderen Ende geführt und dort aus der Mündung 9
heraus, mittels der Abzugeinrichtung 18, 19, abgezogen.
Beim Wickeln des Rohres kann auch zusätzlich auf das Kunststoffband
ein weiteres Band 3 aus Metall, vorzugsweise Aluminium oder Kupfer,
von einer entsprechenden Spule 2 aufgewickelt werden, um dann
gemeinsam mit den anderen Bandlagen in der Rillenmutter 10 gerillt und
damit zum flexiblen Rohr ausgebildet zu werden. Diese äußere Lage
aus Metall wirkt in der Heizkammer 14 in gleicher Weise positiv, wie
das zuvor schon in Zusammenhang mit der inneren Lage aus Metallband
beschrieben ist. Diese Wirkung kann noch verbessert werden dadurch,
daß das Metallband der äußeren Lage auf seiner äußeren Oberfläche
derart behandelt ist, daß diese Oberfläche eine geringe
Wärmereflexion aufweist, beispielsweise kann die Oberfläche geschwärzt
sein. Dadurch wird die Wärmeaufnahme in der Heizkammer intensiviert,
so daß diese Heizkammer 14 verkürzt werden kann oder auch die
Durchlaufgeschwindigkeit durch die Heizkammer erhöht werden kann. Diese
äußere Lage aus Metall wird nach dem Verlassen der Heizkammer nicht
von dem Rohr entfernt, sie dient vielmehr zur Verbesserung
insbesondere der mechanischen Eigenschaften des Rohres aus Kunststoff, wenn
dies für die verschiedensten Einsatzzwecke erwünscht ist.
Selbstverständlich kann auf die Kunststofflage zunächst eine äußere
Lage aus Papierband gewickelt werden, insbesondere wenn die Gefahr
besteht, daß in der Heizkammer 14 die äußeren Rillenflanken sich
aneinanderlegen und aneinanderschmelzen. Diese äußere Papierlage
kann nach Verlassen der Heizkammer auf einfache Weise entfernt
werden, sie kann jedoch auch auf dem Rohr verbleiben, wenn das für
die Einsatzzwecke des Rohres erwünscht ist, sie kann auch eine
Zwischenlage bilden, auf die ursprünglich eine weitere Lage aus
Metallband gewickelt ist, so daß das Rohr dann aus einer innersten Lage
aus Kunststoff, einer Zwischenlage aus Papier und einer äußersten
Lage aus Metallband besteht, wobei selbstverständlich sämtliche
Lagen einheitlich in der Rillenmutter 10 schraubenförmig gerillt
sind und ein flexibles Rohr ergeben. Wesentlich ist, daß die innere
Lage des Rohres immer aus dem schon beschriebenen Kunststoff mit
hoher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit besteht und eine hohe
Gasdichtigkeit aufweist.
Die Erwärmung in der Heizkammer 14 erfolgt zweckmäßig auf eine
Temperatur von 230°C. Bei einer Beschickung der Heizkammer 14 mit
Warmluft ist die Heizkammer bei der bevorzugten Fertigungs- und
damit Durchlaufgeschwindigkeit des Rohres etwa zwölf Meter lang und
die Durchlaufgeschwindigkeit des Rohres beträgt etwa 1,2 bis 1,3
Meter pro Minute. Bei einer Anordnung von Wärmestrahlern in der
Heizkammer 14 beträgt deren Länge etwa einen Meter, bei der gleichen
Durchlaufgeschwindigkeit. Die in dem Rohr erzeugten Rillen haben
vorzugsweise eine Tiefe von 3 bis 3,5 Millimeter bei etwa
sechshundert Rillen pro Meter.
In Fig. 2 ist eine andere Vorrichtung dargestellt - zur Fertigung
von Rohren nach der Erfindung. Diese Vorrichtung bezieht sich auf
das eingangs an zweiter Stelle genannte Verfahren. Damit werden
Rohre hergestellt, die aus vorgerillten Bändern schraubenförmig auf
einem Kern zum Rohr gewickelt werden, wobei während des
Wickelvorgangs die Bandränder, die sich gegenseitig überlappen, miteinander
verfalzt werden.
Die Vorrichtung nach Fig. 2 besteht aus zwei
hintereinanderstehenden Vorrats-Haspeln. Auf der äußeren Haspel 101 ist ein Vorrat
von Metallband aufgespult, auf der in Fertigungsrichtung
dahinterstehenden Haspel 102 ist ein Vorrat von Kunststoffband aufgespult. Der
Kunststoff ist eine Fluor-Verbindung. Beide Bänder haben im
wesentlichen gleiche Breite, d. h. das Kunststoffband kann auch etwas
schmaler sein als das Metallband.
Die Fertigungsrichtung entspricht dem Pfeil A. Es ist erkennbar, daß
beim gleichzeitigen Abziehen der Bänder von den Haspeln 101 und 102
diese sich übereinanderlegen, wobei das Kunststoffband - von der
Haspel 102 - unter dem Metallband zu liegen kommt.
Die übereinanderliegenden Bänder werden einer Rillenvorrichtung 103
zugeführt, die hier teilweise unterbrochen dargestellt ist. Diese
Rillenvorrichtung besteht aus einer größeren Anzahl von
Walzenpaaren, wobei die Walzen 104 und 105, die jeweils ein Paar bilden,
übereinander angeordnet sind, die Walze 104 über der Walze 105 und
zwischen sich den Durchlaß bzw. Durchzug für das Band bilden. Die
Walzen 104 und 105 sind angetrieben durch auf ihren Drehwellen
angeordnete Zahnräder 106 und 107, die jeweils wechselseitig
ineinandergreifen, so daß sämtliche Walzen 104 und 105 der gesamten
Rillenvorrichtung 103 gleichlaufend von einem hier nicht dargestellten
Antrieb gedreht werden.
Die Walzenpaare 104, 105 sind an ihren Mantelflächen mit
ineinandergreifenden Rillen versehen, wobei in der Mitte der Mantelflächen
beginnend, Anzahl und Tiefe der Rillen an den Walzenpaaren in
Fertigungsrichtung, also von rechts nach links, zunehmen.
Das durch die Rillenvorrichtung 103 hindurchgezogene Band wird
demnach mit in Längsrichtung verlaufenden Rillen versehen, so daß der
Querschnitt etwa die Form einer Sinuskurve aufweist, wie das in den
Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Dabei werden die Randbereiche zunächst
nicht von der Formgebung erfaßt, sie bleiben eben und werden durch
gesonderte Walzenpaare 108 am Ende der Vorrichtung 103 nach oben
bzw. unten abgewinkelt. Die durch die Verformung erreichte größere
Stärke des Bandes in der Seitenansicht ist mit dem Bezugszeichen 109
verdeutlicht.
Das vorgerillte Band 109 wird nach Verlassen der Rillenvorrichtung
103 der Rohrwickelvorrichtung 112 zugeführt.
Die Rohrwickelvorrichtung 112 ist zweckmäßig in einem Winkel zur
Rillenvorrichtung 103 angeordnet, der etwa dem Winkel entspricht,
mit dem das vorgerillte Band schraubenförmig zum Rohr gewickelt
wird. Sie besteht aus einer Halterungsplatte auf der verstellbar
Andruckrollen 114 angeordnet sind. Im Zentrum der Halterungsplatte
rotiert der Wickelkern 113, auf dem die Andruckrollen 114 mit ihren
verstellbaren Halterungen ausgerichtet sind. In Einlaufrichtung vor
dem Wickelkern 113 ist eine Bandführung 111 angeordnet, die zwei
einstellbare Walzenpaare 110 aufweist und im Winkel gegenüber dem
Wickelkern 113 einstellbar ist, um das zugeführte Band 109 in das,
dem Durchmesser des jeweilig eingesetzten Wickelkerns und damit des
erzeugten Rohres, der Breite des Bandes 109 und dem davon abhängigen
Wickelwinkel einzustellen.
Bei schraubenförmigen Aufwickeln des Bandes 109 auf den Wickelkern
113 und damit Ausformen des Rohres, wird das Band 109 von den ersten
Andruckrollen 114 am Einlauf um den Kern herumgebogen, von den
weiteren Rollen 114 werden dann die übereinandergelegten Abwinkelungen
an den Bandkanten zu festen und dichten Falzen 307 geformt und
zusammengedrückt.
So entsteht ein Rohr entsprechend den Fig. 6 bis 8. In der
Ansicht Fig. 6 ist zu erkennen, daß bei einem solchen Rohr eine
Anzahl von Rillen jeweils von einem Falz 307 begrenzt und u.s.f.
Durch die Rillungen 306 erhält das Rohr die erwünschte Flexibilität
und Steifheit - durch die Falze 307 die Dichtigkeit und ebenfalls
zusätzliche Formsteifigkeit.
In Fig. 7 ist ein Schnitt durch die Wandung des Rohres nach Fig. 6
dargestellt, es ist sowohl die Rillung 306 als auch die Falzung 307
zu erkennen. Der Falz 307 kann auf verschiedene bekannte Weisen
geformt und zusammengelegt sein.
In Fig. 8 ist eine weitere Vergrößerung diese Querschnitts der
Rohrwandung dargestellt. Die Rohrwandung besteht aus einer inneren
Wandung C aus Kunststoff bzw. einem Innenrohr aus Kunststoff und aus
einer äußeren Wandung A aus Metall bzw. aus einem Außenrohr. Die
beiden Wandungen A und C sind zweckmäßig flächig innig miteinander
verbunden. Im Bereich der Falzung 307 bewirkt insbesondere eine
während oder nach der endgültigen Herstellung des Falzes erfolgende
Wärmeeinwirkung, ein Erweichen des Kunststoffes und damit eine
besonders gute Abdichtung.
Das in dem Verfahren verwendete Band aus den genannten Kunststoffen
hat eine Stärke von höchstens 0,3 Millimeter. Damit wird wesentlich
weniger Kunststoffmaterial für ein solches Rohr verbraucht, als bei
der Fertigung eines vergleichbaren Rohres im Spritzverfahren, wobei
eine Wandstärke unter 0,8 Millimeter nicht ausführbar ist.
In Fig. 3 ist ein Abschnitt eines Rohres 213 nach der Erfindung,
wie es mit der vorher beschriebenen Vorrichtung erzeugt ist,
dargestellt, wobei ein Teil der Wandung weggebrochen ist, um den
Querschnitt zu zeigen. Es ist erkennbar, daß es sich um ein
schraubenförmig gerilltes Rohr handelt, das dadurch eine hohe Flexibilität
hat. Die Wicklung des Bandes, das heißt, die Linie, die die
Bandkante des schraubenförmig gewickelten Bandes zeigt, ist dabei in dieser
Zeichnung nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit nicht zu
beeinträchtigen. Die Bandwicklung erfolgt jedoch üblicherweise mit
einem größeren Steigungswinkel als die Rillung, so daß durch das
Schneiden der Rillen mit der Bandkante im Winkel schon eine nicht
unerhebliche mechanische Festigkeit des Rohres erreicht wird. Je
nach Einsatzzweck ist selbstverständlich eine Überlappung der Kanten
jedes gewickelten Bandes vorgesehen. Diese Überlappung kann für
bestimmte Einsatzzwecke jeweils bis zur Bandhälfte reichen, so daß
die aus einem Band gewickelte Rohrwandung, aufgrund der jeweils
hälftigen Überlappung der aufeinandergrenzenden Windungen, praktisch
aus zwei Bandstärken besteht.
In der Fig. 4 ist die vergrößerte Einzelheit des Schnittes durch
die Rohrwandung nach der Fig. 3 wiedergegeben. Es ist erkennbar,
daß die Rillenflanken in einem sehr spitzen Winkel zueinander
verlaufen, so daß daraus zu entnehmen ist, daß bei einem leichten Druck
in Achsrichtung des Rohres eine Berührung der Flanken der einzelnen
Rillen, insbesondere in der Nachbarschaft der Rundungsübergänge,
erfolgen kann. Die hier dargestellte Rohrwandung besteht aus drei
Lagen und zwar einer Innenlage C, die aus Kunststoff besteht, einer
Mittellage B, die aus Papier oder Metall bestehen kann, sowie aus
einer Außenlage A, die ebenfalls aus Papier oder Metall bestehen
kann. Selbstverständlich ist es möglich, noch weitere äußere Lagen
anzufügen, je nach Einsatzzweck und Anforderungen, die an das Rohr
gestellt werden. Wesentlich ist jedoch, daß das Rohr nach der
Erfindung aus einer einzigen Lage aus Kunststoff bestehen kann, der
Hochwärme- und chemikalienbeständig ist, und daß diese Lage aus
Kunststoff bei mehrlagigen Rohren immer die innerste Lage bildet.
Das Rohr nach der Erfindung entsprechend der Fig. 3 weist
schraubenförmig angebrachte Rillen mit geringem Steigungswinkel auf. Die
mit größerem Steigungswinkel gewickelten Bänder aus denen die
Wandung des Rohres besteht, sind hier nicht dargestellt, um die
Übersichtlichkeit nicht zu stören.
Die Wandung des Rohres 213 selbst, die im Querschnitt in Fig. 4
dargestellt ist, weist eine etwa sinusförmige Form auf, wobei die
Flanken der einzelnen Rillen teilweise gradlinig verlaufen und im
spitzen Winkel gegeneinander gestellt sind. Bei einer Sonderform
können sie jedoch auch parallel zueinander verlaufen. Durch die
Ausbildung dieser Rillen wird in bekannter Weise die besonders gute
Flexibilität derartiger Rohre erreicht.
Im einzelnen besteht die Wandung aus einer inneren Lage C aus dem
genannten Kunststoff, also aus PVDF oder PTFE, in einer Stärke von
höchsten 0,3 mm. Die darauffolgende mittlere Lage B besteht nach
diesem Ausführungsbeispiel aus Aluminiumfolie, und die
darauffolgende äußere Lage A besteht ebenfalls aus Aluminiumfolie. Diese drei
Lagen sind aus Bändern mit gleicher Steigung, jedoch versetzt
gegeneinander, aufgewickelt und anschließend gerillt, so daß das
entstehende Rohr hohe Festigkeit und sehr gute Flexibilität erreicht. Bei
der inneren Lage aus Kunststoff sind die Überlappungen des
Kunststoffbandes, die beim Wickeln entstehen, miteinander dicht
verschweißt, so daß das entstandene Rohr neben seiner hohen
mechanischen Festigkeit und Flexibilität auch die für die eingangs
genannten Einsatzzwecke erforderliche Gasdichtigkeit aufweist.
Die Wand der Abgasleitung 301 nach Fig. 5 ist dreischichtig
aufgebaut. Dabei ist die äußere Schicht 303 aus einem Metall, zum
Beispiel Aluminium, Edelstahl oder Kupfer, hergestellt und schützt
gegen eine mechanische Beschädigung.
Die mittlere Schicht 304 besteht aus gegebenenfalls getränktem
Papier und die innerste Schicht 305 aus einem Polymer, zum Beispiel
PVDF.
Die innerste und die äußerste Schicht 305 bzw. 303 sind mit der
mittleren Schicht 304 verklebt und auf diese Weise miteinander
verbunden.
|
| Anspruch[de] |
- 1. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohres in Form
eines schraubenförmig aus Bändern gewickelten und
gerillten Rohres bei dem mindestens zwei Bandlagen versetzt
gegeneinander auf einen Kern (1) zu einem Rohr (13) gewickelt
und anschließend schraubenförmig gerillt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Lage aus einem
dünnen, hochfesten Papier und die darauffolgende Lage aus
einem bis höchstens 0,3 mm starken Band aus einem
thermoplastischen, jedoch bis ca. 150°C wärmefesten Kunststoff
besteht, der hohe Chemikalienbeständigkeit, insbesondere
Säurefestigkeit aufweist, wobei die innere Papierlage
anschließend an den Rillungsvorgang durch den hohlen
Wickelkern (1) abgezogen und das Kunststoffrohr (13)
nachfolgend in einer Heizkammer (14) fixiert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rohr ursprünglich aus drei Lagen gewickelt und gerillt ist
und zwar einer innersten Lage aus Papier, die nach dem
Rillungsvorgang abgezogen wird, einer mittleren Lage aus
Aluminium, die nach dem Fixiervorgang in der Heizkammer
(14) durch den hohlen Wickelkern (1) abgezogen wird, so
daß ein lediglich aus einer Lage gewickeltes und gerilltes
Rohr aus Kunststoff gewonnen ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Heizkammer (14) durch einen entsprechenden Zug vom
Rohrende her eine Dehnung des gewickelten Rohres (13)
erfolgt, um eine Berührung der Rillenflanken bei der
Erwärmung zu verhindern.
- 4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine aufgewickelte äußere Lage aus
Papier ebenfalls nach dem Rillungsvorgang abgezogen wird.
- 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Rillungsvorgang eine weitere
äußere Lage aus Metall, vorzugsweise Aluminium oder Kupfer
und ggfs. eine weitere Lage aus Papier bandförmig
aufgewickelt werden.
- 6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, daß das zusätzlich als äußere Lage
aufgewickelte Aluminiumband eine äußere Oberfläche mit einer
geringen Reflexion, vorzugsweise eine geschwärzte Oberfläche
aufweist.
- 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Heizkammer (14) mittels
Warmluft, vorzugsweise mittels Wärmestrahlern, eine Temperatur
von 230°C aufrechterhalten wird.
- 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die in dem Rohr (13) erzeugten Rillen
ca. 3 bis 3,5 mm Tiefe haben und etwa 600 Rillen pro Meter
vorhanden sind.
- 9. Vorrichtung zum Herstellen eines aus Bändern (3) auf einen
Kern (1) gewickelten und anschließend in einer
Rillenmutter (10) schraubenförmig gerillten Rohres (13), wobei
mindestens eine Bandlage aus einem thermoplastischen, jedoch
bis 150°C wärmefesten und hochchemikalienfesten,
insbesondere säurebeständigen Kunststoff besteht, mit
Wickeleinrichtungen (2) für die verschiedenen Bandlagen, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Wickelkern (1, 1a), als Hohlkern
ausgebildet, eine Bandabzugführung (17) nach der
Rillenmutter (11, 12) und eine Bandabzugeinrichtung mit
gegeneinanderstehenden angetriebenen Rollen (19) oder in Form
einer Aufwickelspule am offenen Ende des Wickelkerns (1)
aufweist, sowie eine an die Bandabzugführung (17)
anschließende Durchlaufheizkammer (14) für das gewickelte
und gerillte Rohr (13) und eine nachgeordnete
Rohrabzugvorrichtung, um dieses unter Zugspannung zu halten.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Nacheinander-Anordnung von Bandwickelvorrichtungen (2)
für Papier, Aluminium und Kunststoff und ggfs. weiteren
anschließend an die Durchlaufheizkammer (14) eine
Bandabzugführung (17) im Inneren des Rohres (13) bzw. des
Hohlkernes (1a) angeordnet ist zum Abziehen des
Aluminiumbandes, sowie eine Bandabzugeinrichtung (18) in der
vorbeschriebenen Weise am offenen vorderen Ende (9) des
Wickelkerns (1) für das Aluminiumband.
- 11. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Rohres in Form
eines aus vorgerillten Bändern gewickelten Rohres, die
während des Wickelns an ihren Rändern miteinander verfalzt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Band
(102) zur Bildung des Innenrohres aus Kunststoff besteht,
dessen Materialstärke höchsten 0,3 mm beträgt und der in
einem Temperaturbereich von mindestens -150°C bis +150°C
temperaturbeständig sowie hochchemikalienfest,
insbesondere säurebeständig ist, zusammen mit einem Band (101) aus
dünnem Metall zur Bildung des äußeren Rohres in einer
Rillenvorrichtung (103) mit Längsrillen versehen und innig
flächig miteinander verbunden werden, danach einer
Wickelvorrichtung (112) zugeführt und schraubenförmig zu einem
Rohr gewickelt werden unter Verfalzung der Bandränder
miteinander.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Bänder aus Kunststoff und Metall getrennt der
Rillenvorrichtung (103) zugeführt und in dieser
Vorrichtung miteinander vereinigt und flächig miteinander
verbunden werden.
- 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Bänder aus Kunststoff und Metall bereits vor
der Einführung in die Rillenvorrichtung (103) flächig
innig miteinander verbunden sind.
- 14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kunststoffolie aus PVDF, PTFE oder einem anderen
Kunststoff mit vergleichbaren wärme- und chemischen
Eigenschaften besteht.
- 15. Schraubenförmig aus vorgerillten Bändern gewickeltes,
flexibles Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
einem Innenrohr (305, C) aus Kunststoff besteht, dessen
Materialstärke höchstens 0,3 mm beträgt und der in einem
Temperaturbereich von mindestens -150°C bis +150°C
temperaturbeständig sowie hochchemikalienfest,
insbesondere säurebeständig ist, und weiter aus mindestens
einem äußeren Rohr (303, A) aus dünnem Metall besteht,
wobei beide Rohre aus vorgerilltem Band schraubenförmig
unter Verfalzung (307) der Bandränder gewickelt und
flächig innig miteinander verbunden sind.
- 16. Schraubenförmig aus Bändern gewickeltes und gerilltes
flexibles Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste
ggfs. einzige Wickellage (305, C) des Rohres (213, 301)
aus einem Kunststoffband besteht, dessen Materialstärke
höchstens 0,3 mm beträgt, wobei der Kunststoff in einem
Temperaturbereich von mindestens -150°C bis +150°C
temperaturbeständig und hochchemikalienfest, insbesondere
säurebeständig ist.
- 17. Schraubenförmig aus Bändern gewickeltes und gerilltes
flexibles Rohr, gekennzeichnet durch die Verwendung als
Abgasleitung und dadurch, daß die äußere Schicht (303) aus
Metall, z. B. Aluminium oder Edelstahl, und die innere
Schicht (305) aus einem Kunststoff der Gruppe der
Fluorverbindungen, vorzugsweise PVDF, gebildet ist.
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