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DE3889992T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer im Querschnitt verformten Rohrauskleidung. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer im Querschnitt verformten Rohrauskleidung.

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Publication number
DE3889992T2
DE3889992T2 DE19883889992 DE3889992T DE3889992T2 DE 3889992 T2 DE3889992 T2 DE 3889992T2 DE 19883889992 DE19883889992 DE 19883889992 DE 3889992 T DE3889992 T DE 3889992T DE 3889992 T2 DE3889992 T2 DE 3889992T2
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DE
Germany
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cross
section
forming
symmetry
rollers
Prior art date
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DE19883889992
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English (en)
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DE3889992T3 (de
DE3889992D1 (de
Inventor
Luc R Fourgaut
Patrick R Ledoux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pipe Liners Inc
Original Assignee
Pipe Liners Inc
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=27373183&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE3889992(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from US07/077,883 external-priority patent/US4863365A/en
Priority claimed from US07114949 external-priority patent/US4985196B1/en
Priority claimed from US07188468 external-priority patent/US4986951B1/en
Application filed by Pipe Liners Inc filed Critical Pipe Liners Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE3889992D1 publication Critical patent/DE3889992D1/de
Publication of DE3889992T2 publication Critical patent/DE3889992T2/de
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/02Bending or folding
    • B29C53/08Bending or folding of tubes or other profiled members
    • B29C53/086Bending or folding of tubes or other profiled members bending radially, i.e. deformig the cross-section of the tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/26Lining or sheathing of internal surfaces
    • B29C63/34Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings
    • B29C63/343Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings the tubular sheathing having a deformed non-circular cross-section prior to introduction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/0014Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for shaping tubes or blown tubular films
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung thermoplastischer Rohrauskleidungen in Rohrleitungen - entweder von Anfang an oder zur Reparatur -, um die Innenwand vor Schäden zu schützen. Bei schadhaften Rohrleitungen wird die Flüssigkeitstransportfähigkeit durch die Auskleidung wiederhergestellt, und es werden weitere Schäden an der Innenwand vermieden.
  • Eine derartige Rohrauskleidung lehrt das französische Patent Nr. 81 07346 vom 13. April 1981.
  • Die EP-A1-0 098 547 offenbart Verbesserungen, welche die Auskleidung von Durchführungen betreffen. Diese Anwendung betrifft insbesondere die Auskleidung einer Seite von Rohrleitungen, wobei vor dem eigentlichen Auskleiden ein Auskleidungsschlauch aus Folienmaterial gebildet und verschweißt wird, wobei der Schlauch so verformt wird, daß er einen kleineren Durchmesser erhält, und wobei der Schlauch im verformten Zustand gehalten wird. Das offenbarte Verfahren ist für Materialien wie Polypropylen oder sonstige Materialien mit formgedächtnis geeignet, und es ist angegeben, daß Polypropylen in einer Stärke von 1/8 (3 mm) befriedigende Eigenschaften zu haben scheint.
  • Es ist eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung eines verformten Schlauchprodukts zur Verfügung zu stellen, welches sich als Rohrauskleidung des im Patent von Laurent offenbarten Typs eignet.
  • Bei dem derzeitigen Verfahren zur Herstellung eines verformten Schlauchprodukts wird eine rohrförmige Rohrauskleidung so verformt, daß sie einen verringerten Querschnitt erhält und als Auskleidung in ein Rohr eingesetzt werden kann. Die rohrförmige Rohrauskleidung kann vor dem Verformen kontinuierlich extrudiert werden - ein solches Verfahren wird in der DE-A1-3 519 439 gelehrt, jedoch ist in dieser Schrift nicht von einem mehrstufigen Formen der Rohrauskleidung die Rede. Ein wahlweises Merkmal dieses Verfahrens ist die Verwendung von thermoplastischem Material und dessen Temperatursteuerung während der aufeinanderfolgenden formungsschritte, während des Extrudierens in die ursprüngliche und in die spätere Form, während des Verformens und während der Rückkehr zur normalen Arbeitstemperatur nach dem Einbau in das Rohr. Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von Rohrauskleidungen in kontinuierlicher, verformter Länge zur Verfügung zu stellen, wobei die Rohrauskleidungen mittels geeigneter Verfahren und Vorrichtungen in ein Rohr eingesetzt werden können, wo sie anschließend ihren nach dem Extrudieren gegebenen ursprünglichen, nicht verformten Querschnitt wieder annehmen. In der Praxis ist die Rohrauskleidung so beschaffen, daß ihr Außendurchmesser gleich groß oder etwas größer ist als der Innendurchmesser des zu schützenden Rohrs, wodurch die Rohrauskleidung entweder entspannt ist oder über ihren Umfang einem geringen Kompressionsdruck ausgesetzt ist; beide Zustände werden von der Kunststoff- Rohrauskleidung, der das umgebende Rohr Halt verleiht, gut toleriert.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den ursprünglichen extrudierten rohrförmigen Querschnitt so zu verformen, daß der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt werden kann und daß die strukturelle Integrität nicht beeinträchtigt wird. Dazu kann man sich der Temperatursteuerung bedienen, um das thermoplastische Material nach dem Extrudieren in weichem Zustand zu halten, während gleichzeitig Verformungswerkzeuge eingesetzt werden, um den Querschnitt zu verringern. Wenn die gewünschte Reduzierung erreicht ist, kann Wärme abgeführt werden, und das fertige Produkt mit durchgehender Länge wird dann bis zum Einbau auf Spulen gelagert und transportiert.
  • Die genannten Aufgaben werden durch ein mehrstufiges Verfahren zur Verformung einer Rohrauskleidung aus Kunststoffmaterial mit rohrförmigem Querschnitt gelöst, wobei zur Bildung von doppelwandigen Anordnungen ein verformbarer Bereich des Querschnitts diametral nach innen eingedrückt wird und einander gegenüberliegende Seitenbereiche davon zusammengedrückt werden, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, daß man
  • a) einen oberen Abstützbereich des Querschnitts abstützt;
  • b) den Querschnitt an einem unteren Bereich und entlang einer Mittelpunkts- Symmetrieebene zur Bildung einer Falte eindrückt;
  • c) den unteren Bereich in mehreren Schritten zunehmend eindrückt und die Falte weiter nach innen in eine Juxtaposition zur Innenwand des rohrförmigen Querschnitts fortsetzt, wobei untere Extremitäten der gegenüberliegenden Seitenbereiche nach innen gebogen werden; und
  • d) die Querschnitts-Konfiguration vermindert, indem man die gegenüberliegenden Seitenbereiche der doppelwandigen Anordnung nach innen biegt, um die unteren Extremitäten in eine Juxtaposition zur Mittelpunkts-Symmetrieebene zu bringen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens tritt die Rohrauskleidung mit erhöhter Temperatur aus einer Extrudiereinrichtung aus; das Eindrücken auf die doppelwandige Anordnung wird bei verringerter und gesteuerter Temperatur durchgeführt, und der eingedrückte rohrförmige Querschnitt wird anschließend auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens ist das Kunststoffmaterial ein thermoplastisches Material, und die verringerte und gesteuerte Temperatur ist eine über der Kristallisationstemperatur liegende Shape-Memory-Aktivierungstemperatur (Temperatur, bei der das Formgedächtnis aktiviert wird), d.h. die Verformung wird unterhalb der Fließfähigkeit des thermoplastischen Materials durchgeführt. Das thermoplastische Material kann Polyethylen hoher Dichte, Nylon, TeflonWz oder ein ABS-Material sein, und die verringerte und gesteuerte Temperatur kann zwischen 71 und 82 ºC (160 bis 180 ºF) liegen.
  • Die genannten Aufgaben werden außerdem gelöst durch eine Vorrichtung zum Verformen von Kunststoffrohrauskleidungen mit rohrförmigem Querschnitt, wobei diese Vorrichtung aufweist:
  • a) mindestens eine drehbare erste Formwalze und
  • b) ein Paar drehbare zweite Formwalzen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Mittelpunkts-Symmetrieebene auf vertikalen Achsen angebracht sind und eine konkave, krummlinige, spulenartige Gestalt aufweisen, um gegenüberliegende Bereiche des Querschnitts der Rohrauskleidung zu ergreifen und in Richtung auf die Mittelpunkts-Symmetrieebene einzudrücken;
  • und gekennzeichnet ist durch
  • c) mindestens eine drehbare Abstützwalze, die auf einer zur Achse der ersten Formwalze parallelen horizontalen Achse und gegenüberliegend zu dieser Formwalze angeordnet ist;
  • wobei
  • d) die Abstützwalze an der Mittelpunkts-Symmetrieebene eine konkave, spulenartige Gestalt aufweist, die einem im wesentlichen halbkreisförmigen Abstützbereich des Querschnitts der Rohrauskleidung entspricht, und
  • e) die erste Formwalze bei der Mittelpunkts-Symmetrieebene eine konvexe äußere Begrenzung zum Erzeugen einer Falte aufweist, um einen verformbaren Bereich des Querschnitts der Rohrauskleidung diametral in Richtung auf dessen Abstützbereich entlang der Mittelpunkts-Symmetrieebene einzudrücken, wodurch sich doppelwandige Anordnungen bilden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Vorrichtung haben die zweiten Formwalzen nebeneinanderliegende Seitenflanken, die den verformten Querschnitt der Rohrauskleidung umfassen, und die Vorrichtung weist ferner eine Schiene auf, die der Form der Innenwände der doppelwandigen Anordnungen entspricht und damit gleitend in Eingriff steht.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch mehrere Abstützwalzen und mehrere erste Formwalzen, wobei die ersten Formwalzen formende äußere Begrenzungen aufweisen, die zur Durchführung von schrittweise zunehmenden Verformungsschritten angeordnet sind.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch die Anordnung von drei Abstützwalzen und vier ersten Formwalzen auf voneinander beabstandeten und parallel horizontal angeordneten Achsen, wobei die ersten Formwalzen zuunterst und die Abstützwalzen oberhalb der ersten Formwalzen angeordnet sind, wobei die vier ersten Formwalzen formende äußere Begrenzungen aufweisen, die zur Durchführung von vier schrittweise zunehmenden Verformungsschritten angeordnet sind.
  • Obwohl eine U-förmige verringerte Rohrkonfiguration abgebildet und beschrieben ist, ist davon auszugehen, daß auch V-förmige oder sonstige - beispielsweise H-förmige, X-förmige und ähnliche - Querschnittsformen verwendet werden können. Die U-Form und die V-Form werden derzeit als zweckmäßigste und am meisten bevorzugte Formen eines derartigen Schlauchprodukts angesehen.
  • Bei der Durchführung dieser Erfindung wird die Verformung der rohrförmigen Rohrauskleidung, bei der es sich vorzugsweise um einen anfänglich extrudierten Schlauch in z.B. zylindrischer Form handelt, schrittweise mittels Formeinrichtungen vorgenommen, d.h., mindestens eine Seite der Rohrauskleidung wird zunehmend eingedrückt, so daß die Seiten sich zu einer verkleinerten U- förmigen oder V-förmigen Querschnittsform zusammenschieben, womit der verformte Schlauch erreicht wird. Wie oben ausgeführt, kann diese Verformung bei einer gesteuerten Temperatur wesentlich unterhalb der Fließfähigkeit des thermoplastischen Materials durchgeführt werden, so daß der Kunststoff verformt wird, ohne daß seine strukturelle Integrität beeinträchtigt wird (bzw. ohne daß er eine Strukturänderung erfährt), und zwar weder im verformten Zustand, noch im später wiederhergestellten Ausgangszustand. Zum Verformen eines anfangs durch Extrudieren hergestellten Schlauchs werden vorzugsweise Walzen eingesetzt. In der Praxis wird die Verformung schrittweise unter Verwendung einer Kombination von einander gegenüber liegenden Walzenpaaren durchgeführt. Ein Merkmal hiervon ist das seitliche Einklappen des extrudierten Schlauchs über einer Formschiene mittels gegenüberliegender Formwalzen, die die Formschiene umfassen. Das fertige Produkt wird dann während oder nach der Freigabe von der Formschiene beispielsweise in einer Kühlwanne auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Erwärmung und Kühlung erfolgen mittels Wärmeabfuhr oder Strahl ungshei zung und vorzugsweise durch Eintauchen in temperaturgesteuertes Wasser oder Besprühen damit.
  • Die derzeit auf dem Markt gegebene Nachfrage nach derartigen Rohrauskleidungen betrifft ein Produkt mit einem Durchmesser zwischen 2 und 24 Zoll. Die Wandstärken schwanken je nach Durchmesser entsprechend den Umständen. Somit ergeben sich Anderungen bei den Verfahrensschritten, die die hier offenbarten Formeinrichtungen, wie Formwalzen und Abstützwalze, betreffen, wobei mindestens eine Seite des extrudierten Schlauchs den Erfordernissen entsprechend verformt wird. Dies bedeutet, daß die Anzahl der Formeinrichtungen und die stufenweisen Verformungsgrade je nach Größe, Wandstärke und zu verformendem Material unterschiedlich sind. Ein Merkmal dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung ist, daß das Produkt in einem gesteuerten Vorgang aus dem Extruder und dem Verformungswerkzeug herausgezogen und auf eine Aufbewahrungsspule aufgewickelt werden kann, wobei die Querschnittskonfiguration des verformten Schlauchprodukts einheitlich und innerhalb vorgegebener Maßtole ranzen ist. Im Hinblick auf Anderungen bei der Größe und den Toleranzen und insbesondere im Hinblick auf Rohrauskleidungen größeren Durchmessers ist es eine Aufgabe der Erfindung, auf den Schlauch während des Verformungsvorgangs eine Zugkraft auszuüben, und zwar auf die Formeinrichtungen, die hier als angetriebene Walzen offenbart sind. In der Praxis wird auf die Formwalzen und auf die Abstützwalzen jeweils unabhängig ein Drehmoment ausgeübt, um den gleichmässigen Vorschub des sich verformenden Schlauchprodukts zu gewährleisten.
  • Das hier offenbarte Produkt kann eine thermoplastische Rohrauskleidung sein, deren ursprünglicher extrudierter Querschnitt verrringert ist, so daß sie leicht in eine Rohrleitung hineingezogen werden und anschließend wieder ihren ursprünglich extrudierten Querschnitt annehmen kann. Wenn man von einem runden Querschnitt des Rohrs ausgeht, ist der Querschnitt der ursprünglich extrudierten und/oder wiederhergestellten Rohrauskleidung gleich groß oder etwas größer als der Innendurchmesser des aufnehmenden Rohrs, so daß die Außenwand der Auskleidung eng an der Rohrinnenwand anliegt und vorzugsweise um ihren Umfang herum unter leichten Kompressionsdruck gerät. Dieser enge Kontakt zwischen Auskleidung und Rohr verhindert das Entstehen eines dazwischenliegenden freien Raums, so daß es nicht erforderlich ist, einen solchen auszufüllen. Ein Merkmal dieser Rohrauskleidung ist ihre Dünnwandigkeit und ihre Herstellung aus einem Thermoplasten, wie Polyethylen, Nylon, TeflonWz, ABS, oder einem vergleichbaren Kunststoff, wobei die geringe Verringerung des Durchflußquerschnitts durch den außergewöhnlichen Durchflußkoeffizienten der aus einem derartigen thermoplastischen Material hergestellten Rohrauskleidung weitgehend ausgeglichen wird. Bei neuen Rohrleitungsprojekten können teure Rohrmaterialien, wie beispielsweise Edelstahllegierungen, durch gewöhnlichen Stahl ersetzt werden, wenn die Rohre dann mit dieser Rohrauskleidung versehen werden; damit wird eine Kosteneinsparung von 1,5 bis 2,2 erreicht, zusammen mit verbesserten Eigenschaften der Fluidtoleranz des Kunststoffs, die so gewählt werden können, wie sie am vorteilhaftesten sind. Dementsprechend müssen auch Rohrleitungen, die strukturell in Ordnung sind, nicht ausgetauscht werden, weil diese Rohrauskleidung je nach den gegebenen Umständen eingesetzt und ausgetauscht werden kann.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung dieses Rohrauskleidungsprodukts, die hier offenbart werden, können als ersten Schritt das Extrudieren eines thermoplastischen Schlauchs und als zweiten Schritt das Verformen des thermoplastischen Schlauchs beinhalten. Der erste Schritt des Extrudierens beinhaltet generell einen Extruder, in den ein Rohplastwerkstoff eingespeist wird und der durch einen Unterdruckbehälter, mit dem die Verarbeitungstemperatur und die exakte Querschnittskonfiguration gesteuert werden, einen rohrförmigen Querschnitt liefert. Der zweite Schritt des Verformens des exakten Schlauchquerschnitts beinhaltet generell ein mehrstufiges Formwerkzeug, welches den extrudierten Schlauch unter Temperatursteuerung verformt und es durch ein Kühlbad als fertiges Auskleidungsprodukt abgibt. Das fertige Auskleidungsprodukt wird von einer Zugeinrichtung, welche die lineare Fertigungsgeschwindigkeit steuert und für eine gleichbleibende Wandstärke des fertigen Auskleidungsprodukts sorgt, aus dem zweiten Schritt herausgezogen.
  • Durch diese Erfindung können Rohrleitungen, die einen Durchmesser zwischen 2 und 24 Zoll haben und bis zu zwei Meilen lang oder länger sind, mit einer durchgehenden Auskleidung versehen werden, die sowohl bei neuen als auch bei bereits bestehenden korrodierten Leitungen einen idealen Korrosionsschutz bietet.
  • Weitere Vorteile dieser Erfindung sind:
  • 1. Die strukturellen Eigenschaften der auszukleidenden Rohrleitung bleiben erhalten, während die Wandstärke der Auskleidung mit U-Querschnitt je nach den Planungsanforderungen zwischen 3,5 und 18 mm sein kann. Der geringfügig reduzierte Innendurchmesser wird durch den hervorragenden Durchflußkoeffizienten der thermoplastichen Auskleidung ausgeglichen.
  • 2. Bei neuen Rohrleitungsprojekten kann durch die Auskleidung mit U-Querschnitt vermieden werden, daß für den Transport stark korrodierender Produkte teuere Materialien, wie Edelstahl oder nichtrostende Legierungen, verwendet werden müssen. In den meisten Fällen ist der Durchfluß durch die Plastauskleidung leichter als bei Verwendung von Rohren aus Edelstahl oder einer nichtrostenden Legierung.
  • 3. Durch das Auskleiden von innen korrosionsanfälligen Rohrleitungen erhält man sowohl bei neuen als auch bei reparierten Rohrleitungen längerlebige Betriebseinrichtungen, ohne daß infolge von Korrosionsschäden ganze Rohrleitungsabschnitte komplett und kostenträchtig ersetzt werden müßten. Damit werden die Stillegungszeiten für Reparatur und Wartung entscheidend reduziert und auch die Produktionsverluste deutlich verringert.
  • 4. Da die Auskleidung mit U-Querschnitt in sehr lange Leitungsabschnitte eingesetzt werden kann, vereinfacht dieses Verfahren die oft schwierigen und auf Proteste stoßenden Eingriffe in Wegerechte in empfindlichen Landschaftsbereichen oder in städtischen Konzentrationsbereichen von Menschen und Verkehr.
  • 5. Zwar hat die thermoplastische Auskleidung unter normalen Einsatzbedingungen eine Lebenserwartung von bis zu hundert Jahren, jedoch können unerwartete Schäden dank der einfachen Entfernbarkeit und Austauschbarkeit der Auskleidung mit U-Querschnitt und dank ihrer relativ bescheidenen Kosten auf wirtschaftliche Weise beseitigt werden. Die thermoplastische Auskleidung mit U-Querschnitt stellt bei korrodierten Rohrleitungen die ursprüngliche Durchflußqualität wieder her, verhindert weitere Abrasionsund Korrosionsschäden an den Stahlrohrwandungen und verlängert damit die Lebensdauer der Anlage entscheidend.
  • 6. Das Verfahren ist einfach, schnell und kostengünstig; die Stillegungszeit ist minimal.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Rohrauskleidung aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), das eine Verbindung mit der Bezeichnung DGDB- 2480 Black 4865 von Union Carbide sein kann, die den Anforderungen der ASTM 1248-81a an ein Produkt des Typs PE 34 der Klasse C entspricht. Es ist gekennzeichnet durch hohe Festigkeit und durch ein hohes Maß an Beständigkeit gegen Rißbildung durch Umwelteinflüsse. Nylon, TeflonWz, ABS oder ein ähnliches Plastmaterial kann ebenfalls verwendet werden.
  • Das bevorzugte HDPE-Auskleidungsmaterial ist mit mehr als 280 Chemikalien getestet worden, die für den Rohrleitungstransport in Frage kommen, und es wurden für das vorbezeichnete HDPE folgende Bemerkungen aufgezeichnet, die für diese Erfindung besonders zutreffend sind:
  • a) hohe Beständigkeit gegen H&sub2;S, CO&sub2; und NaCl,
  • b) hervorragende Eignung für den Gastransport,
  • c) vernetzbar zur Handhabung von Produkten bei hoher Temperatur (250 ºF),
  • d) alterungsbeständig,
  • e) niedriger Rauhigkeitskoeffizient von 0,020,
  • f) kein Ansetzen von Ablagerungen oder von Sedimenten.
  • Die hier beschriebene Erfindung ist für viele Arten von Rohrleitungen anwendbar, beispielsweise für die Wasser- und Schlamminjektion, Öl und Gas, Dampf und Rauch, Salzwasser, häusliches Abwasser und für Entwässerung, Gasförderung und -verteilung usw.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer verformten Rohrauskleidung mit rohrförmigem Querschnitt, deren Außendurchmesser so gewählt ist, daß sie in eine Rohrleitung paßt, und die aus Plastmaterial zum nachträglichen Einsetzen in eine Rohrleitung hergetellt ist, wird der rohrförmige Querschnitt erstens in einem verformbaren Bereich zusammengedrückt, indem eine Falte gebildet wird durch diametral es Eindrücken in Richtung auf einen gegenüberliegenden Querschnittsbereich entlang einer zweiseitigen Symmetrieebene, wobei sich die gegenüberliegenden Querschnittsbereiche zu doppelwandigen Anordnungen krümmen und die Falte neben dem gegenüberliegenden Querschnittsbereich zu liegen kommt. Zweitens werden die gegenüberliegenden Querschnittsbereiche der doppelwandigen Anordnungen seitlich auf die zweiseitige Symmetrieebene zu zusammengedrückt, indem die doppelwandigen Anordnung der gegenüberliegenden Bereiche gekrümmt werden, wodurch sich die Querschnittskonfiguration ohne Dehnung reduziert, zum Einsetzen in eine Rohrleitung, wo der ursprüngliche, rohrförmige Querschnitt wieder angenommen wird.
  • Mit der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die bestimmt ist zum Herstellen einer verformten Rohrauskleidung von rohrförmigem Querschnitt aus Plastmaterial, die anschließend in eine Rohrleitung eingesetzt wird und dort den extrudierten Querschnitt wieder erhält, um sich dem Innendurchmesser der Rohrleitung anzupassen, wobei die verbesserte Vorrichtung gekennzeichnet ist durch mindestens eine drehbare Abstützwalze, die auf einer horizontalen Achse gegenüber und parallel zur Achse von mindestens einer drehbaren Formwalze angeordnet ist, wobei die Abstützwalze eine konkave, spulenförmige Umfangslinie aufweist, die auf eine zweiseitige Symmetrieebene zentriert ist, um einen Abstützbereich des rohrförmigen Querschnitts zu umfassen; wobei die Formwalze an der zweiseitigen Symmetrieebene zur Bildung und Formung der Falte eine konvexe Begrenzungslinie hat, um einen verformbaren Abschnitt des rohrförmigen Querschnitts diametral auf den Abstützbereich zu einzudrücken, und zwar entlang der zweiseitigen Symmetrieebene, um die sich gegenüberliegende Seitenbereiche des rohrförmigen Querschnitts in doppelwandige Anordnungen krümmen, wobei die Falte dicht am gegenüberliegenden Abstützbereich des rohrförmigen Querschnitts zu liegen kommt und wobei ein Paar seitlich auf den einander gegenüberliegenden Seiten der zweiseitigen Symmetrieachse angebrachter, drehbarer, auf vertikalen Achsen sitzender Formwalzen, die beide eine konkave, krummlinige Begrenzungslinie haben, die doppelwandigen Anordnungen der Seitenabschnitte umfaßt von der Seite aus weiter nach innen auf die zweiseitige Symmetrieebene zu zusammendrückt, indem es die gegenüberliegenden doppelwandigen Anordnungen biegt, wodurch sich die Konfiguration des Rohrquerschnitts reduziert und sich die gegenüberliegenden Seitenbereiche von einer oberen Totlage aus, die mit der zweiseitigen Symmetrieebene zusammenfällt, weiter zusammenschieben.
  • Weitere Aufgaben und Vorteile werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
  • Fig. 1 stellt in einem Blockdiagramm das Verfahren zum Herstellen einer extrudierten Kunststoffrohrauskleidung zur Wiederherstellung der ursprünglichen extrudierten Querschnittskonfiguration dar.
  • Die Fig. 2a, 2b, 2c, 2d und 2e sind Querschnitte der extrudierten Rohrauskleidung in aufeinanderfolgenden Verformungsschritten, wobei die zylindrische Konfiguration der fertigen Auskleidung zum Vergleich für die jeweilige Verformung gestrichelt eingezeichnet ist.
  • Fig. 3 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch die Verformeinrichtung, in welcher das hier offenbarte Verfahren zum Verformen extrudierter thermoplastischer Rohre abläuft.
  • Die Figuren 4 bis 9 sind vergrößerte Detail-Querschnitte, im wesentlichen entlang den in Fig. 3 angedeuteten Linien 4-4, 5-5, 6-6, 7-7, 8-8 und 9-9.
  • Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Die Erfindung betrifft das Auskleiden neuer und alter Rohrleitungen mit einem verformten Schlauch, welcher in die Rohrleitung hineingezogen wird und dann wieder die ursprüngliche Form annimmt, um sich der Rohrleitung genau anzupassen. Der Schlauch kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, das sich biegen läßt und anschließend wieder den ursprünglichen Querschnitt annimmt, d.h. aus einem Plastmaterial. In der Praxis ist die Rohrauskleidung ein dünnwandiger Plastikschlauch, der kontinuierlich extrudiert und in Rohrleitungen eingesetzt wird, um diese innen zu schützen, beispielsweise, um neue Rohrleitungen zu schützen oder um schadhafte Rohrleitungen wieder instand zu setzen.
  • Demgemäß wird die hier offenbarte Rohrauskleidung L zunächst extrudiert, und zwar mit einem Außendurchmesser, der mindestens so groß ist wie der Innendurchmesser des Rohrs, in welches sie eingesetzt werden soll, und vorzugsweise etwas größer ist, so daß die rohrförmige Rohrauskleidung L in ihrer Arbeitsposition in der Rohrleitung über ihren Umfang einem geringen Kornpressionsdruck ausgesetzt ist. Ein Merkmal der Erfindung ist die Verformung der rohrförmigen Rohrauskleidung L, um ihren Querschnitt für Lagerzwecke und zur leichteren Enführung in ein Rohr zu verringern. Das heißt, der ursprünglich zylindrische Querschnitt der Rohrauskleidung L wird zusammengedrückt und später wiederhergestellt, ohne daß dabei die Abmessungen zerstört werden. Die Kreisform der Rohrauskleidung L wird also nicht gedehnt, obwohl das Material plastisch ist und ein Fließvermögen hat. Mit anderen Worten, die ursprüngliche Eigenschaft des zylindrischen Querschnitts der anfänglich extrudierten Rohrauskleidung L bleibt in dem verformtem Zustand erhalten, der das Einsetzen der Auskleidung in Rohrleitungen ermöglicht, so daß die Rohrauskleidung anschließend wieder ihren ursprünglichen, zylindrischen Querschnitt annimmt. Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung ist es, daß die anfangs extrudierte thermoplastische Rohrauskleidung L ohne Dehnung geformt -und damit verformt - wird, so daß ihre für die Wiederherstellung erforderlichen Abmessungen erhalten bleiben.
  • Im folgenden wird auf die Verformung der Rohrauskleidung L entsprechend den Figuren 2a bis 2e Bezug genommen. Die Anfangskonfiguration nach dem Extrudieren ist zylindrisch, mit Innen- und Außendurchmesser 10 und 11. Wie abgebildet, gibt es einen oberen Abstützbereich 12 und einen unteren verformbaren Bereich 13. Die Verformung erfolgt zweiseitig symmetrisch um eine vertikale Symmetrieebene a, um die herum die Rohrform durch Krümmen und Falten zusammengedrückt wird. Somit gibt es gegenüberliegende Seitenbereiche 14 und 15, die durch eine Mittelfalte 16 gebildet werden, die den unteren verformbaren Bereich 13 nach oben innen stülpt, bis er in Juxtaposition zum Innendurchmesser 10 des Abstützbereichs 12 liegt. Somit besteht jeder Seitenbereich aus einer Seitenwand, die am oberen Totpunkt der Rohrform beginnt und sich - nach innen gekrümmt - nach oben in die Mittelfalte 16 fortsetzt. Es ist wesentlich, daß die beiden Seitenbereiche 14 und 15 damit zu doppelwandigen Anordnungen zusammengedrückt werden, die dann noch weiter nach innen auf die Mittelpunkts-Symmetrieebene a hin zusammengeschoben werden, wie deutlich aus Fig. 2e zu ersehen ist, die die gewünschte Produktform zeigt.
  • In Fig. 1 der Zeichnungen wird das gesamte Verfahren der Schlauchbildung und -verformung in allgemeiner Form dargestellt. Die Abbildung zeigt eine Extrudiereinrichtung E vor einer Kühleinrichtung C1, die die Rohrform in eine Verformungsvorrichtung D fördert, in welcher die Produktverformung stattfindet. Nach dem Verformungsvorgang wird das Produkt durch eine Kühleinrichtung C2 gefördert, so daß es zur Herausnahme durch eine Zugeinrichtung P und Aufnahme auf eine Lagerspule S oder ähnliches auf Umgebungstemperatur gebracht wird. Die Extrudiereinrichtung E ist Stand der Technik und wird mit thermoplastischem Ausgangsmaterial gespeist, welches sie bei einer Temperatur von beispielsweise 350 bis 440 ºF, die von der Heizeinrichtung 18 erzeugt wird, durch die Extrusionsform 17 preßt. Die Kühleinrichtung C1 ist Stand der Technik und vorzugsweise eine von der Vakuumkühleinheit 19 versorgte Vakuumkühleinrichtung, in der die Temperatur der Schlauchform auf beispielsweise 260 ºF abgekühlt wird. Die Verformungseinrichtung D ist mit der Temperatursteuerungseinrichtung H gekoppelt, die die für das Verformen erforderliche Temperatur von beispielsweise 260 ºF aufrechterhält. Die Kühleinrichtung C2 ist Stand der Technik und setzt die Temperatur der Schlauchform auf Umgebungstemperatur herab; sie wird beispielsweise von einem Kühlturm 20 oder einer ähnlichen Einrichtung versorgt. Während der Abkühlphase muß die Auskleidung ihre Verformung beibehalten, bis das Rohr Umgebungstemperatur erreicht. Die Verformung kann durch Druck von außen, beispielsweise mittels Walzen, Raupenketten oder Bändern, oder durch ein Innenvakuum beibehalten werden. Die Einrichtungen C1 und C2 besitzen eine Pumpeinrichtung für den Wasserkreislauf, und es ist davon auszugehen, daß von den vorgenannten Temperaturen je nach den Umständen abgewichen werden kann. Die Zugeinrichtung P ist ebenfalls Stand der Technik; sie zieht das fertig verformte Schlauchprodukt aus der davor befindlichen Vorrichtung heraus, wobei die Zugkraft so gesteuert wird, daß die Schlauchform beim Verformen weder gedehnt noch gestaucht wird, wodurch ihre Wandstärke gesteuert wird.
  • Nun zum Verfahren der Verformung von kontinuierlich extrudiertem Plastmaterial in Schlauchform; es umfaßt folgende aufeinanderfolgende Schritte: erst wird eine zylindrische Schlauchform extrudiert, wie mit den gestrichelten Linien der Figuren 2a bis 2e angedeutet, wodurch eine gleichmäßige Wand mit vorzugsweise zylindrischer Konfiguration hergestellt wird. Der obere halbkreisförmige Bereich, nämlich der Abstützbereich 12, wird abgestützt, und die Falte 16 wird am unteren Totpunkt der Schlauchform entlang der Mittelpunkts-Symmetrieebene eingedrückt und durch fortschreitende Aufwärtsbewegung in Juxtaposition zur Innenwand 10 der Schlauchform an ihrem oberen Totpunkt gebracht. Es ist davon auszugehen, daß die Verformung von jedem Winkel aus erfolgen kann - wie oben vorgeschrieben von einem unteren Totpunkt aus, jedoch auch von der Seite, von oben oder unter jedem anderen Winkel. Bei dem Verformungsvorgang werden die gegenüberliegenden Seitenbereiche 14 und 15 an ihrem unteren Ende 21 bzw. 22 nach innen gekehrt und/oder gekrümmt, so daß ihre Wände zusammen mit ihren jeweiligen Innenwänden 10 nach oben und in die Falte 16 führen (siehe die Figuren 2a bis 2d).
  • Die Falte 16 wird dadurch gebildet, daß die Schlauchform an ihrem unteren Totpunkt nach innen gedrückt und entlang der Mittelpunkts-Symmetrieebene zusammengedrückt wird. Gleichzeitig mit diesem Zusammenschieben werden die unteren Enden 21 und 22 der Seitenbereiche 14 und 15 wie oben beschrieben ebenfalls nach innen gekrümmt. In der Praxis wird das Zusammendrücken der Schlauchform vorzugsweise in mehreren Schritten durchgeführt, um eine allmähliche Anpassung an die sich ändernde Konfiguration der Schlauchform zu erreichen, und ohne die Querschnittskonfiguration zu dehnen. Es ist jedoch davon auszugehen, daß das bisher beschriebene Zusammendrücken auch in einem einzigen Schritt durchgeführt werden kann, beispielsweise bei Schläuchen mit kl ei nem Durchmesser. Wie abgebildet, sind jedoch vier Stufen des Zusammendrückens entlang der Mittelpunkts-Symmetrieachse a gegeben, bei denen jeweils eine Abstützung gegen den oberen Bereich 12 erfolgt, da nämlich der untere Bereich 13 verformt wird.
  • Die in Fig. 2a gezeigte erste Stufe des Zusammendrückens ist der Anfang der Falte 16 durch Eindrücken und der Beginn des Krümmens der unteren Enden 21 und 22. Die darauffolgenden drei Stufen gemäß den Figuren 2b, 2c und 2d bewegen die Falte 16 durch fortgesetztes immer weiteres Eindrücken dicht an die Innenwand 10 am oberen Totpunkt der Schlauchform und krümmen und bewegen gleichzeitig die unteren Enden 21 und 22, wie gezeigt, immer stärker nach oben. Somit wird der Schlauchquerschnitt in seiner Abschnittskonfiguration verkleinert.
  • Gemäß Fig. 2e besteht der letzte Schritt des Zusammendrückens darin, daß die gegenüberliegenden Seitenbereiche 14 und 15 nach innen auf die Mittelpunkts-Symmetrieebene zu gebogen werden, um ihre bogenförmige Konfiguration zu verkleinern, so daß sie innerhalb des Radius oder des Außendurchmessers der ursprünglichen Schlauchform zu liegen kommen und in den Innendurchmesser der Rohrleitung passen, in welche die fertige Rohrauskleidung L eingesetzt wird. Ein Merkmal dieses letzten Schrittes des Zusammendrückens ist es, daß die beiden unteren Enden 21 und 22 bezüglich der Mittelpunkts-Symmetrieebene in Juxtaposition gebracht und vorzugsweise dichter zusammengebracht werden als die sich daran anschließenden und in die Falte 16 hineinführenden Schlauchwände.
  • Bezüglich der bevorzugten Form der Vorrichtung zur Verformung einer kontinuierlich extrudierten Schlauchform aus Plastmaterial wird auf die Figur 3 und die nachfolgenden Querschnitte der Figuren 4 bis 9 verwiesen. Wie zu erkennen ist, werden fünf Schritte des Zusammendrückens durchgeführt, und zwar vier stufenweise zunehmende Schritte des Einfaltens des unteren Bereichs 13 der Schlauchform in Aufwärtsrichtung entlang der Mittelpunkts-Symmetrieebene und ein fünfter Schritt des seitlichen Zusammendrückens nach innen. Jeder dieser fünf Schritte ist mit einem Krümmen verbunden und erfolgt weitgehend oder vollkommen ohne Dehnung der Schlauchwand der Rohrauskleidung L in ihrem Querschnitt. Jeder Schritt des Zusammendrückens erfolgt mittels Formwerkzeugen, die vorzugsweise die form der Formwalzen R1, R2, R3 und R4 haben, gefolgt von den Formwalzen S1 und S2. Mit diesen Walzen wird die extrudierte Schlauchform immer weiter zusammengedrückt. In der Praxis sind die Formwalzen R1 bis R4 in der untersten Position angeordnet, wobei die Abstützwalzen B1, B2 und B3 die Schlauchform abstützen, während sie von den Walzen R1 bis R4 eingedrückt wird. Wie gezeigt, sitzen die Walzen R1 bis R4 und B1 bis B3 auf voneinander beabstandeten, parallelen, horizontal angeordneten und transversalen Achsen.
  • Die Abstützwalze B1 ist über der Formwalze R1 angeordnet (siehe Fig. 4> ; sie ist gekennzeichnet durch ihre konkave Spulenform 25 an der Mittelpunkts- Symmetrieebene und entspricht im wesentlichen dem halbkreisförmigen Abstützbereich 12 der Schlauchform. Die Abstützwalze B1 hat gegenüberliegende, sich weitende Seitenflansche, die die ursprüngliche Form der Seitenbereiche 14 und 15 der Schlauchform umgreifen.
  • Die Formwalze R1 (siehe Fig. 4) ist gekennzeichnet durch ihre konvexe Begrenzungslinie 27 an der Mittelpunkts-Symmetrieebene, die den Anfang und die Formung der Falte bewirkt und die Wand der Schlauchform am unteren Totpunkt nach oben eindrückt. Die Formwalze R1 hat gegenüberliegende konkave Seitenflansche 28, die die ursprüngliche Form der unteren Enden 21 und 22 der Seitenbereiche 14 und 15 umgreifen. Die Begrenzungslinien 26 und 28 der Walzenflansche stehen in enger Beziehung zueinander, so daß die Schlauchform dazwischen erfaßt werden kann.
  • Die Abstützwalze B2 ist über und zwischen den formwalzen R2 und R3 angeordnet (siehe Fig. 3) und gekennzeichnet durch ihre konkave Spulenform 35 an der Mittelpunkts-Symmetrieebene; sie entspricht dem weitgehend halbkreisförmigen Abstützbereich 12 der Schlauchform. Die Abstützwalze B2 hat gegenüberliegende, sich in geringerem Maß als bei der Walze B1 weitende Flansche 36, die die Form der Seitenbereiche 14 und 15 der Schlauchform umfassen.
  • Die Formwalze R2 (siehe Fig. 5) ist gekennzeichnet durch ihre konvexe Begrenzungslinie 37 zur Faltenformung an der Mittelpunkts-Symmetrieebene und ist bestimmt zum weiteren Einwärtswölben der Wand der Schlauchform entlang der Symmetrieebene. Die Formwalze R2 hat gegenüberliegende konkave Seitenflansche 38, welche die unteren Enden 21 und 22 der Seitenbereiche 14 und 15 umfassen. Die Begrenzungslinien 36 und 38 der Walzenflansche sind etwas beabstandet und dienen als Führung für die Schlauchform.
  • Die Formwalze R3 (siehe Fig. 6) ist gekennzeichnet durch ihre konvexe Begrenzungslinie 47 zur Faltenformung an der Mittelpunkts-Symmetrieebene und ist bestimmt zum weiteren Einwärtswölben der Wand der Schlauchform entlang der Symmetrieebene. Die Formwalze R3 hat gegenüberliegende, in geringerem Maß als bei der Walze R2 konkave Seitenflansche 48, welche die unteren Enden 21 und 22 der Seitenbereiche 14 und 15 umfassen. Die Begrenzungslinien 36 und 48 der Walzenflansche sind etwas beabstandet und dienen als Führung für die Schlauchform.
  • Die Abstützwalze B3 (siehe Fig. 7) ist über der formwalze R4 angeordnet und gekennzeichnet durch ihre konkave Spulenform 55 an der Mittelpunkts-Symetrieebene; sie entspricht dem im wesentlichen halbkreisförmigen Abstützbereich 12 der Schlauchform. Die Abstützwalze B3 hat minimale Seitenflansche 56, welche die Seitenbereiche 14 und 15 der Schlauchform umgreifen.
  • Die Formwalze R4 (siehe Fig. 7) ist gekennzeichnet durch ihre äußerst konvexe Begrenzungslinie 57 zur Faltenformung an der Mittelpunkts-Symmetrieebene; sie ist bestimmt zur weiteren Formung der Wand der Schlauchform entlang der Symmetrieebene. Die formwalze R4 hat gegenüberliegende, in noch geringerem Maß als bei der Walze R3 konkave Seitenflansche 58, welche die unteren Enden 21 und 22 der Seitenbereiche 14 und 15 umgreifen. Die Begrenzungslinien der Walzenflansche 56 und 58 stehen in enger Beziehung zueinander, so daß die Schlauchform dazwischen erfaßt und geführt werden kann.
  • Der fünfte und letzte Schritt des Zusammendrückens wird von einem Paar seitlich angeordneter formwalzen S1 und S2 ausgeführt, die auf gegenüberliegenden Seiten der Schlauchform bei Verlassen der Formwalze R4 angeordnet sind (siehe Fig. 8 und 9). Die Walzen S1 und S2 haben die Aufgabe, den bogenförmigen Querschnitt des Abstützbereichs 12 der Schlauchform zu reduzieren, wie gezeigt. Dementsprechend sind die Walzen S1 und S2 auf voneinander beabstandeten parallelen, vertikalen Achsen angeordnet und gekennzeichnet durch die konkave Spulenform 60 von krummliniger Konfiguration, wobei die Krümmung jeder Walze ausgehend vom oberen Totpunkt vom anfänglichen vollen Radius der Schlauchform bis zum kleineren Radius der unteren Enden 21 und 22 zunimmt. Die Walzen S1 und S2 haben einen oberen Flansch 61 und einen unteren Flansch 62, die an ihrer Peripherie nebeneinander liegen, so daß sie die endgültig zusammengeschobene und verformte Schlauchform vollständig umgreifen und damit das Rohrauskleidungsprodukt L fertigstellen.
  • Erfindungsgemäß und wie am besten in den Fig. 8 und 9 dargestellt, wird die Schlauchform der Rohrauskleidung L schließlich auf eine Schiene R zusammengedrückt, die zwischen den Formwalzen S1 und S2 angeordnet ist. Der Querschnitt der Schiene R ist so gewählt, daß er den Innenwänden der Seitenbereiche 14 und 15 und der unteren Enden 21 und 22 entspricht. Dementsprechend wird, wie eindeutig dargestellt, die endgültige Querschnittskonfiguration der Rohrauskleidung L hergestellt. In der Praxis steht die Schiene R gleitend mit der Schlauchform im Eingriff; ihre Länge ist so gewählt, daß sie die Temperaturverringerung und die Verfestigung ermöglicht, während sie in der erforderlichen Querschnittskonfiguration gehalten wird. Zu beachten ist insbesondere der stundenglasförmige Querschnitt der Schiene R, der das vorerwähnte Zusammendrücken der unteren Enden 21 und 22 aufnimmt und sie bezogen auf die Mittelpunkts-Symmetrieebene dichter zusammenbringt als die nach oben gerichteten Innenwände, die in die Biegungen der Falte 16 reichen. In der Praxis ist die Schiene R je nach der vorgesehenen Form zu wählen. Wenn eine exakte Krümmung 16 erforderlich ist, wirkt die Schiene R unterstützend bei der Beibehaltung dieser Form. Die Schiene R wäre beispielsweise erforderlich für die Verschmelzung (bud fusion) des verformten Rohrs.
  • Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Verformung der Schlauchform stufenweise und fortschreitend erfolgt (siehe Fig. 3 und 9); aus Fig. 1 ist zu entnehmen, daß Temperatursteuerung eingesetzt wird und daß das bevorzugte Material ein thermoplastisches Material ist. Deshalb sind, wie am besten in Fig. 3 dargestellt ist, Wasserdüsen 70 vorgesehen, die erwärmtes Wasser abgeben, um eine Temperatur von beispielsweise 210 ºF aufrechtzuerhalten, damit das Plastmaterial erweicht wird und seine Biegeeigenschaften sichergestellt sind. Sonstige Wärmequelien, wie Heißluft oder Strahlungswärme, können eingesetzt werden, um die gewünschte Temperatur des Rohrs zu erreichen, die höher sein muß als die Kristallisationstemperatur der Rohmaterialien. Die Düsen 70 verteilen heißes Wasser im Bereich der Formwalzen R1 bis R4, S1 und S2. Damit wird die Schlauchform plastisch, so daß die gewünschte Verformung erreicht werden kann. Nach dem letzten Verformungsschritt für die Schlauchform und ihrem Aufschieben auf die Schiene R wird die Verformungstemperatur der Kunststoffschlauchform bis auf Umgebungstemperatur herabgesetzt, und zwar mittels Wasserdüsen 71, die erwärmtes Wasser niedrigerer Temperatur verteilen, um die fertige Rohrauskleidung L auf beispielsweise 70 ºF abzukühlen, wie jeweils aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird das erwärmte Wasser zur Rückführung, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem Gefäß 72 gesammelt. Die Kühleinrichrtung C2 kühlt die Schlauchform bei oder während der Abgabe von der Schiene R auf Umgebungstemperatur ab.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Walzen B1 bis B3, R1 bis R4, S1 und S2 auf Lagern 73 drehbar, wodurch die beschriebene Vorwärtsbewegung der Schlauchform durch die Vorrichtung ermöglicht wird. Wenn jedoch dünnwandige Rohrauskleidungen L mit großem Durchmesser bearbeitet werden, ist bei einigen Materialien eine Unterstützung des Transports der Schlauchform durch die Vorrichtung erforderlich. Diese Unterstützung wird dann durch Drehmomenteinrichtungen M in Form von elektrischen oder hydraulischen Motoren M geliefert (siehe Fig. 4). Es ist davon auszugehen, daß - wie in allen Zeichnungen dargestellt - Wälzlager 73 mit Welle 74 vorgesehen sind.
  • Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß eine schlauchförmige Rohrauskleidung L zur Verfügung gestellt wird, deren Querschnittskonfiguration so reduziert wird, daß sie bequem in Rohrleitungen eingesetzt werden und dort ihre ursprüngliche extrudierte Querschnittskonfiguration wieder annehmen kann, so daß sie in der Rohrleitung, für die sie vorgesehen ist, gut sitzt, wobei jeweils den unterschiedlichen Umständen Rechnung getragen wird.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verformen einer Rohrauskleidung, die einen rohrförmigen Querschnitt aufweist und aus einem Plastmaterial hergestellt ist, wobei zur Bildung von doppelwandigen Anordnungen ein verformbarer Bereich des Querschnitts diametral nach innen eingedrückt wird und einander gegenüberliegende Seitenbereiche (14, 15) davon zusammengedrückt werden, gekennzeichnet durch die Schritte, daß man
a) einen oberen Abstützbereich (12) des Querschnitts abstützt;
b) den Querschnitt an einem unteren Bereich (13) und entlang einer Mittelpunkts-Symmetrieebene a zur Bildung einer Falte (16) eindrückt;
c) den unteren Bereich (13) in mehreren Schritten zunehmend eindrückt und die Falte (16) weiter nach innen in eine Juxtaposition zur Innenwand (10) des rohrförmigen Querschnitts fortsetzt; wobei untere Extremitäten (21, 22) der gegenüberliegenden Seitenbereiche (14, 15) nach innen gebogen werden; und
d) die Querschnitts-Konfiguration vermindert, indem man die gegenüberliegenden Seitenbereiche (14, 15) der doppelwandigen Anordnung nach innen biegt, um die unteren Extremitäten (21, 22) in eine Juxtaposition zur Mittelpunkts-Symmetrieebene a zu bringen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohrauskleidung von einer Extrudiereinrichtung (E) mit erhöhter Temperatur abgeben läßt, das Zusammendrücken der doppelwandigen Anordnungen bei verminderter und gesteuerter Temperatur durchführt und dann den zusammengedrückten rohrförmigen Querschnitt auf Umgebungstemperatur bringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastmaterial ein thermoplastisches Material ist und die verminderte und gesteuerte Temperatur eine Shape-Memory-Aktivierungstemperatur oberhalb der Kristailisationstemperatur ist, so daß das Verformen unterhalb der Fließfähigkeit des thermoplastischen Materials durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Polyethylenmaterial mit hoher Dichte, ein Nylon-, Teflon - oder ABS-Material ist und daß die verminderte und gesteuerte Temperatur 71 bis 82 ºC (160 bis 180 ºF) beträgt.
5. Vorrichtung zum Verformen einer Rohrauskleidung, die einen rohrförmigen Querschnitt aufweist und aus einem Plastmaterial hergestellt ist, wobei die Vorrichtung aufweist
a) mindestens eine drehbare erste Formwalze (R&sub1;-R&sub4;); und
b) ein Paar drehbare zweite Formwalzen (S1, S2), die an einander gegenüberliegenden Seiten einer Mittelpunkts-Symmetrieebene a seitlich an vertikalen Achsen angebracht sind und eine konkave krummlinige spulenartige Gestalt (60) aufweisen, um gegenüberliegende Bereiche (14, 15) des Querschnitts der Rohrauskleidung zu ergreifen und in Richtung auf die Mittelpunkts-Symmetrieebene a einzudrücken;
gekennzeichnet durch
c) mindestens eine drehbare Abstützwalze (B&sub1;-B&sub3;), die auf einer zur Achse der ersten Formwalze (R1-R4) parallelen horizontalen Achse und gegenüberliegend zu dieser Formwalze angeordnet ist; wobei
d) die Abstützwalze (B1-B3) an der Mittelpunkts-Symmetrieebene a eine konkave spulenartige Gestalt (25) aufweist, die einem im wesentlichen halbkreisförmigen Abstützbereich (12) des Querschnitts der Rohrauskleidung entspricht; und
e) die erste Formwalze (R1) und mindestens eine zweite Formwalze (R2) bei der Mittelpunkts-Symmetrieebene a eine konvexe äußere Begrenzung (27, 37, 47, 57) zum Erzeugen einer Falte und zum Formen aufweist, um einen verformbaren Bereich (13) des Querschnitts der Rohrauskleidung diametral in Richtung auf dessen Abstützbereich (12) entlang der Mittelpunkts-Symmetrieebene a einzudrücken, wodurch sich doppelwandige Anordnungen bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Formwalzen (S1, S2) Seitenflanken (61, 62) in Juxtaposition aufweisen, die den verformten Querschnitt der Rohrauskleidung ergreifen, wobei die Vorrichtung weiter eine Schiene (R) aufweist, die der Gestalt der Innenwand der doppelwandigen Anordnungen entspricht, wobei die Schiene (R) damit in gleitendem Eingriff steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch mehrere Abstützwalzen (B1-B3) und mehrere erste Formwalzen (R1-R4), wobei die ersten Formwalzen (R1-R4) formende äußere Begrenzungen (27, 37, 47, 57) aufweisen, die zur Durchführung von schrittweise zunehmenden Verformungsschritten angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Anordnung mit drei Abstützwalzen (B1-B3) und vier ersten Formwalzen (R1-R4) an voneinander beabstandeten und parallel horizontal angeordneten Achsen, wobei die ersten Formwalzen (R1-R4) zuunterst angeordnet und die Abstützwalzen (B1-B3) oberhalb der ersten Formwalzen (R1-R4) angeordnet sind, wobei die vier ersten Formwalzen (R1-R4) formende äußere Begrenzungen (27, 37, 47, 57) aufweisen, die zur Durchführung von vier schrittweise zunehmenden Verformungsschritten angeordnet sind.
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