Verfahren zum Herstellen von gewickelten, oberflächenbeschichteten Rohren und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Abstract

 Verfahren zum Herstellen von mehrlagigen, aus mindestens zwei Metallbändern gewickelten Rohren, wobei jeweils eine Metallbandlage Stoß and Stoß spiralförmig gewickelt und jede weitere Metallbandlage gegenüber der vorhergehenden in Achsrichtung versetzt wird, und während des Wickelvorganges zwischen die einzelnen Metallbandlagen Zwischenmaterial eingebracht wird, durch welches Verfahren gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichte, chemikalienbeständige und gegebenenfalls auch lebensmittelechte Rohre von geringerem Gewicht als Gußrohre so hergestellt werden können daß als Zwischenschicht zwischen die einzelnen Metallbandlagen und als Oberflächenbeschichtungsmaterial in besonders wirtschaftlicher Weise ein Kunstharz Verwendung finden kann, indem die Metallbänder in erhitztem Zustand etwa in ihrer Kreisbogenform vorgebogen werden, wobei während des Wickelvorganges zwischen der Metallband-Innenlage und der Metallband-Außenlage eine zusammenhängende Kunstharzschicht geschaffen wird und beim Entstehen der Rohrinnenfläche auf diese eine Kunstharzschicht aufgetragen wird, wobei bereits während des Schaffens der Kunstharzschichten eine erste Aktivierung erfolgt, während die Außenfläche des Rohres erst danach mit einer Kunstharzschicht versehen wird, und anschließend daran eine Endaktivierung aller Kunstharzschichten erfolgt.

Beschreibung

[0001] Es besteht ganz allgemein ein großer Bedarf an Rohren für den Transport von Fluiden. An derartige Rohre werden hohe Anforderungen bezüglich der Dichtigkeit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten, der Chemikalienbeständigkeit, Lebensmittelechtheit und des Gewichts gestellt. Die üblicherweise verwendeten Gußrohre mit Zementauskleidung sind beispielsweise sehr schwer. Um chemikalienfeste und lebensmittelechte Oberflächen zu erhalten, werden Metallrohre in der Regel außen kunststoffbeschichtet.

[0002] Bei einem Verfahren wie es in der DE-PS 746 300 beschrieben ist, werden zum Herstellen von Rohren Bandeisen um ein Kernrohr gewickelt und zwischen die einzelnen Lagen der Umwickelung während des Wickelns unter anderem auch Mittel eingebracht, mit Hilfe derer die Metallbandlagen miteinander verschweißt oder verlötet werden können, wodurch das Rohr dichtgemacht werden soll. Um das unerläßliche Abziehen eines auf diese Weise hergestellten Rohres von dem umwickelten Dorn zu erleichtern, wird üblicherweise Silikonöl als Schmiermittel benützt. Für eine nachträgliche Oberflächenveredelung solcher Rohre eignen sich wegen der oben erwähnten Anforderungen bezüglich der Dichtigkeit-, Lebensmittelechtheit und Chemikalienbeständigkeit, Kunstharze besonders gut. Diese haben jedoch die Eigenschaft, daß sie nur auf absolut sauberem Material haften. Es ist somit unerläßlich, daß die aus den genannten Gründen zwangsläufig verschmutzten Oberflächen des Rohres nach dem Wickeln gründlich gereinigt werden. Es können aber nur die Rohre nach dem Wickeln gereinigt werden, so daß sich dadurch ein teurer und zeitraubender Vorgang des Sandstrahlens ergibt.

[0003] Auch wenn eines der Verfahren angewandt wird, wie sie in der DE-OS 21 66 791 beschrieben sind, müssen Schmiermittel eingesetzt werden, da auch ein mittels einer Außenform hergestelltes Rohr beim Herausholen aus der Außenform zu dieser eine Relativbewegung ausführt, die ein gutes Gleiten voraussetzt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von mehrlagigen, aus mindestens zwei Metallbändern gewickelten Rohren, wobei jeweils eine Metallbandlage Stoß an Stoß spiralförmig gewikkelt und jede weitere Metallbandlage gegenüber der vorhergehenden in Achsrichtung versetzt wird, und während des Wickelvorganges zwischen die einzelnen _Metallbandlagen Zwischenmaterial eingebracht wird, so auszugestalten, daß als Zwischenschicht zwischen die einzelnen Metallbandlagen und als Oberflächenbeschichtungsmaterial ein Kunstharz verwendet werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Metallbänder im erhitzten Zustand etwa in ihrer Kreisbogenform vorgebogen werden, wobei während des Wickelvorganges zwischen der Metallband-Innenlage und der Metallband-Außenlage eine zusammenhängende Kunstharzschicht geschaffen wird, und bei Entstehung der Rohrinnenfläche auf diese eine Kunstharzschicht aufgetragen wird, wobei während des Schaffens der Kunstharzschichten eine erste Aktivierung erfolgt, während die Außenfläche des Rohres erst danach mit einer Kunstharzschicht versehen wird, und daran anschließend eine Endaktivierung aller Kunstharzschichten erfolgt.

[0006] Der Vorteil eines derartigen Verfahrens besteht darin, daß leichte, dichte und oberflächenbeschichtete Rohre, die aus Metallbändern gewickelt sind, in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können. Bei diesem Verfahren können die Bänder vor dem Wickeln auf einfache Art und Weise kontinuierlich sandgestrahlt werden, so daß der teure und zeitraubende Vorgang des Sandstrahlens am Rohr entfällt und eine drastische Reduzierung der Herstellungskosten und eine enorm erhöhte Leistung erzielt wird.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden erhitzte Metallbänder, die bereits mittels Biegerollen vorgebogen sind, Stoß an Stoß und mehrlagig gegeneinander versetzt gewickelt. Mit Hilfe von Biegerollen haben sie idealerweise bereits den Krümmungsgrad erhalten, der der angestrebten Krümmung des Rohres entspricht. Bereits während des Wickelvorganges wird zwischen die Metallband-Innenlage und die Metallband-Außenlage eine zusammenhängende Kunstharzschicht gesprüht. Unmittelbar nach dem Entstehen der Rohrinnenfläche wird auch diese mit einer Kunstharzsicht oberflächenveredelt. Da die Kunstharzzwischenschicht die Metallbandlagen miteinander verkleben soll, die dazu erforderliche Molekülvernetzung des Kunstharzes jedoch ein endothermer Vorgang ist, wird bereits an diesem Punkt des Verfahrens für eine erste Aktivierung des Kunstharzes Wärme zugeführt. Erst danach wird auch die Außenfläche des Rohres mit einem Kunstharz besprüht, und das nunmehr vollkommen oberflächenveredelte Rohr unmittelbar anschließend einer Endaushärtung aller Kunstharzschichten unterzogen.

[0008] Die Metallbänder werden vorzugsweise in eine zylindrische Außenform gewickelt, die sowohl drehbar gelagert, als auch in Axialrichtung beweglich ist. Beim Einwickeln der Metallbänder führen diese dabei dann keine Relativbewegung zur Außenform aus. Vielmehr werden die Metallbänder durch eine Drehbewegung und gleichzeitige Bewegung der Außenform in axialer Richtung immer weiter in die Außenform.hineingewickelt. Da somit das Rohr nicht relativ zur Form bewegt werden muß, sind Schmiermittel wie Silikonöl, die die Oberfläche des Rohres verschmutzen würden, unnötig. Eine Reinigung des Rohres erübrigt sich somit.

[0009] Besonders geeignet ist ein Kunstharz-Beschichtungspulver, in der Regel ein Duroplast.

[0010] Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens. Diese besteht aus einer zylindrischen Außenform, die um die eigene Achse drehbar gelagert ist. Um eine kontinuierliche Wickelung von mehrlagigen Metallbandrohren ohne Relativbewegung zu der verwendeten Form, zur Vermeidung von Schmiermitteln, zu gewährleisten, kann die Außenform so ausgebildet sein, daß sie aus einer Mehrzahl von auf umlaufenden Endlosbändern gelagerten Segmenten besteht. Wenn sich die Außenform gleichzeitig um die eigene Achse dreht, können auf diese Weise Metallbänder in die Außenform eingewickelt werden, ohne relativ zu dieser bewegt werden zu müssen. Das Rohr wird auf diese Weise durch die Form transportiert, und an deren Ende durch die Öffnung aufgrund der Umlaufbewegung der Endlosbänder wieder freigegeben. Da bei einer derart ausgestalteten Außenform keine Schmiermittel nötig sind, kann gleichzeitig mit dem Wickeln eine Zwischen- und Oberflächenbeschichtung mit Kunstharz vorgenommen werden.

[0011] .Um während des Wickelns und der ersten Aushärtung des Kunstharzes auch die kleinste Relativbewegung zu unterbinden, ist es besonders günstig, die Außenformsegmente als Dauermagnete auszubilden.

[0012] Zweckmäßigerweise befindet sich die Sprühvorrichtung für das Beschichtungspulver zum Einsprühen der Kunstharzzwischenschicht zwischen die zu wickelnden Metallbänder unmittelbar an der vorderen Öffnung der Außenform, ebenso die Sprühvorrichtung, mit der die Innenoberfläche des gewickelten Rohres beschichtet wird. Da das Besprühen der Außenfläche des Rohres unmittelbar nach Verlassen der Außenform durchgeführt wird, ist es zweckmäßig, die zu diesem Zweck vorgesehene Sprühvorrichtung unmittelbar an der Austrittsöffnung der Außenform anzubringen. Nach einer bestimmten Vernetzungs- . und Beruhigungsstrecke sind die spiralig gegeneinander versetzt gewickelten Metallbandstreifen absolut fest und dicht miteinander verbunden. Rohre, die nach dem genannten Verfahren und mit der beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, zeigen jedoch nicht nur die bereits erwähnten Vorteile. Man erhält auf diese Weise auch vollkommen gleiche Rohraußendurchmesser. Dies ist für eine gute Abdichtung bei der Verlegung der fertiggestellten Rohre äußerst wichtig.

[0013] Vor dem Beschichten der Außenwandung der Rohre ist vorgesehen, mit Hilfe einer der Außenform unmittelbar nachgeordneten Fräsvorrichtung in die Rohrenden mindestens eine Bajonettöffnung einzufräsen, die später dazu benötigt wird, um beim Verlegen die Enden zweier Rohre miteinander zu verbinden. Nach dem Fräsen wird die Außenwandung des Rohres mit Hilfe der der Fräsvorrichtung nachgeordneten Sprühvorrichtung besprüht. Dabei werden die Schnittkanten der Fräsöffnung mitbeschichtet. Es können somit in einem kontinuierlichen, schnellen Arbeitsverfahren mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtungen in der genannten Anordnung spiralig und mehrlagig gegeneinander versetzt gewickelte Metallbandrohre mit Kunstharz miteinander-verklebt und, mit Bajonettöffnungen versehen, mit Kunstharz oberflächenbeschichtet werden.

[0014] Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0015] Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Außenform;

Fig. 2 einen Teilabschnitt eines als Endlosband ausgebildeten Selektors;

Fig. 3 zwei miteinander durch den erfindungsgemäßen Bajonettverschluß verbundene Rohrenden mit einer Verbindungsmuffe.

[0016] In Fig. 1 ist schematisch ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt. In einem rechteckigen Gehäuse 1 sind jeweils an den Berührungspunkten des rechteckigen Gehäuses 1 mit der Außenwandung 3 der zylindrischen Außenform 2, Rollen 4 angebracht. Die zylindrische Außenform 2 besteht aus vier gleichgroßen Sektoren 5, die mit Verbindungsstücken 6 so miteinander verbunden sind, daß die Abstände der Sektoren voneinander jeweils gleichgroß sind. Die Lücken zwischen den Sektoren 5 werden durch vier Endlosbänder 7 ausgefüllt, die so angeordnet sind, daß die Kanten 8 eines Endlosbandes 7 mit den benachbarten Kanten zweier anderer Endlosbänder 7 in Berührung sind. Die konkaven, zum Zentrum der Außenform zeigenden Stirnseiten 9 der Endlosbänder 7 bilden auf diese Weise eine zylindrische Hohlform.

[0017] Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Endlosband 7. Dieses besteht aus einzelnen Gliedern 10, die als Dauermagnete ausgebildet sind. Jedes Endlosband 7 wird mit Hilfe einer Umkehrwalze 11 bewegt und umgelenkt.

[0018] Die in dem rechteckigen Gehäuse 1 gelagerte, zylindrisehe Außenform 2 wird durch eine gleichgerichtete und gleichzeitige Drehung der Rollen 4 um die eigene Achse gedreht. Gleichzeitig werden die vier Endlosbänder 7 so in Bewegung gesetzt, daß eine gleichförmige Bewegung der durch die vier Endlosbänder 7 gebildeten Zylinderwandung in axialer Richtung erfolgt.

[0019] In die Öffnung dieser, sowohl radial als auch axial bewegten Außenform 2, werden erhitzte und der Krümmung der Außenform angepaßt vorgebogene Metallbänder eingeführt. Es werden mindestens zwei Metallbänder Stoß an Stoß und gegeneinander versetzt gewickelt, wobei das spiralige Wickeln durch die Drehung der Außenform, und der Transport des gewickelten Rohrs durch die Außenform mit Hilfe der umlaufenden Endlosbänder erfolgt. Es ist somit keinerlei Relativbewegung des zu wickelnden Rohres zu der Außenform nötig, wobei jedes unerwünschte Verrutschen oder Verschieben der Metallbänder zueinander während des Wickelns zusätzlich durch die als Dauermagnete ausgebildeten Glieder 10 der Endlosbänder verhindert wird.

[0020] Beim Einwickeln der gegeneinander versetzten Metallbänder in die Außenform bilden diese miteinander einen Keil, in den das Beschichtungspulver im Überschuß eingesprüht wird. Beim weiteren Eindrehen in die Außenform werden dann die Metallbänder satt aufeinandergepreßt, und durch den Überschuß an Beschichtungspulver wird eine Blasenbildung in der Zwischenschicht verhindert. Durch das Austreten des überflüssigen Materials durch die Stoßfugen des entstehenden Rohres, bildet sich am Anfang ein Spiralwulst auf der Innenfläche. Dieser wird mechanisch entfernt, worauf sofort anschließend die Innenfläche mit dem Kunstharzpulver besprüht wird.

[0021] Die Zwischenschicht, die die beiden Metallbandlagen miteinander verkleben soll, und die Beschichtung der Innenfläche des entstehenden Rohres werden durch sofortiges Zuführen von Wärme bereits während des Wickelvorganges einer ersten Aushärtung des Kunstharzes unterworfen.

[0022] Das gewickelte, verklebte und an seiner Innenoberfläche kuhstharzbeschichtete Rohr verläßt durch die doppelte, nämlich sowohl radiale als auch axiale Bewegung der Außenform, diese an ihrem Ende. Die Außenoberfläche des fertiggestellten Rohres kann nun sofort mit Hilfe einer in der Nähe der hinteren Öffnung der Außenform angeordneten Sprühvorrichtung mit Kunstharz oberflächenbeschichtet werden.

[0023] Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn der genannten Sprühvorrichtung eine Fräsevorrichtung vorgeschaltet ist. Mit dieser Vorrichtung werden die fertiggestellten Rohre in der Weise bearbeitet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

[0024] Sie zeigt zwei Rohrenden 12 und 12', die an sich gegenüberliegenden Stellen ausgefräste Öffnungen 13 und 13' aufweisen. Diese können, wie in der Fig. 3 dargestellt, T-förmig ausgebildet sein. In die Fräseöffnungen 13 und 13' sind nach Art eines Bajonettverschlusses Stifte 14 und 14' eingeschoben. Diese befinden sich an der Innenseite einer Verbindungsmuffe 15, die die beiden Rohrenden umgibt. Die Verbindungsmuffe 15 ist im Bereich ihrer beiden Enden mit jeweils einer Ringnut 16 versehen, in der jeweils eine ringförmige Dichtung verläuft.

[0025] Beim Verlegen der Rohre werden die an der Innenseite der Verbindungsmuffe 15 befindlichen Stifte 14 und 14' in zwei sich gegenüberliegende Fräsöffnungen 13 und 13' eingeführt, und durch eine Drehung der Verbindungsmuffe 15, mit der Funktionsweise eines Bajonettverschlusses, in ihre Endstellung gebracht. Diese neue und erfinderische Methode des Verbindens zweier Rohrenden miteinander beim Verlegen der Rohre, stellt sicher, daß auch an den Nahtstellen der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Rohre deren günstige Eigenschaften, nämlich Chemikalienfestigkeit und Dichtigkeit, nicht verlorengehen. Dies ganz besonders deshalb nicht, da das Besprühen der Außenoberfläche des fertiggestellten Rohres erst nach dem Einfräsen des Bajonettverschlusses erfolgt, so daß auch die Schnittkanten oberflächenbeschichtet sind. Auch die Verbindungsmuffe kann in einem gesonderten Arbeitsgang oberflächenbeschichtet werden.

[0026] Nach dem Stoß-an-Stoß-Wickeln der Metallbandlagen, deren Verkleben mit einem Kunstharz, dem Besprühen der Innenoberfläche mit einem Kunstharz, dem Einfräsen der Öffnungen für den Bajonettverschluß in die Rohrenden und dem anschließenden Beschichten der Außenoberfläche des soweit fertiggestellten Rohres, wird dieses einer Anlage zugeführt, in der die Endaushärtung aller Kunstharzschichten erfolgt.

Ansprüche

1 . Verfahren zum Herstellen von mehrlagigen, aus mindestens zwei Metallbändern gewickelten Rohren, wobei jeweils eine Metallbandlage Stoß an Stoß spiralförmig gewickelt und jede weitere Metallbandlage gegenüber der vorhergehenden in Achsrichtung versetzt wird, und während des Wickelvorganges zwischen die einzelnen Metallbandlagen Zwischennaterial eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallbänder in erhitztem Zustand etwa in ihrer Kreisbogenform vorgebogen werden,wobei während des Wickelvorganges zwischen der Metallband-Innenlage und der Metallband-Außenlage eine zusammenhängende Kunstharzschicht geschaffen wird und beim Entstehen der Rohrinnenfläche auf diese eine Kunstharzschicht aufgetragen wird, wobei bereits während des Schaffens der Kunstharzschichten eine erste Aktivierung erfolgt, während die Außenfläche des Rohres erst danach mit einer Kunstharzschicht versehen wird, und anschließend daran eine Endaktivierung aller Kunstharzschichten erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallbänder beim Wickeln mit einer zylindrischen, drehbar gelagerten, in Axialrichtung beweglichen Außenform gestützt werden..

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Kunstharz ein Duroplast verwendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus einer zylindrischen Außenform (2) besteht, die um die eigene Achse drehbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Außenform (2) aus einer Mehrzahl von auf umlaufenden Endlosbändern gelagerten Sektoren (7) besteht und um die eigene Achse drehbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Sektoren (7) als Dauermagnete (10) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Außenform einer Biegevorrichtung nachgeorduet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß in der Nähe der Öffnungen der Außenform Sprühvorrichtungen für das Kunstharz vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Ausgangsöffnung der Außenform und der Sprühvorrichtung, eine Fräsvorrichtung zum Einfräsen von mindestens einer Bajonettöffnung (13) in die Enden (12) der fertiggestellten Rohre angeordnet ist.

Zeichnung