Hinweis auf verwandte Anmeldungen

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der europäischen Patentanmeldung Nr. 09 006 098.9, die am 5. Mai 2009 eingereicht wurde und deren ganze Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohrs, umfassend das Positionieren mindestens eines Innenrohrs in einem Aussenrohr unter Bildung eines Hohlraums zwischen der Aussenwandung des Innenrohrs und der Innenwandung des Aussenrohrs sowie das Ausschäumen des Hohlraums. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger Leitungsrohre.

Stand der Technik

Die Herstellung der eingangs genannten

Leitungsrohre erfolgt dadurch, dass das Innenrohr mittels im fertigen Leitungsrohr verbleibenden Abstandselementen aus Kunststoff im Aussenrohr positioniert wird. Dabei ist die Anordnung der Abstandselemente aufwendig und diese bilden im fertigen Leitungsrohr unerwünschte Wärme- bzw. Kältebrücken. Die Positionierung des Innenrohrs ist zudem nur bei den Abstandselementen genau eingehalten. Das Innenrohr kann vor dem Schäumen zwischen den

Abstandselementen mehr oder weniger durchhängen, was nur durch eine grossere Zahl von Abstandselementen vermieden werden kann. Das Ausschäumen des Hohlraums erfolgt mit einer langen Schäumlanze, welche von einem ersten Ende in den Hohlraum zwischen Innen- und Aussenrohr eingeführt und bis zum verschlossenen zweiten Ende vorgeschoben wird. Dann wird durch die Lanze das aufschäumende Isolationsmaterial eingebracht, wobei die Lanze zum ersten Ende hin zurückgezogen wird, bis der ganze Hohlraum möglichst gleichmässig mit Isolierschaum gefüllt ist. Dabei sind die Abstandselemente so geformt und angeordnet, dass sie die Lanze möglichst nicht behindern, doch wird das Einbringen der Isolation dennoch durch die Abstandselemente erschwert. Aus GB 344 356 ist eine Vorrichtung zum Spannen eines langen Dorns bekannt. Die Vorrichtung soll Abhilfe bei der Herstellung von flexiblen Rohren schaffen, indem sie einer Durchbiegung des Dorns auf Grund seines Eigengewichts entgegenwirkt. Aus der internationalen Patentanmeldung WO 00/47389 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von wärmegedämmten Rohren mit einem Aussenrohr und einem Innenrohr bekannt. Beide Rohre werden vor dem Ausschäumen des Zwischenraums jeweils ausgerichtet und zentriert. Die Ausrichtung erfolgt beim Innenrohr durch Anlegen eines Biegemoments, welche die vorhandene Durchbiegung durch die Bewegung der Ausricht- und Fixierelemente kompensieren soll. Optional wird ein Abstandselement verwendet, der auch ermöglichen soll, dass beide Rohre von aussen anhebbar sind.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die genannten Nachteile vermeidet.

Dies wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch erzielt, dass das Innenrohr durch Zugkraft in Längsrichtung der Rohre im Wesentlichen gerade gehalten und derart gehalten umschäumt wird.

Es hat sich gezeigt, dass das Innenrohr durch eine Zugkraft derart gerade gehalten werden kann, dass es im Aussenrohr auch ohne Abstandselemente gerade verlaufend gehalten werden kann. Damit entfallen die genannten Nachteile. Die gerade Form des Innenrohrs kann durch Zugkraft auf das Rohr selber bewirkt werden, was insbesondere bei Innenrohren aus Metall vorgesehen sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsart wird indes die Zugkraft nicht an dem Innenrohr selber angelegt, sondern an einem Zugglied, auf welches sich das Innenrohr abstützt. Vorzugsweise verläuft das Zugglied dabei im Innenrohr. Das Zugglied kann bevorzugt als Seil, insbesondere Stahlseil, ausgeführt sein, welches zudem Elemente tragen kann, die zur Abstützung des Innenrohrs am Seil dienen und insbesondere zur Zentrierung des Innenrohrs zu dem Seil.

Das Innenrohr muss jedenfalls beim Herstellungsschritt des Umschäumens des Innenrohrs bzw. der Ausschäumung des Hohlraums gerade gehalten werden. Das Innenrohr wird aber bevorzugt bereits beim vorgängigen Schritt der Positionierung im Aussenrohr durch die Zugkraft gerade gehalten. Zur Positionierung kann dann die Lage des Aussenrohrs zu dem gerade gehaltenen Innenrohr eingestellt werden, das dabei lagefest gehalten wird. In einer anderen Variante wird das Innenrohr auch im noch nicht gerade gezogenen Zustand lediglich mit seinen Enden in die gewünschte Lage relativ zum Aussenrohr gebracht, worauf erst dann das Innenrohr durch die Zugkraft für das Schäumen in die gerade Form gebracht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung wird zunächst das Innenrohr auf die Elemente des Zugglieds aufgeschoben bzw. das Zugglied durch das Innenrohr gezogen. Danach wird das Innenrohr samt Zugglied in das Aussenrohr eingebracht. Mittels des Zuggliedes wird dann das Innenrohr in die völlig gerade verlaufende Form gebracht, indem die Zugkraft an den Enden des Zuggliedes aufgebracht und dieses gerade gespannt wird, worauf die Positionierung zur Bildung des definierten Hohlraums erfolgt, indem das Aussenrohr in seiner Lage verändert wird, bis die gewünschte Position zum lagefesten Innenrohr gegeben ist. Auf dem Zugglied sind Zentrierelemente angeordnet und diese sind untereinander und zu den die Rohre stirnseitig abschliessenden Deckel mittels Abstandshaltern beabstandet, was das definierte Geradehalten entlang des ganzen Rohrs ermöglicht.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung zur Herstellung von wärmeisolierten Leitungsrohren zu schaffen, bei welcher die genannten Nachteile nicht auftreten. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäss Anspruch 10 gelöst.

Kurze Darstellung der Zeichnungen Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen naher erläutert. Dabei zeigt

Figur 1 eine Vertikalschnittansicht durch ein Leitungsrohr in Längsrichtung sowie die schematisch Vorrichtung zu seiner Herstellung; und Figur 2 eine Vertikalschnittansicht durch das

Leitungsrohr in Querrichtung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Längsachse eines Leitungsrohrs mit Wärmeisolierung, wie es gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Weiter ist in der Figur schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Bei dem Verfahren wird diskontinuierlich gearbeitet, d.h. es werden bei der

Schäumung stationär gehaltene einzelne Rohre definierter Länge hergestellt.

Das Leitungsrohr 1 weist dabei ein Aussenrohr 2 auf, welches in der Regel aus Kunststoff besteht, z.B. aus Polyethylen. In dem Aussenrohr ist ein Innenrohr 3 angeordnet, wobei der Durchmesser des Innenrohr deutlich geringer ist, als der Durchmesser des Aussenrohrs, so dass sich zwischen der Innenwandung 7 des Aussenrohrs 2 und der Aussenwandung 6 des Innenrohrs 3 bei der Herstellung des Leitungsrohrs zunächst ein Hohlraum 4 befindet, welcher während der Herstellung mit einem Isolierschaum ausgefüllt wird, z.B. einem

Polyurethanschaum, so dass am Ende des Ausschäumens der Hohlraum 4 mit dem Isolationsmaterial 14 gefüllt ist. Dies härtet aus und bildet dann neben der Wärmeisolationsschicht auch die Fixierung des Innenrohrs 3 im Aussenrohr 2.

Zur Herstellung eines solchen Leitungsrohrs 1 muss das Innenrohr 3 im Aussenrohr 2 positioniert und während des Schäumens festgehalten werden. Dabei ist es für die Sicherstellung homogener Isolationseigenschaften des fertigen Leitungsrohrs entlang seiner Länge wesentlich, dass das Innenrohr möglichst geradlinig verläuft, damit der Hohlraum möglichst gleichmässige Form aufweist .

Gemäss der Erfindung erfolgt das Festhalten in gerader Form des Innenrohrs 3 dadurch, dass eine

Zugkraft in Längsrichtung der Rohre ausgeübt wird. Durch diese Zugkraft wird das Innenrohr 3 selber oder bevorzugterweise ein separates Zugglied 10 von dem das Innenrohr gehalten ist, so gespannt, dass es im Wesentlichen geradlinig und nicht durchhängend verläuft. Die Ausübung einer Zugkraft auf das Innenrohr 3 selber kommt vor allem in Frage, wenn das Innenrohr 3 aus Metall besteht. Bevorzugterweise ist indes auch das Innenrohr ein Kunststoffröhr, z.B. ein Innenrohr aus ABS (Acrylnitrilbutadienacrylat) . In diesem Fall könnte durch das Anlegen einer Zugkraft in Längsrichtung des Innenrohres an das Rohr selber eine Längung des Rohres erfolgen, was nicht gewünscht ist. Bevorzugt wird daher ein separates Zugglied eingesetzt, an welchem sich das Innenrohr abstützt. Das Zugglied kann ausserhalb des

Innenrohrs angeordnet sein, und z.B. ein Metallband sein, welches gerade verlaufende gespannt werden kann, und auf welchem sich das Innenrohr abstützt. Dieses Band verbleibt dann nach der Schäumung im Leitungsrohr 1. Die bevorzugte Lösung wird allerdings von einem Zugglied 10 gebildet, welches im Innenrohr verläuft und dadurch nach dem Schäumvorgang bzw. dem Aushärten des Schaumes aus dem Innenrohr entnommen werden kann.

In Figur 1 ist ein Beispiel dargestellt, bei welchem das Zugglied 10 von einem Seil gebildet ist, insbesondere von einem Stahlseil. Entlang dieses Seiles sind bevorzugt Elemente, hier die Zentrierelemente 16, 17, angeordnet, welche das Rohr halten bzw. abstützen. Die Elemente können fest an dem Seil angeordnet sein. Bevorzugterweise umfassen sie das Seil aber so, dass sie auf diesem verschiebbar sind. Der gegenseitige Abstand der Zentrierelemente wird bevorzugt durch Abstandshalter 18 bestimmt, welche die Elemente, insbesondere die Zentrierelemente, verbinden. Solche Abstandshalter 18 können auch zu den Deckeln 4 und 5 hin vorgesehen sein, welche bei der Herstellung das Rohr stirnseitig verschliessen, um die Schäumung zu ermöglichen. Die starren Abstandshalter 18 positionieren die Zentrierelemente genau und ergeben damit eine sehr gute Geradehaltung des Innenrohrs 3. Die bereits erwähnte Schaumlanze wird dann durch mindestens eine Öffnung 19 in einem der Deckel in den Hohlraum 4 eingeführt, damit dieser ausgeschäumt werden kann. Dazu wird die Schaumlanze von der Öffnung 19 her bis zum gegenüberliegenden Deckel 4 eingeführt und während des Austritts des Schaums aus der Lanze nach und nach in Richtung des Deckels 5 zurückgezogen, bis der gesamte

Hohlraum mit aufschäumendem Material gefüllt ist. Während dieses Vorganges ist das Innenrohr 3 auf dem durch Zugkraft gespanntem Zugglied 10 gerade gehalten und durch dieses auch festgehalten, so dass es durch den Schäumdruck nicht verschoben werden kann. Festgehalten wird bevorzugt auch das Aussenrohr 2, welches in der dargestellten Vorrichtung auf dem Bett 21 einer nicht im Detail dargestellten Rohraufnahme 20 liegt. Das Aussenrohr 2 wird dabei bevorzugt durch nicht dargestellte Mittel an der Rohraufnahme in seiner Lage fixiert, damit es durch den Schäumdruck nicht verschoben werden kann.

Die Zugkraft auf das Zugglied 10 wird durch beliebige Mittel erzeugt, die Teile der Rohraufnahme sein können oder separate Mittel. Zum Beispiel kann dies wie dargestellt dadurch erfolgen, dass das Zugglied 10 einseitig in einem vorrichtungsfesten Block 9' fixiert ist und auf der anderen Seite in einem in Richtung des Pfeiles B (und auch in Gegenrichtung) angetrieben bewegbaren Block 9 fixiert ist. Der Antrieb in Richtung des Pfeiles B zur Spannung des Zuggliedes 10 kann hydraulisch, pneumatisch oder elektromotorisch oder gegebenenfalls auch händisch durch ein dem Fachmann bekanntes Antriebsmittel 29 erfolgen. Im Falle eines Seils als Zugglied können zu dessen Einspannung in den Blöcken 9' und 9 entsprechende Seilmuffen 12, 14 mit Befestigungsmitteln 13 und 15, z.B. Gewinden, vorgesehen sein, um das Zugglied lösbar an den Mitteln, bzw. an den Elementen 9, 9', zur Ausübung der Zugkraft zu befestigen. Dadurch kann das Zugglied zur Entnahme des fertigen Leitungsrohres aus der Vorrichtung einfach aus den Zugelementen 9' und 9 gelöst werden, wenn der Block 9 in Gegenrichtung zum Pfeil B zurück gefahren wird und dadurch das Zugmittel wieder entlastet wird. Danach werden die Deckel 4 und 5 entfernt und das Zugglied 10 wird aus dem Inήenrohr 3 des Leitungsrohres 1 herausgezogen. Die Zentrierelemente 16 und 17 bzw. die weiteren Zentrierelemente können dazu an ihrer Kontaktfläche zu der Innenseite des Innenrohrs 3 mit einer gleithemmenden Beschichtung oder mit Wälzkörpern versehen sein, um das Herausziehen des Zuggliedes aus dem Innenrohr zu erleichtern.

Solche Ausführungen der Zentrierelemente 16, 17 erleichtern auch das Einführen des Zuggliedes in das Innenrohr 3. Dieser Vorgang steht am Anfang der Herstellung des Leitungsrohres 1. In einem vorangehenden Schritt oder in einem nachfolgenden Schritt kann das Aussenrohr 2 über das Innenrohr 3 geschoben werden. Eine solche Einheit aus Aussenrohr 2 und Innenrohr 3 mit dem Zugglied 10 wird dann in der Vorrichtung wie gezeigt angeordnet, indem das Zugglied 10 an den Zugelementen 9' und 9 befestigt wird. Ferner wird das Aussenrohr so positioniert bzw. die Rohraufnahme mit dem Bett 21 zwischen den Zugelementen 9 ¹ und 9 wird so platziert, dass das Aussenrohr auf dem Bett 21 aufliegt. Danach wird in der Regel so vorgegangen, dass durch den Antrieb mindestens eines der Zugelemente die Zugkraft auf das Zugglied 10 ausgeübt wird, damit sich dieses spannt und völlig gerade zwischen den Elementen bzw. Zugblöcken 9' und 9 verläuft. Mit genügender Spannung des Zuggliedes 10 die zu dessen geradem Verlauf führt, weist dann auch das Innenrohr 3, welches auf dem Zugglied abgestützt ist bzw. von diesem gehalten ist, einen praktisch völlig geradlinigen Verlauf auf. Zudem ist das Innenrohr 3 damit durch das Zugglied lagefest positioniert, da dieses lagefest zwischen den Elementen 9, 9' fixiert ist. Durch ein Verschieben und Heben des Betts 21 mittels nur angedeuteter Antriebe 28, also insbesondere in Richtung der Pfeile A, sowie vorzugsweise auch in Richtung senkrecht zu diesen Pfeilen und senkrecht zur Zeichnungsebene, kann das Aussenrohr 2 zu dem gerade verlaufenden und lagefesten Innenrohr 3 positioniert werden, so dass der Hohlraum 4 auf die gewünschte Weise gebildet ist. In der Regel erfolgt die Positionierung dabei so, dass der Hohlraum eine gleichmässige, ringförmige Form hat. Das Verfahren erlaubt aber auf einfache Weise auch eine aussermittige Anordnung des Innenrohrs 3 im Aussenrohr 2. Auch können auf einfache Weise mehrere Innenrohre mit Abstand voneinander oder aneinander anliegend mittels einem oder mehreren Zuggliedern gemäss der Erfindung gerade gespannt gehalten werden. Ist die Positionierung abgeschlossen, so wird auf die erwähnte Weise mit der Schäumlanze der Isolierschaum in den Hohlraum eingebracht.

Bei der stationären Herstellung von wärmeisolierten Leitungsrohren mit einem Innenrohr und einem Aussenrohr und einer dazwischen liegenden geschäumten Isolation wird das Innenrohr auf einem Zugglied platziert. Dieses wird durch Zugkraft zwischen Spannmitteln gespannt, so dass es gerade verläuft, wodurch auch das Innenrohr gerade gehalten ist. Dieses wird auf Zentrierelementen gehalten, die durch Abstandshalter voneinander definiert beabstandet sind. In dieser gerade gehaltenen Form kann das Innenrohr im Aussenrohr umschäumt werden, ohne dass Abstandselemente zwischen den Rohren benötigt werden, welche das Schäumen stören und im fertigen Leitungsrohr eine Wärmebrücke bilden.

Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.