MULTILAYERED TUBE

Abstract: 1. Multilayer tube comprising an inner tube (1) which comprises an extrudable plastics sleeve, a metal sheath (2) surrounding the inner tube (1) and an outer plastics tube (10) surrounding the sheath (2), the sheath (2) being joined to the outer periphery of the inner tube (1) and form-lockingly to the inner periphery of the outer tube (10) and the sheath (2) comprising at least one metal strip (3) wound helically onto the inner tube (1), characterized in that the inner tube (1) is also form-lockingly joined to the sheath (2) and the metal strip (3) is wound in at least a double layer on to the inner tube (1), the first layer (4) being wound edge to edge, the second layer (5) covering the joints (6) of the first layer (4), the second layer (5) being similarly wound edge to edge and the joints (7) of the second layer (5) being form-lockingly interconnected.

Description: Mehrlagenrohr Die Erfindung betrifft ein Mehrlagenrohr, bestehend aus einem Innenrohr, welches aus einem extrudierfähigen Kunststoffmantel besteht, aus einem das Innenrohr umgebenden Mantel aus Metall und einem den Mantel umgebenden Aussenrohr aus Kunststoff. Ein eingangs genanntes Mehrlagenrohr ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE-OS 2 923 544 bekannt geworden. Dort ist der Aussenumfang des Kunststoff-Innenrohres von einem Mantel aus einer Metallfolie umgeben. Die Metallfolie ist lediglich um das Kunststoff-Innenrohr herumgelegt, wobei die Stossstellen aneinanderliegen und parallel zur Längsachse des Rohres verlaufen. Die so entstehende Längsnaht am Mantel wird dann geschweisst. Nachteil dieses bekannten Mehrlagenrohres ist, dass es nur für relativ geringe Drücke eingesetzt werden kann, weil die Schweissverbindung unzuverlässig ist. Es handelt sich in Wirklichkeit um keine dichte Schweissverbindung, sondern deren Funktion ist vielmehr mit einer Schmelzverbindung vergleichbar, weil während des Schweissvorganges die Längsnaht vielfältige Perforationen erfährt und ausserdem das Innenrohr mit in den Schweissvorgang einbezogen wird, so dass sich das Material des Innenrohres im Bereich der verschweissten Stoss stellen erweicht und an Festigkeit verliert. Eine andere Ausführungsform dieses bekannten Mehrlagenrohres sieht vor, dass die in Längsrichtung verlaufenden Stossstellen des Mantels aus Metall mit einem heiss schmelz- baren Kleber verklebt werden, was aber ebenfalls eine hohe Druckfestigkeit des gesamten Rohres nicht gewährleistet. Die Herstellung einer Längsnaht am Mantel ist also nachteilig, weil sie schnell aufreisst und einen unsymmetrischen Belastungsfall des Rohres darstellt. Die Materialien der Metallschale sind nicht symmetrisch belastbar, weil die geschweisste Längsnaht einen anderen Elastizititätskoeffizienten aufweist, als die übrigen Bereiche des Mantels. Im übrigen ist aus den oben genannten Gründen der Mantel nicht druckdicht und gasdicht und ein solches bekanntes Mehrlagenrohr kann nicht zu engen Biegungsradien gebogen werden, weil sich dann der Metallmantel in bezug zum Innenrohr und Aussenrohr verschiebt und das Innenrohr hierbei an den Stirnseiten aus dem Aussenrohr hervortritt, so dass sich hier ungünstige Belastungsfälle ergeben, und möglicherweise die Schweissnaht oder Klebenaht am Metallmantel aufreisst. Bei diesem bekannten Mehrlagenrohr dient der aus Aluminiumfolie bestehende Mantel im wesentlichen dazu, eine gewisse Wasserdampf- und Gasdiffusion vom Innenrohr in die Umgebung zu verhindern, was jedoch aufgrund der Perforationen im Bereich der Schweissnähte nur ungenügend gelingt. Mit dem Gegenstand der DE-OS 3 o16 134 ist ein weiteres Mehrlagenrohr bekannt geworden, bei dem ebenfalls der Mantel aus einer überlappt um das Innenrohr herumgelegten Metallfolie besteht, die im Uberlappungsbereich ebenfalls verklebt oder verschweisst ist. Die sich überlappenden Stoss stellen der Metallfolie sind wiederum parallel zur Längsachse des Innenrohres ausgerichtet, so dass mit dieser bekannten Anordnung die gleichen Nachteile wie vorbeschrieben bestehen. Die vorliegende Erfindung hat sich ausgehend von einem Mehrlagenrohr nach der DE-OS 2 739 321 die Aufgabe gestellt, ein solches Mehrlagenrohr so weiterzubilden, dass es auch auf enge Biegungsradien biegbar ist und auch höheren Drücken standhalten kann. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel formschlüssig sowohl mit dem Aussenumfang des Innenrohres als auch mit dem Innenumfang des Aussenrohres verbunden ist, und dass der Mantel mindestens aus einem auf das Innenrohr wendelförmig aufgewickelten Metallband besteht. Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, dass der Mantel nun nicht mehr aus einer lediglich um das Innenrohr herumgelegten Metallfolie besteht, sondern dass der Mantel aus einem wendelförmig auf das Innenrohr aufgewickelten Metallband gebildet ist. Hierbei wird der wesentliche Vorteil einer hohen Belastbarkeit des Innenrohres erreicht, denn durch das spiralförmige Aufwickeln des Metallbandes auf das Innenrohr wird dessen Wandung praktisch verstärkt und hochdruckfest ausgebildet. Uberdies wird durch das wendeLförmige Aufwickeln des Metallbandes auf das Innenrohr eine absolut gas- und wasserdampfdichte Verbindung und Abdichtung des Innenrohres erreicht. Das nach der Erfindung ausgebildete Mehrlagenrohr ist daher für vielfältige Zwecke einsetzbar. Es ist verwendbar als Mehrlagenrohr mit Alu- oder Weichstahl Einlage im Fussboden-Heizungsbereich, wodurch die erfindungsgemässe Ausbildung des Mantels eine Sauerstoffdiffusion vom Innenrohr in die Umgebung verhindert wird. Es ist ebenso einsetzbar im Kalt- und Warmwasser-Installationsbereich sowie in sämtlichen Förderbereichen, bei denen auch aggressive Flüssigkeiten gefördert werden. Durch die variable Gestaltung des Mantels, der nicht nur aus einem wendelförmig aufgewickelten Metallband bestehen kann, sondern nach dem Gegenstand des Anspruches 5 zusätzlich noch einen Verstärkungsmantel aufweisen kann, ist es möglich, das erfindungsgemässe Mehrlagenrohr beliebigen Belastungsfällen variabel anzupassen. Es ist daher auch im gesamten Druckbereich für Flüssigkeiten und Gase aller Art verwendbar, wobei, je höher der Druckbereich gewählt wird, der aus dem Metallband bestehende Mantel mehrlagig gewickelt wird, und ein zusätzliches, mehrlagiges Verstärkungsband auf das Metallband aufgebracht wird. Weitere Einsatzmöglichkeiten für das erfindungsgemässe Mehrlagenrohr bestehen in sämtlichen Industriebereichen, in der Landwirtschaft und im Kanal-Wasser- und Abwasserbau. Ferner ist ein solches Mehrlagenrohr als Heizwendel in Biogasbehältern, als Gülle- oder Gasleitung, für den Transport von Säuren, Laugen, Kraftstoffen und anderen aggressiven Medien in der Verfahrens industrie verwendbar. Nach dem Gegenstand des Anspruches 2 wird es hierbei bevorzugt, wenn das Metallband mindestens doppellagig auf das Innenrohr aufgewickelt ist, wobei die erste Lage Stoss an Stoss gewickelt ist und die zweite Lage die Stoss stellen der ersten Lage überdeckt, wobei ferner die zweite Lage ebenfalls Stoss an Stoss gewickelt ist und die Stoss stellen der zweiten Lage formschlüssig miteinander verbunden sind. Es ist also wesentlich, dass die Stoss stellen der ersten Lage Stoss an Stoss-gelegt sind und unbehandelt (weder verschweisst noch verklebt bleiben), um das Material des Innenrohres nicht zu beeinträchtigen. Die Stoss stellen der zweiten Lage werden verschweisst und/oder verklebt. Hierdurch kommt es zu einer ausserordentlichen Druckfestigkeit dieser Metallschale, welche in überraschender Weise dem darin angeordneten Innenrohr eine überragende Druckfestigkeit bei gleichbleibender, guter Biegbarkeit auch auf engen- Biegungs- radien hin verleiht. Wichtig ist auch die Formschlussverbindung zwischen dem Mantel in Bezug zum Innenrohr und in Bezug zum Aussenrohr. Diese Formschlussverbindung gewährleistet nämlich die Biegbarkeit auf enge Biegungsradien hin, weil sich das Innenrohr nicht in Bezug zum Mantel oder zum Aussenrohr verschieben kann. Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nach dem Gegenstand des Anspruches 4 vorgesehen, dass das Metallband auf eine derartige Temperatur erhitzt wird, die der Erweichungstemperatur des Kunststoffmaterials des Innenrohres entspricht und dann auf das Innenrohr aufgewickelt wird. Das Material des Innenrohres wird hierbei in einem ganz geringen Oberflächenbereich weichplastisch durch das erhitzte Metallband gemacht, das dann in diesem Zustand auf das Innenrohr aufgewickelt wird. Die Kunststoffmoleküle des Innenrohres dringen hierbei in den Verband des Metallbandes hinein und verzahnen sich mit diesem, so dass es zu der beschriebenen Formschlussverbindung kommt. Nachdem mindestens doppellagigen Aufwickeln des Metallbandes auf das Innenrohr werden die Stoss an Stoss gelegten Stoss stellen der äussersten Lage des Metallbandes miteinander verklebt und verschweisst, wodurch also eine wendelförmige Klebestelle entlang des Rohres verläuft und das Innenrohr vor Beschädigungen durch den Schweiss- oder Klebevorgang geschützt ist, weil lediglich die äussere Lage dieses Metallbandes derartig formschlüssig miteinander verbunden wird. Soll das Rohr nicht so hohen Drücken standhalten, dann wird auf den so vorbereiteten Metallmantel das Kunststoff-Aussenrohr aufextrudiert, wobei eine Formschlussverbindung wiederum dadurch entsteht, dass das weichplastische Material des extrudierten Kunststoffes sich mit dem Metallband verzahnt. Soll das Kunststoffrohr höheren Drücken standhalten, dann wird nach dem Gegenstand des Anspruches¯5 noch ein zusätzlicher Verstärkungsmantel auf das Metallband aufgebracht. Dieser Verstärkungsmantel besteht aus einer gewendelten, mehrlagigen Schicht aus einem bandförmigen Werkstoff, wie z.B . einem Perlonband, Nylonband, Silikonband, Polytetra-Fluoräthylen-Band, Weichmetallband, Kupferband und dergleichen. Die Verbindung zwischen dem Verstärkungsmantel und dem Mantel aus Metallband erfolgt wiederum dadurch, dass auf die Oberfläche der Metallschale ein kalt- oder warmaushärtender Kleber aufgebracht wird und in den noch nicht erhärteten Kleber das Kunststoffband oder das andere bandförmige Werkmaterial aufgewickelt wird. Das Verstärkungsband kann in verschiedenen Anordnungen aufgebracht werden. Zunächst kann eine einfache Lage Stoss auf Stoss aufgebracht werden, oder eine einfache Lage, bei der die Stossstellen überlappt sind. Ferner ist es möglich, mehrere Lagen aufzubringen, die jeweils Stoss an Stoss gewickelt sind, wobei sich die Stoss stellen einander benachbarter Lagen gegenseitig überlappen. Auf das so hergestellte und vorbereitete Rohr wird dann das Kunststoff-Aussenrohr in bekannter Weise aufextrudiert, wobei es wiederum zu einer ausserordentlich guten Formschlussverbindung kommt, weil sich der Innenmantel des Kunststoff-Aussenrohres wiederum mit der Aussenschicht des Verstärkungsbandes verzahnt. Um die Verzahnung noch zu verbessern, ist es vorgesehen, dass der bandförmige Werkstoff des Verstärkungsmantels aus einem gewebeartig oder gitterartig vernetzten Kunststoffband besteht oder aus perforierten Metallbändern. Ferner ist wesentlich, dass sämtliche Lagen des Metallbandes und des Verstärkungsbandes Stoss an Stoss gelegt sind und nicht überlappend gelegt sind. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass schädliche Lufträume vermieden werden, die ansonsten entstehen, wenn in einer Lage überlappende Stoss stellen gelegt werden. Das Kunststoffmaterial des Innenrohres kann von dem Kunststoffmaterial des Aussenrohres abweichen. Es kommen sämtliche extrudierfähigen Kunststoffmaterialien zur Anwendung, wie z.B. Polyäthylen, Poly-Propylen, Polystyrol, Polytetra-Fluoräthylen, PVC und dergleichen. Die Wandstärke des Kunststoff-Innenrohres und die Wandstärke des Kunststoff-Aussenrohres ist im jeweiligen Belastungsfall anzupassen. Bei der Verwendung eines Aluminiumbandes für den Metallmantel wird eine Stärke von 2/10 bis 4/10 mm vorgezogen; bei der Verwendung anderer Materialien, wie z.B. Kupfer oder Weichmetallbänder sind auch höhere Materialstärken verwendbar. Mit der gegebenen technischen Lehre wird also eine 100% sichere Abdichtung des Innenrohres gewährleistet, so dass. eine Sauerstoff-Diffusion auf jeden Fall vermieden wird. Hierdurch ist es möglich, ein solches Mehrlagenrohr in vorteilhafter Weise bei Fussbodenheizungen und zur Weiterleitung auch von aggressiven Medien einzusetzen, weil das gewendelte Metallband eine Sicherheitsschale darstellt, die druckdicht und hochbelastbar ist. Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte, räum liche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegen über dem Stand der Technik neu sind. Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Vorteile und Merkmale der Erfindung hervor. In der Abbildung ist ein Mehrlagenrohr nach der Erfindung in teilweise aufgeschnittener Darstellung mit teilweise entferntem Aussenmantel, Verstärkungsmantel und Metallband gezeigt. Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt ein besonders druckfestes Rohr, weil dieses mit dem Metallmantel 2 versehene Innenrohr noch einen zusätzlichen Verstärkungs- mantel 8 aufweist. Dieser Verstärkungsmantel 8 besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem gitterförmigen Kunststoffband, was mehrlagig aufgewickelt ist, als Beispiel ist eine solche Lage 9 als oberste Lage dieses Verstärkungsmantels 8 dargestellt. Es ist selbstverständlich möglich, die gezeigte Lage 9 auch gegensinnig zu wickeln, so dass sich die Lagen 9 des Verstärkungsmantels 8 mit den Lagen 4,5 des Metallbandes überkreuzen. Auf das so vorbereitete Rohr ist das Aussenrohr 10, welches aus einem extrudierfähigen Kunststoff besteht, aufextrudiert. Bei der Verbindung des Mantels 2 mit dem Innenrohr 1 kommt es zu der eingangs beschriebenen Formschlussverbindung, weil das Metallband 3 weder heiss aufgewickelt wird oder mit einem kalt- oder warmaushärtbaren Kleber aufgewickelt wird. Das gleiche kann für die Aufwicklung des Verstärkungsmantels 8 sein, wo auf den Mantel 2 des Metallbandes der warm- oder kaltaushärtbare Kleber aufgebracht wird. Bei der Extrusion des Aussenrohres 10 auf den Verstärkungsmantel 8 kommt es wiederum zu der beschriebenen Formschlussverbindung, weil sich die Innenfläche des Aussenrohres 10 formschlüssig mit dem Aussenmantel des Verstärkungsmaterials 8 verzahnt. Bei dem so hergestellten Rohr können in bekannter Weise sämtliche Fittings und andere Verbindungsmittel angebracht werden.

Claims: Patentansprüche 1. Mehrlagenrohr, bestehend aus einem Innenrohr, welches aus einem extrudierfähigen Kunststoffmantel besteht, aus einem das Innenrohr umgebenden Mantel aus Metall und einem den Mantel umgebenden Aussenrohr aus Kunststoff, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Mantel (2) formschlüssig sowohl mit dem Aussenumfang des Innenrohres (1) als auch mit dem Innenumfang des Aussenrohres (10) verbunden ist, und dass der Mantel (2) mindestens aus einem auf das Innenrohr (1) wendelförmig aufgewickelte Metallband (3) besteht. 2. Mehrlagenrohr nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Metallband (3) mindestens doppellagig auf das Innenrohr (1) aufgewickelt ist, dass die erste Lage (4) Stoss an Stoss gewickelt ist, dass die zweite Lage (5) die Stossstellen (6) der ersten Lage (4) überdeckt, dass die zweite Lage (5) ebenfalls Stoss an Stoss gewickelt ist, und dass die Stossstellen (7) der zweiten Lage (5) formschlüssig miteinander verbunden sind. 3. Mehrlagenrohr nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass die Formschlussverbin- dung der Stossstellen (7) und zweiten Lage (5) des Metallbandes durch Verschweissung und/oder Verklebung gebildet ist. 4. Mehrlagenrohr nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass die Formschlussverbindung zwischen dem Aussenumfang des Innenrohres (1) und dem Mantel (2) dadurch gebildet ist, dass das Metallband (3) auf eine Temperatur erhitzt wird, die der Er wgchungstemperatur des Kunststoffmaterials des Innen rohres (1) entspricht und dann auf das Innenrohr (i) aufgewickelt wird. 5. Mehrlagenrohr nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Mantel (2) durch einen zusätzlich auf das Metallband (3) aufgewickelten Verstärkungsmantel (8) gebildet ist und dass der Verstärkungsmantel (8) aus einer gewendelten, mehrlagigen Schicht aus einem bandförmigen Werkstoff , wie Perlonband, Nylonband, Silikonband, Polytetrafluoräthylen Band, Weichmetallband, Kupferband und dgl. besteht. 6. Mehrlagenrohr nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n ze i c h n e t , dass zwischen dem Aussenumfang des Verstärkungsmantels (8) und dem Innenumfang des Aussenrohres (10) eine Formschlussverbindung bestehend aus einem kalt- oder warmaushärtbaren Kleber angeordnet ist. 7. Mehrlagenrohr nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Aussenumfang des Metallbandes (3) und dem Innenumfang des Verstärkungsmantels (8) eine Formschlussverbindung bestehend aus einem kalt- oder warmaushärtbaren Kleber, angeordnet ist.

Inventors: RUNDEL, ADOLF
Applicants: RUNDEL, ADOLF
Application year: 1983
Main classification: F16L11
IPC codes: F16L11, B32B1