Verbundförderrohr

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verbundförderrohr für abrassive Fluide und Dickstoffe, insbesondere für Beton, mit einem Innenrohr aus verschleißfestem oder innenseitig verschleißfest beschichtetem Material und mit einer das Innenrohr umschließenden Verstärkungshülle.

In der Bauindustrie werden vielfach mobile Betonpumpen eingesetzt, womit Beton von einer Aufgabestelle über Förderrohre zu einer Ausbringstelle an der Baustelle gefördert wird. Die Förderrohre befinden sich üblicherweise an den Mastarmen eines Verteilermasts, der mit seinem Endschlauch über eine Fernsteuerung zur Betonierstelle dirigiert werden kann. Weiter sind Anwen- dungsfälle unter Verwendung von stationären Betonpumpen bekannt, bei denen die Förderrohre erdfest von der Aufgabestelle zur Ausbringstelle verlegt werden. Wegen der abrassiven Eigenschaften von strömendem Flüssigbeton müssen die Förderrohre aus einem verschleißarmen Material hergestellt werden. üblicherweise werden hierfür Stahlrohre verwendet. Die Stahl- röhre übernehmen dort sowohl die Funktion des Verschleißschutzes als auch der Dichtheit und der Druckfestigkeit der Förderrohre. Als nachteilig wird dabei das relativ hohe Gewicht der Stahlrohre empfunden, das sich wesentlich auf das Transportgewicht einer Betonpumpe und auf die Länge des Mastauslegers auswirkt.

Zur Gewichtsminderung bei Förderrohren dieser Art ist bereits vorgeschlagen worden (DE-10324321 A1), durch einen geeigneten Werkstoffverbund ein Rohr mit niedrigem Strukturgewicht zu verwenden, das dennoch eine ausreichende Stabilität und Abriebfestigkeit bei hoher Biegesteifigkeit auf- weist. Das Verbundförderrohr weist dort ein Innenrohr aus abriebfestem Kunststoff, insbesondere Polyurethan sowie eine das Innenrohr umschließende und mit diesem verbundene Verstärkungshülle aus faserverstärktem

Kunststoff auf. Es hat sich jedoch gezeigt, dass sowohl die Abriebfestigkeit als auch die Dichtheit derartiger Verbundrohre im harten Baustellenbetrieb zu wünschen übrig lässt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbundförderrohr für Dickstoffe, insbesondere Beton zu entwickeln, das auch hohe Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit und die Dichtheit im mobilen Einsatz und an ein relativ geringes Gewicht erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, dass bei derartigen Verbundrohren neben einem Verschleißschutz im Inneren und einer hohen Druckfestigkeit im äußeren hohe Anforderungen an die Dichtheit zu stellen sind. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass zwischen dem Innenrohr und der Verstärkungshülle eine mit diesen flächig verbundene Dichtschicht angeordnet ist. Die Dichtschicht sorgt für eine ausreichende Dichtheit einerseits und eine gute Haftung zwischen dem inneren Metallrohr und der äußeren Verstärkungshülle.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Innenrohr aus Metall, insbesondere aus gehärtetem Stahl besteht. Das Innenrohr kann bei einer hohen Druckfestigkeit der Verstärkungshülle relativ dünnwandig und daher leicht ausgebildet werden.

Vorteilhafterweise besteht das Innenrohr aus gehärtetem Stahl. Es weist zweckmäßig eine glatte, verschleißfeste Innenfläche auf, die oberflächengehärtet sowie poliert sein kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Dichtschicht aus einem mit der Außenfläche des Innenrohrs und mit der Innenfläche der Verstärkungshülle flächig verbunden kautschukelastischen Material. Die Dichtschicht besteht zweckmäßig aus Gummi, der auf der Außenfläche des Innenrohrs und auf der Innenfläche der Verstärkungshülle aufvulkanisiert ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Verstärkungshülle aus faserverstärktem Kunststoff oder Kunstharz. Vorteilhafter- weise wird hierfür ein in eine Kunststoff- oder Kunstharzmatrix eingebetteter. Faserstrang verwendet, dessen Verstärkungsfasern als Glas-, Kohlenstoff-, PE- oder Aramidfasern ausgebildet sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfasst mindestens ein Bund- element, das endseitig am Innenrohr und/oder an der Verstärkungshülle fixiert ist. Vorteilhafterweise weist das Bundelement einen auf die Verstärkungshülle aufgesteckten und dort flächig fixierten, vorzugsweise angeklebten Kragen auf. Außerdem weist es zweckmäßig eine gegen das stirnseitige Ende der Verstärkungshülle und des Innenrohrs anschlagende und dort fi- xierte Ringstufe auf.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundförderrohrs für abrassive Fluide und Dichtstoffe der eingangs angegebenen Art, bei welchem

auf ein vorgefertigtes Innenrohr aus verschleißfestem Material, ein Dichtschlauch, ein Dichtband oder eine Dichtmasse aus kautschukelastischem Material unter Bildung einer zusammenhängenden Dichtschicht aufgebracht wird,

anschließend auf die Außenfläche der Dichtschicht ein kunststoff- oder kunstharzgetränkter Faserstrang aus Glas-, Kohlenstoff- oder Aramid- fasern aufgewickelt wird,

- das so gebildete Zwischenprodukt einer Wärmebehandlung unterzogen wird,

wobei das vorzugsweise aus Gummi bestehende kautschukelastische Material der Dichtschicht bei der Wärmebehandlung auf die Außenflä- che des Innenrohrs und auf die Innenfläche der Verstärkungshülle aufvulkanisiert wird,

und wobei vorteilhafterweise der Kunststoff oder das Kunstharz in der Verstärkungshülle bei der Wärmebehandlung oder im Anschluss daran ausgehärtet wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Verbundförderrohr für abrassive Fluide und Dickstoffe;

Fig. 2 ein Detail der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Das in der Zeichnung dargestellte Verbundrohr ist als Förderrohr für Dickstoffe, insbesondere für den Einsatz in fahrbaren Betonpumpen bestimmt.

Das Verbundförderrohr besteht im Wesentlichen aus einem Innenrohr 10 aus Metall, beispielsweise aus gehärtetem Stahl, einer Dichtschicht 12 aus Gummi und einer Verstärkungshülle 14. Die Verstärkungshülle 14 ist durch einen außenseitig auf die Dichtschicht 12 in Umfangsrichtung dicht zusammenhängend aufgewickelten, in eine Kunststoffmatrix eingebettetem Koh-

lenstofffaserstrang (Roving) gebildet ist. Die Dichtschicht 12 ist sowohl auf die Außenfläche 16 des Innenrohrs 10 als auch auf die Innenfläche 18 der Verstärkungshülle 14 flächig aufvulkanisiert. Die Innenfläche 20 des Innenrohrs 10 kann dabei oberflächengehärtet oder oberflächenbeschichtet und poliert sein.

Das Verbundrohr kann beliebig abgelängt werden. An den Enden des Verbundrohrs befindet sich jeweils ein Bundelement 22, das mit einem Kragen 24 außenseitig auf die Verstärkungshülle 14 aufgeschoben und mit Hilfe ei- ner Klebeschicht 26 flächig auf die Außenfläche 28 der Verstärkungshülle 16 aufgeklebt ist. Die in Fig. 2 angedeuteten Rillen 29 im Kragen 24 sorgen für eine bessere Klebstoffverteilung. Das vorzugsweise aus Stahl oder aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Bundelement 22 trägt außerdem einen Einlagering 30, der zusammen mit einer Ringstufe 32 im Bundelement einen ringförmigen Anschlag für das benachbarte stirnseitige Ende des Verbundrohrs bildet. Der Einlagering ist formschlüssig im Bundelement 22 gehalten und kann an seiner Umfangsfläche mit dem Bundelement 22 verklebt sein.

Das in Fig. 1 dargestellten Verbundförderrohr ist zwar langgestreckt ausgebildet. Grundsätzlich ist es möglich, auch gekrümmte Rohre (Rohrkrümmer) in entsprechender Weise aufzubauen.

Zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Verbundförderrohrs wird zunächst auf einen das Innenrohr 10 bildenden Rohr-Rohling aus Stahl ein Gummischlauch, ein Gummiband oder eine kautschukelastische Masse unter Bildung der Dichtschicht 12 aufgebracht. Anschließend wird die Verstärkungshülle 14 in Form eines kunststoffgetränkten Kohlenfaserstrangs in Umfangs- richtung dicht zusammenhängend aufgewickelt und einem Erwärmungsvor- gang unterworfen. Dabei kommt es zu einer Aufvulkanisierung der gummi- haltigen Dichtschicht 12 auf die Außenfläche 16 des Innenrohrs 10 und auf die Innenfläche 18 der Verstärkungshülle 14. Gleichzeitig kommt es zu einer

Verfestigung der Verstärkungshülle 14. Anschließend wird über die Enden des Verbundförderrohrs eine Klebstoff seh icht 26 aufgebracht und das Bundelement 22 aufgeschoben und gegebenenfalls unter Temperaturerhöhung angeklebt.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbundförderrohr für abrassive Fluide und Dickstoffe, insbesondere für Beton. Das Verbundförderrohr umfasst ein Innenrohr 10 aus verschleißfestem Material und eine das Innenrohr 10 umschließende Verstärkungshülle 14. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Innenrohr 10 und der Verstärkungshülle 14 eine mit diesen flächig verbundene Dichtschicht aus kautschukelastischem Material angeordnet.