DE69614125T2

DE69614125T2 - Mehrschichtiges Rohr

Info

Publication number: DE69614125T2
Application number: DE69614125T
Authority: DE
Inventors: Jyri Jaervenkylae; Kari Kirjavainen
Original assignee: Uponor Innovation AB
Current assignee: Uponor Innovation AB
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: KR19990028409A; KR100252137B1; DE69612118T2; ES2178097T3; JP2001056072A; JP3519670B2; EP0879131A2; JP3390952B2; CA2233027A1; CN1061592C; EP0853208A1; IL122764A0; TR199701701T1; DE69622723D1; ATE221455T1; DE69612118D1; WO1997001429A3; DE69614125D1; RU2178354C2; ATE199675T1

Description

Die Erfindung betrifft ein durch kontinuierliche Extrusion hergestelltes Rohr aus mehreren unterschiedlichen Materialien.
Bei dem entsprechenden Typ von Extrusionsvorrichtungen sind die Drücke hoch, und die mechanischen Belastungen in den Düsenabschnitten, d. h. im Bereich der zentralen Extrusionsleitungen, sind groß. Die derzeitigen Strukturen verhindern zudem unnötigerweise einige der Möglichkeiten der Verwendung der Vorrichtung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Rohr mit vorteilhaften Eigenschaften zu schaffen.
Das Rohr gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Schicht eine Kunststoff ist, außerhalb derer eine innere Elektrodenschicht angeordnet ist, außerhalb derer eine Isolierschicht angeordnet ist, außerhalb derer eine äußere Elektrodenschicht angeordnet ist.
Bei der Düsen-Anordnung gemäß der Erfindung, die sich nach außen erweitert und bei der sich der Zuführspalt vergrößert, nachdem er kontrahiert worden ist, kann der auf die Strukturen der Extrusionsvorrichtung einwirkende Druck beträchtlich ausgeglichen werden, d. h. die Vorrichtung kann für eine längere Lebensdauer ausgelegt werden.
Ferner ist es insbesondere dann, wenn sich der Zuführspalt an dem Außenumfang der Extrusionsvorrichtung oder nahe diesem öffnet, in hohem Maß vorzuziehen, dass eine für jedem Rotor vorgesehene Betätigungsvorrichtung und die Vorrichtungen, mit der die Betätigungsvorrichtung den Rotor antreibt, derart im rückwärtigen Bereich der Extrusionsvorrichtung platziert sind, dass die Betätigungsvorrichtung in der radialen Richtung der Extrusionsvorrichtung innerhalb der durch die anderen Komponenten der Extrusionsvorrichtung bestimmten Konturen angeordnet ist. In einem derartigen Fall kann die Extrusionsvorrichtung leicht so ausgebildet werden, dass der Düsenabschnitt die Außendimensionen der gesamten Extrusionsvorrichtung in der Radialrichtung bestimmt, wodurch die Verwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung wesentlich erweitert werden.
Eine neue Möglichkeit bietet sich beispielsweise, falls die Extrusionsvorrichtung derart angeschlossen ist, dass sie zusammen mit einem Korrugator arbeitet, der zum Vorbereiten z. B. korrugierter Rohre verwendet wird, und die Extrusionsvorrichtung insgesamt in dem Korrugator platziert werden kann. Derzeit muss das Einführen von Material in den Korrugator mit einer langen Düse erfolgen, so dass sich das Material während einer langen Zeitdauer in die Vorrichtung bewegt und ein großes Ausmaß an Stabilisierer benötigt wird. Wenn die Extrusionsvorrichtung mit einem Korrugator verwendet wird, kann sie auch mit einer Doppelkonusstruktur ausgebildet sein, um ein doppelwandiges korrugiertes Rohr herzustellen.
Das Platzieren der Betätigungsvorrichtung(en) in rückwärtigen Bereich der Extrusionsvorrichtung ermöglicht auch die Verwendung der Vorrichtung am rückwärtigen Eiereich einer Locherzeugungsmaschine, z. B. unter Tage, wobei die Extrusionsvorrichtung derart angeordnet wird, dass ein Kunststoffrohr in dem durch die Maschine erzeugten Loch zubereitet wird. Die Tatsache, dass es sehr leicht ist, den konischen Extruder derart auszubilden, dass eine beträchtliche Öffnung durch den Extruder verläuft, macht die Verbindung mit der Locherzeugungsrnaschine problemlos. Eine weitere neue Möglichkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass die Extrusionsvorrichtung auch verwendet werden kann, um z. B. Stahlrohre von innen her zu beschichten. In einem derartigen Fall kann die Innenfläche eines Stahlrohrs gleichzeitig mit wärmeisolierendem Adhäsions-Kunststoff und mit einer Innenschicht beschichtet werden, die z. B. aus PEX gebildet wird, welches innerhalb des Adhäsions-Kunststoffs platziert wird. Derartige Rohre können z. B. mit einer querverbundenen Kunststoffhülse zusammengefügt werden.
Bei sämtlichen Ausführungsformen, bei denen die Betätigungsvorrichtungen in rückwärtigen Bereich der Extrusionsvorrichtung angeordnet sind, muss die Zufuhr des Kunststoffmaterials zu der Vorrichtung natürlich ebenfalls vom rückwärtigen Bereich her erfolgen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer einfachen Ausführungsform der Extrusionsvorrichtung mit einem sich radial erweiternden Düsenabschnitt,
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Extrusionsvorrichtung, bei der die Drehmechanismen für die Rotoren im rückwärtigen Bereich der Extrusionsvorrichtung platziert sind,
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer dritten Extrusionsvorrichtung, die in einem Korrugator platziert ist,
Fig. 4 zeigt ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 3,
Fig. 5 zeigt eine Extrusionsvorrichtung, die sich im rückwärtigen Bereich einer Untergrund-Locherzeugungsmaschine bewegt und ein Rohr in dem mit der Maschine erzeugten Loch zubereitet,
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 5 beschichteten Rohrs,
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht einer vierten Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 8 zeigt ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 7,
Fig. 9 zeigt das Beschichten eines Rohrs von der Außenseite und der Innenseite mittels zweier verschiedener Extrusionsvorrichtungen, und
Fig. 10 zeigt das mit der Extrusionsvorrichtung durchgeführte Beschichten eines in Position gebrachten Rohrs von innen her.
Fig. 1 zeigt eine einfache Extrusionsvorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmaterial, wobei in diesem Fall das Kunststoffmaterial in die Vorrichtung entweder in einer festen, vorzugsweise pulverigen oder puderartigen Form, oder ganz oder teilweise geschmolzen eingeführt wird. Diese Extrusionsvorrichtung weist einen äußeren Stator 1, einen Rotor 2, einen inneren Stator 6, einen zwischen dem äußeren Stator 1 und dem Rotor 2 angeordneten ringförmigen Zuführspalt 3 und einen entsprechenden, zwischen dem inneren Stator 6 und dem Rotor 2 angeordneten weiteren ringförmigen Zuführspalt 3 für das zu extrudierende Kunststoffmaterial, und eine Betätigungsvorrichtung 5 zum Drehen des Rotors 2 auf.
Der Rotor 2 ist konisch, und die Oberflächen der Statoren 1 und 6 sind mindestens an der Seite des Rotors 2 konisch, d. h. mindestens die Innenfläche des äußeren Stators 1 und die Außenfläche des inneren Stators 6 sind konisch. Die Betätigungsvorrichtung 5 weist einen Motor und z. B. ein Zahnradsystem oder ein Getriebesystem auf. Der Motor kann z. B. ein Hydraulikmotor, ein Elektromotor oder ein anderer Motor sein, der an sich bekannt ist und für den Zweck geeignet ist. Ein hydraulischer Antrieb ist z. B. dann besonders vorteilhaft, wenn die Extrusionsvorrichtung in Verbindung mit einer Untergrund- Locherzeugungsmaschine verwendet wird, wobei in diesem Fall die Locherzeugungsmaschine und die Extrusionsvorrichtung die Energiezufuhr gemeinsam benutzen können. Falls die Betätigungsvorrichtung 5 ein Getriebesystem verwendet, kann die Drehgeschwindigkeit des Rotors 2 mit dem System in gewünschter Weise eingestellt werden. Andererseits, wenn z. B. ein Elektromotor verwendet wird, ist das Getriebesystem nicht erforderlich, da die Drehgeschwindigkeit des Rotors 2 leicht geregelt werden kann, indem die Drehgeschwindigkeit des Motors in an sich bekannter Weise eingestellt wird.
Der Extruder weist ferner eine Zuführleitung 7 auf, über die das zu extrudierende Material in den Zuführspalt 3 eingeführt werden kann. Das in die Zuführleitung 7 einzugebende Material wird mittels einer Zuführvorrichtung 8 zugeführt. Bei der Zuführvorrichtung 8 kann es sich z. B. um eine Zuführschraube, eine Pumpe oder eine andere an sich bekannte Vorrichtung handeln. Mit der Zuführvorrichtung kann die Strömungsrate des in die Zuführleitung einzugebenden Materials eingestellt werden. Das zuzuführende Material kann aus der Zuführleitung 7 dem Zuführspalt 3 zwischen dem äußeren Stator 1 und den Rotor 2 zugeleitet werden. Der Rotor 2 weist ferner Öffnungen 9 auf, über die in der Zuführleitung 7 befindliches Material in das Innere des Rotors 2 und dabei in den Zuführspalt 3 zwischen dem inneren Stator 6 und dem Rotor 2 strömen kann. Es ist auch möglich, separate Zuführleitungen und Zuführvorrichtungen zu verwenden, um das zuzuführende Material in an sich bekannter Weise separat in das Äußere und das Innere des Rotors 2 einzugeben. Wenn der Rotor 3 gedreht wird, strömt in der Extrusionsvorrichtung das zu extrudierende Material unter Einwirkung in dem Rotor 2 und/oder in den Statoren ausgebildeter Nuten in der Strömungsrichtung A. Aus Gründen der Übersicht sind diese Nuten in der Figur nicht gezeigt.
Der Durchmesser des ringförmigen Zuführspalts 3 nimmt zunächst kontinuierlich in der Strömungsrichtung A des zu extrudierenden Kunststoffmaterials ab, und der Zuführspalt weist in der genannten Strömungsrichtung A zuerst eine Zuführzone 3a, dann eine Schmelzzone 3b und schließlich eine Kompressionszone 3c auf. Nach den Rotor 2 kommen die drei Zuführspalte 3, die an unterschiedlichen Seiten des Rotors 2 vorgesehen sind, als ein einziger Zuführspalt 3 zusammen. Um die Drücke P und die Belastungen auszugleichen, nimmt dementsprechend der Durchmesser des zentralen Zuführspalts 3 in einem Längenabschnitt des Spalts in der Strömungsrichtung des zu extrudierenden Kunststoffmaterials kontinuierlich zu, nachdem die Zuführspalte 3 von den unterschiedlichen Seiten des Rotors 2 in Form eines einzigen Zuführspaltes 3 zusammengekommen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt unmittelbar hinter dem Rotor 2 der Durchmesser des Zuführspalts 3 linear zu, und der Endabschnitt des Spalts hat einen kontinuierlichen Durchmesser, d. h. der Spalt verläuft parallel zu der Mittelachse der Extrusionsvorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine quergeschnittene Seitenansicht einer zweiten Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Bezugszeichen in Fig. 2 entsprechen denjenigen in Fig. 1. Der Extruder gemäß Fig. 2 weist zwei konische Rotoren auf, einen äußeren Rotor 2a, der zwischen einem äußeren Stator 1 und einem zwischenliegenden Stator 10 platziert ist, und einen inneren Rotor 2b, der zwischen einem inneren Stator 6 und dem zwischenliegenden Stator 10 platziert ist. Aus Gründen der Übersicht zeigt die Figur nicht die in den Rotoren und/oder den Statoren vorgesehenen Nuten. Eine Betätigungsvorrichtung 5 ist zum Drehen der Rotoren 2a und 2b vorgesehen. Die Drehgeschwindigkeiten der Rotoren 2a und 2b können bei Bedarf unterschiedlich eingestellt werden, und/oder ihre Drehgeschwindigkeiten können unabhängig voneinander einstellbar gemacht werden. Die Zufuhr von Material zu den an der Außenseite und der Innenseite des äußeren Rotars 2a gelegenen Zuführspalten 3 erfolgt mittels einer Zufuhrschaltung 7 und einer Zuführvorrichtung 8. Folglich wird mittels einer zweiten Zuführleitung 11 und einer zweiten Zuführvorrichtung 12 Material zum Inneren des inneren Rotors 2b und über Öffnungen 13 zum Äußeren des Rotors zugeführt.
Der Zuführspalt 3 mündet am Außenumfang der Extrusionsvorrichtung aus. Die Betätigungsvorrichtung 5 und die Zuführvorrichtungen 8 und 12 sind am rückwärtigen Bereich der Extrusionsvorrichtung derart platziert, dass sie in der Radialrichtung der Extrusionsvorrichtung innerhalb der durch den äußersten Punkt des Zuführspalts 3 der Extrusionsvorrichtung bestimmten Konturen positioniert sind, wobei dieser Außenumfang in der beigefügten Figur durch u gekennzeichnet ist.
Fig. 3 zeigt eine dritte Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung, die in einem Korrugator platziert ist. Die Bezugszeichen in Fig. 3 entsprechen denjenigen in Fig. 1 und 2. Der Korrugator weist Kühlformen 14 auf, die sich nach vorne bewegen und die eine genutete Innenfläche haben, gegen die die Kunststoffmasse gedrückt wird, um eingeripptes Rohr zuzubereiten. Da die Struktur des Korrugators an sich bekannt ist, wird sie in diesem Zusammenhang nicht näher erläutert. Die Zuführvorrichtung 8 und die Betätigungsvorrichtung S zum Drehen des Rotors 2 sind im rückwärtigen Bereich der Extrusionsvorrichtung derart platziert, das sie in Radialrichtung innerhalb des äußersten Teils des Zuführspalts 3 angeordnet sind, d. h. innerhalb des Außenumfangs u. Die Extrusionsvorrichtung kann dann in dem Korrugator platziert werden, und es besteht keine Notwendigkeit für lange Düsen, bei denen die Kunststoffmasse 15 leicht viel zu sehr abkühlt, bevor sie an den Nuten der KühWormen 14 eintrifft. Der Anfangsabschnitt des Rotors 2 hat die Form eines sich verjüngenden Konus, und der Endabschnitt des Rotors hat die Form eines sich Aufweitungskonus. Der Rotor 2 bildet somit an jeder Seite separate Zuführspalte 3, die sich bis zum Außenumfang u der Zuführvorrichtung erstrecken. Der Rotor 2 weist Nuten 4 auf, die das zu extrudierende Material aus dem Extruder heraustransportieren. An dem Ende des Rotors 2 jedoch befindet sich ein glatter Bereich, der keine Nuten aufweist. Somit bildet das zu extrudierende Material eine glatte Strömung und weist im wesentlichen keine Nähte auf, die durch die Nuten verursacht würden. Ferner erzeugt der nutenfreie Bereich ein schraubenlinienförmiges Orientierungsfeld und hält dieses bei. Diese Orientierung wird in das Produkt hineingefroren, wenn das zu extrudierende Formteil auf die Kühlformen trifft.
An den Gründen der Nuten der Kühlformen 14 sind Saugdukte 16 ausgebildet, deren Saugeffekt gewährleistet, das die Kunststoffmasse 15 vollständig bis zum Boden der Nuten der Kühlformen 14 vordringt. Ferner ist es surch geeignetes Leiten der Materialströmungen der an unterschiedlichen Seiten des Rotors 2 strömenden Kunststoffmasse 15 möglich, ein Rohr zu erzeugen, das Öffnungen 17 an den Nuten der Kühlformen aufweist. Die Extrusionsvorrichtung weist ferner einen Dorn 18 auf, und das Kunststoffrohr wird geformt, wenn die Kühlformen 14 und der Dorn 18 die Kunststoffrohr-Vorform von unterschiedlichen Seiten her pressen.
Fig. 4 zeigt ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 3. Die Bezugszeichen in Fig. 4 entsprechen denjenigen in Fig. 1 bis 3. Fig. 4 zeigt deutlich, wie die Vorrichtung eine Öffnung 17 in dem korrugierten Rohr bildet. Die Kunststoffmassen-Ströme 15a und 15b werden derart geleitet, dass das zu extrudierende Kunststoffrohr zwei Schichten aufweist. Anstelle der Saugdukte 16 kann die Öffnung 17 durch Blasen ausgebildet werden, wobei Luft oder ein anderes geeignetes Gas durch den Rotor geblasen werden, um die Öffnung 17 zu erzeugen.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung, die in Verbindung mit einer Untergrund-Locherzeugungsmaschine platziert ist. Die Locherzeugungsmaschine 20 ist zum Erzeugen eines Lochs im Erdboden 21 ausgebildet. Die Extrusionsvorrichtung 19 wiederum ist dazu ausgebildet, sich zusammen mit der Locherzeugungsmaschine 20 zu bewegen und gleichzeitig ein Kunststoffrohr 22 in dem durch die Locherzeugungsmaschine 20 gebildeten Loch zu erzeugen. Die Steuer- und Betätigungsvorrichtungs-Verbindungen 23 der Locherzeugungsmaschine 20 können durch die hohle Extrusionsvorrichtung 19 hindurchgeführt werden. Der Übersicht willen zeigt Fig. 5 nicht die zum Bewegen der Locherzeugungsmaschine 20 und der Extrusionsvorrichtung 19 erforderliche Vorrichtung.
Fig. 6 zeigt ein Stahlrohr, das von der Innenseite her mit Kunststoff beschichtet ist und bei dem die gegen den Stahl 24 anliegende Schicht wärmeisolierender Adhäsionskunststoff 25 ist und die zweite Schicht vernetztes Polyethylen, d. h. PEX 26 ist. Der Adhäsionskunststoff 25 kann z. B. Graft-Polyethylen sein. Der Adhäsionskunststoff 25 ist vorzugsweise geschäumt. Wenn das Stahlrohr von der Innenseite her beschichtet wird, ist der Beschichtungs- Kunststoff zu Beginn warm, so dass sein Durchmesser groß bleibt, während beim Abkühlen des Kunststoffs der Durchmesser der Kunststoffschicht dazu tendiert, abzunehmen. Der geschäumte Adhäsionskunststoff 25 haftet an der Oberfläche des Stahlrohrs, erlaubt jedoch der Innenseite, zu schrumpfen. In einem derartigen Fall dehnen sich die Schaumblasen in der Radialrichtung, d. h. die Schaumblasen sind radial orientiert, was die Stärke des Rohrs vergrößert. Der geschäumte Adhäsionskunststoff 25 weist vorzugsweise mindestens 10% und besonders bevorzugt ungefähr 25% eines feinen Füllmittels auf, z. B. Calciumcarbonat. Der Elastizitätsmodul des Schaums kann somit hoch vorgesehen sein, d. h. die Struktur wird dann stark. Ferner ist der geschäumte Adhäsionskunststoff 25 ein sehr guter Wärmeisolator gegen das PEX 26. Andererseits kann, wenn ein Stahlrohr von innen her beschichtet wird, die Orientierung des innen angedrückten Kunststoffs effektiv eingefroren werden, da das Stahlrohr den Kunststoff im Effekt von der Außenseite her kühlt. Wenn in dieser Weise beschichtete Stahlrohre miteinander verbunden werden sollen, kann z. B. eine vernetzte Kunststoffhülse 27 verwendet werden, das komprimiert und in seiner Position erwärmt wird. Die vernetzte Kunststoffhülse 27 tendiert dazu, zu der Größe des Durchmessers vor der Kompression zurückzukehren, und die Aufweitung wird durch Erwärmung erzielt. Die Verbindung wird dann extrem fest. Es ist auch möglich, für die Verbindung eine Hülse 28 zu verwenden, die an der Außenseite mit Mastix oder einem anderen Kleber versehen ist, mit dem das Anhaften der Hülse 28 an dem Rohr bewirkt werden kann. Auch Elektrofusion kann verwendet werden. An der Außenseite der Verbindung kann ein Klemmkragen 29 platziert werden, der aus einem starken Material besteht und das derart positioniert werden kann, dass es an einem Metallgehäuse, wie z. B. dem Stahl 24 anliegt. Der Klemmkragen 29 nimmt axiale Zugkräfte auf. Die Verbindung kann auch durch Schweißen implementiert werden, so das der Adhäsionskunststoff 25 als ein guter Wärmeisolator gegen die innerste Schicht wirkt. Die Beschichtung der Stahlrohre kann durch Anwendung des in Fig. 5 gezeigten Prinzips realisiert werden. Andere Metallrohre und Betonrohre können ebenfalls in ähnlicher Weise beschichtet werden.
Fig. 7 zeigt eine quergeschnittene Seitenansicht einer Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Bezugszeichen in Fig. 7 entsprechen denjenigen gemäß Fig. 1 bis 6. Die Extrusionsvorrichtung gemäß Fig. 7 weist einen festen Stator, einen zwischenliegenden Stator 10 auf. An der Außenseite des Stators befindet sich ein drehbarer äußerer Rotor 2a, und an der Innenseite befindet sich ein drehbarer innerer Rotor 2b. Die auf der Seite des äußeren Rotors 2a angeordnete Oberfläche des zwischenliegenden Stators 10 ist konisch, und entsprechend ist die auf der Seite des zwischenliegenden Stators 10 angeordnete Oberfläche des äußeren Rotors 2a konisch. Der zwischenliegende Stator 10 weist Nuten 4 auf, die das zu extrudierende Material zwischen dem zwischenliegenden Stator 10 und dem äußeren Rotor 2a aus der Extrusionsvorrichtung heraustransportiert, wenn sich der äußere Rotor 2a dreht. Gemäß einem dementsprechenden Prinzip weist der innere Rotor 2b Nuten auf, die das zu extrudierende Kunststoffmaterial aus der Extrusionsvorrichtung heraustransportieren, wenn sich der innere Rotor 2b dreht. Aus Gründen der Übersicht zeigt die beigefügte Figur nur eine Betätigungsvorrichtung S. die den äußeren Rotor 2a dreht. Für den inneren Rotor 2b können eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, eine gemeinsame Betätigungsvorrichtung zum Drehen sowohl des äußeren Rotors 2a und des inneren Rotors 2b zu installieren, wobei jeder Rotor mittels des gleichen Zahnrads gedreht wird, so dass sich die Rotoren selbstverständlich in gegenläufigen Richtungen drehen. Falls jeder Rotor seine eigene Betätigungsvorrichtung hat, können die Drehrichtungen der Rotoren selbstverständlich gleichsinnig oder gegensinnig gewählt werden. Auf den inneren Rotor 2b folgt ein drehbarer Aufweitungskonus 30. Der Aufweitungskonus 30 wird mit der Drehvorrichtung 31 gedreht. Mittels der Drehvorrichtung 31 kann der Erweiterungskonus 30 entweder mit der gleichen oder mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit gedreht werden, wobei der innere Rotor 2b in der gleichen oder einer unterschiedlichen Richtung angeordnet ist, je nach der gewünschten Orientierung. Die Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung ist zum Zubereiten des innersten Rohrs eines Mehrschicht-Rohrs ausgebildet, und die Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Erzeugen der äußeren Schicht des Rohr auf, wobei diese Einrichtung die äußere Schicht bildet, indem sie einen Streifen 32 spiralig zu einem Rohr wickelt. In der Figur ist diese Einrichtung um der Übersicht willen nicht gezeigt. Die Extrusionsvorrichtung gemäß Fig. 7 bewirkt eine drehende Bewegung der Kunststoffmasse 15 des inneren Rohrs, so dass die Schichten in Eine sehr gute gegenseitige Anhaftung gebracht werden. Ferner kann der Dorn 18 gekühlt werden, so dass, während der Streifen 32 und der Dorn 13 die Kunststoffmasse 15 kühlen, die Orientierung des Masse sehr leicht eingeforen werden kann. Der Steifen 32 kann z. B. aus Glasfaser bestehen oder ein Polypropylen-Streifen sein, der in einer einzigen Richtung orientiert ist.
Der Streifen 32 besteht vorzugsweise aus einer äußeren Elektrodenschicht 32a, einer Isolierschicht 32b und einer inneren Elektrodenschicht 32c. Die äußere Elektrodenschicht 32a kann z. B. aus elektrisch leitendem Kunststoff oder aus einer Aluminiumfolie gebildet werden. Die Isolierschicht 32b kann z. B. in Form gesinterten oder normalen geschäumten Kunststoffs vorgesehen sein, dessen Zellen z. B. einen Füllstoff aufweisen. Der geschäumte Kunststoff enthält vorzugsweise Löcher, so dass z. B. Luft durch diesen hindurchtritt. Die innere Elektrodenschicht 32c kann eine ähnliche Struktur aufweisen wie die äußere Elektrodenschicht 32a. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird ein Rohr gebildet, das z. B. derart verwendet werden kann, dass, falls ein Nagel durch das Rohr tritt, ein Kurzschluss zwischen den Elektrodenschichten auftritt und das Rohr den Benutzer vor einem ernsten Zusammenbruch warnt. Das Rohr ist z. B. als Gasleitung innerhalb eines Gebäudes verwendbar. Andererseits kann eine Potentialdifferenz zwischen den Elektrodenschichten erzeugt werden, woraufhin, wenn die Oberfläche des Rohrs an irgendeiner Stelle z. B. durch einen Stein druckbeaufschlagt wird, die Veränderung in der Potentialdifferenz der Isolierschichten durch einen Spannungsmesser detektiert werden kann. Diese Verwendungsform des Rohrs ist z. B. bei Verlegung des Rohr unter dem Boden zweckmäßig, und Probleme, die z. B. durch übermäßige Verkehrsbelastung verursacht werden, können in einer derartigen Situation berücksichtigt werden. In der gleichen Weise ist es möglich, ein übermäßiges Ansteigen des Drucks innerhalb des Rohrs zu detektieren. Die Alarm-Pegel des Rohrs können leicht bestimmt werden, indem die Außenring-Steifigkeit des Rohrs in bezug auf die Innensteifigkeit und die Härte des Schaums eingestellt werden. Wenn andererseits das Rohr als Ventilations- oder Boden- und Abflussrohr innerhalb eines Gebäudes verwendet wird, kann das Geräusch der Abwasserkanalisation in dem Rohr detektiert werden, und es kann dementsprechend eine Gegenwelle an der Außenseite erzeugt werden, um das in dem Rohr auftretende Geräusch zu dämpfen. Ferner kann die Außenfläche zum Erzeugen eines Tons, z. B. eines Warnsignals, verwendet werden. Die Potentialdifferenz zwischen den Elektrodenschichten kann auch als Feuchtigkeitsbarriere verwendet werden, so dass ein durch Wassermoleküle verursachtes Korrodieren der Oberfläche des Rohrs ausgeschlossen ist. Somit hat, wenn die Isolierschicht feucht wird, dies eine Auswirkung auf die Potentialdifferenz, so dass das Rohr als Sensor zum Lokalisieren undichter Stellen verwendet werden kann, z. B. in Nachbarschafts-Heizrohren. Die Stärke des Rohrs ist auch dann exzellent, wenn z. B. Aluminium für die Elektrodenschicht verwendet wird. Die Elektrodenschichten können selbstverständlich z. B. auch zum elektrischen Heizen und Lokalisieren des Rohrs verwendet werden, da z. B. Aluminium von Boden her leicht detektiert werden kann, etwa mit einem Metalldetektor. Andererseits können den Elektroden auch Tonsignale zugeführt werden, und der hörbare Ton kann zur Erleichterung des Lokalisierens verwendet werden. Die zwischen den Elektroden angeordnete Isolierung oder Isolierschaumschicht kann ferner, z. B. durch Carbon Black, derart modifiziert werden, dass sie teilweise leitend ist, woraufhin die Kompression des Isolators einen direkten Einfluss z. B. auf die Potentialdifferenz nimmt. Auch eine Verwendung bei Sprinklern ist möglich, da das schnelle Erwärmen der Metallfolie die elektrische Verbindung zwischen den Filmen beeinflusst. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, die sich durch die Kombination aus Metall und orientiertem Kunststoff ergibt, und der Möglichkeit zum Verwenden von Alarmsignalen ist das Rohr z. B. auch für Gas- und Ölleitungen im Offshore-Bereich und für große Fernleitungen verwendbar. Es scheint möglich, dass durch Eingabe von Hochfrequenz-Oszillation in ein Paar von Elektroden ein bakterielles Wachstum an der Außen- und/oder Innenfläche des Rohrs verhindert werden kann.
Die Elektrodenschichten können derart positioniert werden, dass die äußere Elektrodenschicht 32 starrer ist, woraufhin das Rohr hauptsächlich auf von innen her eintreffende Signale reagiert, oder derart, dass die innere Elektrodenschicht starrer ist, woraufhin das Rohr hauptsächlich auf von außen her eintreffende Signale reagiert.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 7 kann auch derart ausgebildet sein, dass sie sich als ganzes dreht, wobei zu diesem Zweck die Extrusionsvorrichtung von den Enden her in Lagern befestigt wird, so dass sie sich dreht, wobei z. B. eine Ackumulierung von Toleranzen bei der Herstellung von Filmen vermieden werden kann. In diesem Fall tritt das Material des rohrförmigen Produkts drehend aus dem Extruder aus, und selbstverständlich muss auch die Abnahme drehend erfolgen. Es können Keile 43 außerhalb der Vorrichtung vorgesehen sein, wobei der äußere Rotor 2a mittels der Keile in der Radialrichtung bewegt wird. Auf diese Weise kann die Dicke der mit der Vorrichtung hergestellten äußeren Lage des Kunststoffmaterials 15 eingestellt werden. Der drehende Konus 30 kann axial bewegbar ausgestaltet sein, so dass die Möglichkeit besteht, durch Ändern der Position des Drehkonus 30 die Dicke der Innenschicht des zu extrudierenden Materials einzustellen. Durch Zuführen des zu extrudierenden Materials über unterschiedliche Zuführleitungen zu unterschiedlichen Seiten des zwischenliegenden Stators 10 kann der Materialstrom mittels der Zuführvorrichtungen derart eingestellt werden, dass die den beiden Seiten zuzuführenden Materialströme die Dicken der unterschiedlichen Schichten bestimmen. Der äußere Rotor 2a, der innere Rotor 2b und der Aufweitungskonus 30 drehen sich vorzugsweise in der gleichen Richtung, wobei das zu extrudierende Kunststoffmaterial zusammen mit dem zuzuführenden Streifen 32 fest gewickelt wird und das zu extrudierende Rohr eine gleichförmige Ausgestaltung erhält. Der zwischenliegende Stator 10 weist elektrische Widerstände 44 auf, wobei das zu extrudierende Material hauptsächlich von der Mitte des Materials her durch den zwischenliegenden Stator 10 geheizt werden kann, so dass das Heizen in effektiver Weise realisierbar ist.
Fig. 8 zeigt ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 7. Die Bezugszeichen in Fig. 8 entsprechen denjenigen in Fig. 1 bis 7. In dem in Fig. 8 gezeigten Fall wird anstelle des Streifens 32 ein Aluminiumstreifen 33 zugeführt, um die äußere Schicht zu bilden. Der Aluminiumstreifen 33 kann an dem angrenzenden Aluminiumprofil in der von dem Streifen gebildeten Spirale z. B. durch kontinuierliches Schweißen, Punktschweißen oder Kleben, oder auf eine andere an sich bekannte Weise befestigt werden. Der Aluminiumstreifen 33 kann auch Nuten gemäß Fig. 8 aufweisen. In einem solchen Fall ist der Durchmesser for des äußersten Zufuhrstroms der zuzuführenden Masse 15 vorzugsweise größer vorgesehen als der kleinste Innendurchmesser AI des Aluminiumprofils 33, wobei die Kompression der Kunststoffmasse 15 zu dem Grund der Nuten gewährleistet sein kann und ein sehr starkes aluminiumbeschichtetes Kunststoffrohr hergestellt werden kann. Anstelle eines flachen Aluminiumprofils kann das Profil aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das z. B. einen rechteckigen hohlen Querschnitt aufweist, was die Ringsteifigkeit des Rohrs beträchtlich verbessert. Dieser Typ eines steifen Rohrs, der eine mit Zugfestigkeit ausgerichtete Innenauskleidung aufweist, ist z. B. zur Anwendung für Druckabwasserleitungen geeignet.
Fig. 9 zeigt eine wiederum weitere Anwendung einer Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Bezugszeichen in Fig. 9 entsprechen denjenigen in Fig. 1 bis 8. Mittels der Extrusionsvorrichtung 19 wird eine Kunststoffschicht dem Inneren des Rohrs zugeführt, das aus dem Aluminiumstreifen 33 gebildet werden soll. Dann wird mit einer zweiten Extrusionsvorrichtung, die konisch ist, dem Aluminiumrohr eine Kunststoffschicht 35 zugeführt. Das zuzubereitende Rohr wird mittels einer Zugvorrichtung 36 derart gezogen, dass die mittels der Extrusionsvorrichtung 34 zugeführte Kunststoffschicht in einem Abstand von der Extrusionsvorrichtung 34 an der Oberfläche des Rohrs anhaftet. Die Zugvorrichtung 36 kann drehbar befestigt sein. Das Ziehen des herzustellenden Rohr kann erfolgreich durchgeführt werden, da aufgrund der Tatsache, dass die Schicht aus Aluminium oder einem anderen Material gebildet ist, das Rohr die Dehnung gut aushält. Somit wird in der Kunststoffschicht 35 eine axiale Orientierung erzeugt. Die Extrusionsvorrichtung 19 erzeugt innerhalb des Aluminiumrohrs eine Kunststoffschicht, die eine umfangsmäßige Orientierung aufweist. Somit erhält man ein Rohr, das eine Aluminiumschicht aufweist und bei dem sich innerhalb der Aluminiumschicht eine umfangsmäßig und/oder axial orientierte Kunststoffschicht und außerhalb eine axial orientierte Kunststoffschicht befindet, so dass das resultierende Rohr sehr stark ist.
Fig. 10 zeigt schematisch die Verwendung einer Extrusionsvorrichtung gemäß der Erfindung zum Beschichten von Abwasserrohren von der Innenseite her. Die benötigten Vorrichtungen können unterirdisch installiert werden, um die Innenbeschichtung eines Abwasserrohrs 38 über einen ersten Ablaufschacht 37a und einen zweiten Ablaufschacht 37b vorzunehmen. Die Extrusionsvorrichtung 19 wird in das Abwasserrohr 38 bewegt, indem sie mit einem Kabeldraht 39 gezogen wird. Der Kabeldraht 39 wird auf eine Spule 40 gewickelt. Der Kabeldraht 39 wird durch Führungsrollen 41 geführt. In dem Fall gemäß Fig. 10 wird die Extrusionsvorrichtung 19 zuerst mittels des Kabeldrahts 39 in die Nähe des ersten Ablaufschachts 37a gezogen. Dann wird die Extrusionsvorrichtung aktiviert, um ein Kunststoffrohr 22 zu erzeugen, und sie wird mittels des Kabeldrahts 39 zu dem zweiten Ablaufschacht 37b gezogen. Die Zufuhr von Material und Energie zu der Extrusionsvorrichtung 19 kann über einen Dukt 42 von einer auf dem Boden angeordneten Einheit her realisiert werden. Die Extrusionsvorrichtung 19 kann selbstverständlich derart platziert werden, dass sie das Kunststoffrohr in der Gegenrichtung zu der in Fig. 10 gezeigten Richtung ausbildet.
Die Erfindung wurde vorstehend nur anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Fachleuten wird jedoch ersichtlich sein, dass die Erfindung nicht auf die obigen Beispiele beschränkt ist, sondern dass die unterschiedlichen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche variieren können. Somit weist die einfachste Form der Extrusionsvorrichtung nur Einen einzigen feststehenden Stator und einen einzigen drehbaren Rotor auf, zwischen denen ein konischer Zuführspalt ausgebildet ist. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können selbstverständlich auch z. B. zum Zubereiten von ausgerichteten Filmen oder Hochdruck-Rohren oder -Schläuchen verwendet werden.

Claims

1. Rohr aus mehreren unterschiedlichen Materialien, mit einer innersten Schicht (15), einer außerhalb dieser angeordneten inneren Elektrodenschicht (32c), einer außerhalb dieser angeordneten Isolierschicht (32b) und einer außerhalb dieser angeordneten äußeren Elektrodenschicht (3a), dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Schicht (15) durch kontinuierliche Extrusion aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und dass die Isolierschicht (32b) aus geschäumtem Kunststoffmaterial hergestellt ist.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geschäumte Kunststoffmaterial Löcher enthält.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen des geschäumten Kunststoffmaterials einen Füllstoff aufweisen.

4. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschichten (32a,32c) elektrisch derart angeordnet sind, dass eine Perforation der Elektrodenschichten (32a,32c) einen Kurzschluss verursacht.

5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschichten (32a,32c) elektrisch derart angeordnet sind, dass eine aus Krafteinwirkung auf das Rohr resultierende Belastung eine Potentialdifferenz zwischen den Elektrodenschichten (32a,32c) verändert.