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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF A METAL-REINFORCED PLASTIC COMPOSITE PIPE AND METAL-REINFORCED PLASTIC COMPOSITE PIPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/132120
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a metal-reinforced plastic composite pipe, a device for producing the same, and a method for production comprising the following steps: a) providing a plastic pipe (10); b) feeding a metal strip (11) to the vicinity of the outer circumference of the plastic pipe (10); c) deforming the metal strip (11) such that it surrounds the plastic pipe (10) in some regions in a C shape, spaced from the outer circumference thereof; d) applying a first adhesive layer (12) onto the outer circumference of the plastic pipe (10); e) deforming the metal strip (11') having a C-shaped cross-section into a metal pipe (14) surrounding the plastic pipe (10), the longitudinal edges (13, 15) of the metal pipe (14) overlapping each other; f) applying a second adhesive layer (16) onto the outer circumference of the metal pipe (14); g) compressing the metal pipe (14) in the radial direction in order to press the inner circumference of the metal pipe (14) onto the outer circumference of the plastic pipe (10) provided with the first adhesive layer (12); h) extruding a plastic casing (18) on the outer circumference of the metal pipe (14) provided with the second adhesive layer (16).

Inventors:
KERTSCHER EBERHARD (CH)
Application Number:
PCT/EP2008/054952
Publication Date:
November 06, 2008
Filing Date:
April 23, 2008
Export Citation:
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Assignee:
THOMAS MACHINES S A (CH)
KERTSCHER EBERHARD (CH)
International Classes:
B29D23/00; B23K26/00; B29C48/153; B29C63/06; B32B1/08; F16L9/147; B29C48/09; B29C48/13; B29C48/151
Foreign References:
EP1287973A12003-03-05
JPS586723A1983-01-14
EP0353977A21990-02-07
Attorney, Agent or Firm:
ICB INGENIEURS CONSEILS EN BREVETS S.A. (Marin, CH)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Kunststoffrohrs (10); b) Zuführen eines Metallbandes (1 1 ) in die Nähe des Außenumfangs des Kunststoffrohrs (10); c) Verformen des Metallbandes (1 1 ) derart, dass es das Kunststoff röhr (10) von dessen Außenumfang beabstandet C-förmig teilweise umgibt; d) Aufbringen einer ersten Klebstoffschicht (12) auf den Außenumfang des Kunststoffrohrs (10); e) Verformen des im Querschnitt C-förmigen Metallbandes (11 ') zu einem das Kunststoffrohr (10) umgebenden Metallrohr (14), wobei die Längskanten (13, 15) des Metallrohrs (14) einander überlappen; f) Aufbringen einer zweiten Klebstoffschicht (16) auf den Außenumfang des Metallrohrs (14), wobei zumindest ein Teil der zweiten Klebstoffschicht (16) unmittelbar vor der Kompressionsdüse (165, 168) zum Komprimieren des Metallrohrs (14) aufgebracht wird; g) Komprimieren des Metallrohrs (14) in radialer Richtung in einer ringförmigen Kompressionsdüse (165, 168), um den Innenumfang des Metallrohrs (14) auf den mit der ersten Klebstoffschicht (12) versehenen Außenumfang des Kunststoffrohrs (10) aufzupressen; h) Extrudieren eines Kunststoffmantels (18) auf den mit der zweiten Klebstoffschicht (16) versehenen Außenumfang des Metallrohrs (14).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der zweiten Klebstoffschicht (16) im Schritt f) Klebstoff auch zwischen die einander überlappenden Längskantenbereiche des Metallrohrs

(14) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Verfahrensschritt i) umfasst, bei dem die einander überlappenden Längskanten (13, 15) des Metallrohrs (14) miteinander verschweißt werden.

5

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einander überlappenden Längskanten (13, 15) des Metallrohrs (14) mittels eines Lasers durch eine Klebstoffschicht hindurch miteinander l o verschwei ßt werden .

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

15 das Aufbringen der zweiten Klebstoffschicht (16) im Schritt f) durch zwei

Fließwege (162, 161 ; 167, 166) erfolgt, deren Mündungsbereiche zum Außenumfang des Metallrohrs (14) in Axialrichtung voneinander beabstandet sind.

20 6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Klebstoffschichten (12, 16) versehene Einheit aus Kunststoffrohr (10) und Metallrohr (14) beim Hindurchtreten durch die Kompressionsdüse (165, 168) aufgeheizt wird.

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7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren kontinuierlich unter ständigem Vorschub des Kunststoff- Verbundrohrs (10) und des Metallbandes (1 1 ) erfolgt. 30

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) vor dem Schritt c) durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) vor dem Schritt b) durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt i) nach den Schritten f) und g) durchgeführt wird.

11. Metall verstärktes Kunststoff-Verbundrohr bestehend aus einem radial inneren Kunststoffrohr (10), dessen Außenumfang mit dem Innenumfang eines Metallrohrs (14) fest verklebt ist, wobei die Längskanten (13,15) des Metallrohrs (14) einander überlappen und miteinander verklebt oder verschweißt sind und wobei ein Kunststoffmantel (18) den Außenumfang des

Metallrohrs (14) umgibt und mit diesem verklebt ist.

12. Metall verstärktes Kunststoff-Verbundrohr nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (14) aus einem gelochten Metallblech gebildet ist.

13. Vorrichtung zum Herstellen eines metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer ersten Zuführeinrichtung für ein Kunststoffrohr (10); - einer zweiten Zuführeinrichtung für ein Metallband (1 1 ); einer ersten Fertigungsstufe (1 10), die das Metallband (1 1 ) und das Kunststoffrohr (10) relativ zueinander positioniert; einer zweiten Fertigungsstufe (120), die zumindest eine Verformungseinrichtung (121 , 122, 123, 124) für das Metallband (1 1 ) aufweist; einer dritten Fertigungsstufe (130), die einen ersten Klebstoffapplikator (131 ) aufweist, der so ausgebildet ist, dass das Kunststoff röhr durch den ersten Klebstoffapplikator (131 ) hindurchtreten kann;

zumindest einer vierten Fertigungsstufe (140), die eine weitere Verformungseinrichtung für das bereits teilverformte Metallband aufweist, eine fünfte Fertigungsstufe (150), die einen zweiten Klebstoffapplikator (151 ), der so ausgebildet ist, dass das Kunststoff röhr und das es umgebende Metallrohr durch den zweiten Klebstoffapplikator (151 ) hindurchtreten kann, und eine Kompressionseinrichtung (159) für das das Kunststoff röhr umgebende Metallrohr aufweist; und einen Extruder (105), der so ausgebildet ist, dass der Verbund aus Kunststoffrohr und Metallrohr durch den Extruder (131 ) hindurchtreten und dort mit einer Kunststoffumhüllung versehen werden kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionseinrichtung (159) eine Kompressionsdüse (165, 168) aufweist, die, vorzugsweise mit einem elektrischen Widerstand, beheizbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Schweißvorrichtung (179) aufweist, die zwischen der fünften

Fertigungsstufe (150) und dem Extruder (105) angeordnet ist.

Description:

Verfahren zur Herstellung eines metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs und metal I verstärktes Kunststoff-Verbundrohr

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes metallverstärktes Kunststoff-Verbundrohr. Ferner betrifft sie eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann.

STAND DER TECHNIK

Marktüblich und allgemein bekannt sind metal I verstärkte Kunststoff röhre, auch Verbundrohre genannt, die aus mehreren Schichten bestehen, von denen zumindest eine Schicht aus Metall gebildet ist. Diese Metallschicht sorgt aufgrund ihrer im Vergleich zum Kunststoff wesentlich geringeren Wärmeausdehnung für eine gegenüber einem Kunststoffrohr deutlich verbesserte Längenkonstanz bei Temperaturschwankungen.

Bei diesen bekannten Verbundrohren wird auf ein Kunststoffinnenrohr ein Klebstoff aufgebracht und über die Klebstoffschicht wird ein zu einem Rohr zusammengeschweißter Metallmantel, der aus Aluminium oder Stahl besteht, geformt. Um ein gutes Anhaften des Metallrohrs auf der Außenumfangsfläche des inneren Kunststoffrohrs zu erzielen, wird das geschweißte Metallrohr nach dem Aufbringen auf das Kunststoffrohr kompaktiert, also radial komprimiert, so dass es über seinen Umfang gleichmäßig am Kunststoffrohr anliegt. Nach dieser mechanischen Kompaktierung wird das Metallrohr soweit erwärmt, dass der sich darunter befindliche Klebstoff schmilzt und so das innere Kunststoffrohr mit dem äußeren Metallrohr verklebt. Anschließend werden auf das Metallrohr eine weitere

Klebstoffschicht und darauf eine Kunststoffschicht aufgebracht. Derartige Verbundrohre sind gasdicht, können gebogen werden, ohne dabei Falten zu bilden, und sind im Gegensatz zu einem Kunststoff röhr in Längsrichtung stabilisiert. Das bedeutet, dass bei einer Erwärmung nur eine geringe Dehnung in Axialrichtung auftritt. Nachteil derartiger Verbundrohre ist jedoch der verhältnismäßig hohe Herstellungspreis.

Des Weiteren sind Verbundrohre bekannt und am Markt verfügbar, die ebenfalls mit einem dünnwandigen Metallrohr versehen sind, wobei dieses Metallrohr jedoch nicht geschweißt ist, sondern um das innere Kunststoff röhr herum geformt ist, wobei sich die Längskanten des Metallrohrs entweder überlappen oder Stoß an Stoß anliegen. Der Herstellungsvorgang dieser bekannten Verbundrohre ist ähnlich dem vorher beschriebenen Herstellungsvorgang, wobei jedoch eine Kompaktierung wie bei den geschweißten Verbundrohren nicht möglich ist.

Es ist auch bekannt, das aufgewärmte Metallrohr auf das Kunststoffrohr aufzupressen, oder ein bereits mit einem Klebstoff oder einem Copolymer beschichtetes Metall zu verwenden, welches beheizt und auf das Innere Kunststoff röhr aufgepresst wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs anzugeben, welches die kostengünstige Herstellung metallverstärkter Kunststoff- Verbundrohre ermöglicht. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes kostengünstig herstellbares metal I verstärktes Kunststoff-Verbundrohr anzugeben.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist das Verfahren zur Herstellung eines metallverstärkten Kunststoff- Verbundrohrs die im Anspruch 1 angegebenen Schritte auf, insbesondere:

a) Bereitstellen eines Kunststoffrohrs; b) Zuführen eines Metallbandes in die Nähe des Außenumfangs des Kunststoffrohrs ; c) Verformen des Metallbandes derart, dass es das Kunststoff röhr von dessen Außenumfang beabstandet C-förmig teilweise umgibt; d) Aufbringen einer ersten Klebstoffschicht auf den Außenumfang des

Kunststoffrohrs; e) Verformen des im Querschnitt C-förmigen Metallbandes zu einem das

Kunststoffrohr umgebenden Metallrohr, wobei die Längskanten des

Metallrohrs einander überlappen; f) Aufbringen einer zweiten Klebstoffschicht auf den Außenumfang des

Metallrohrs; g) Komprimieren des Metallrohrs in radialer Richtung, um den Innenumfang des

Metallrohrs auf den mit der ersten Klebstoffschicht versehenen Außenumfang des Kunststoffrohrs aufzupressen; h) Extrudieren eines Kunststoffmantels auf den mit der zweiten Klebstoffschicht versehenen Außenumfang des Metallrohrs.

VORTEILE

Dieses Verfahren ermöglicht es, auf einfache, kostengünstige Weise metallverstärkte Kunststoff-Verbundrohre herzustellen, die zuverlässig in Längsrichtung stabilisiert sind und eine gegenüber einem reinen Kunststoffrohr nur sehr geringe Längendehnung aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Klebstoff beim Aufbringen der zweiten Klebstoffschicht im Schritt f) auch zwischen die einander überlappenden Längskantenbereiche des Metallrohrs eingebracht wird, so dass nach dem

Aushärten beziehungsweise Erstarren des Klebstoffs auch das Metallrohr in Umfangsrichtung stabilisiert ist.

Alternativ können die einander überlappenden Längskantenbereiche des Metallrohrs aber auch in einem zusätzlichen Verfahrensschritt i) miteinander verschweißt werden, insbesondere mittels eines Laserschweißverfahrens.

Der Schritt des Komprimierens des Metallrohrs in radialer Richtung im Schritt g) wird erfindungsgemäß in einer ringförmigen Kompressionsdüse durchgeführt. Eine derartige Kompressionsdüse gestattet die kontinuierliche Fertigung des erfindungsgemäßen Kunststoff-Verbundrohres bei exakter Konstanz des Au ßendurchmessers.

Das Aufbringen von zumindest einem Teil der zweiten Klebstoffschicht im Schritt f) erfolgt gemäß der Erfindung unmittelbar vor der Kompressionsdüse zum Komprimieren des Metallrohrs. Das Aufbringen des Klebstoffs vor der Kompressionsdüse sorgt dafür, dass der Klebstoff beim Hindurchtreten des mit dem Metallrohr versehenen inneren Kunststoffrohrs durch die Kompressionsdüse als Schmierstoff dient, so dass ein reibungsarmer Durchtritt des mit dem Metallrohr versehenen inneren Kunststoffrohrs durch die Kompressionsdüse ermöglicht wird, wodurch ein schnellerer Durchlauf durch die Kompressionsdüse und damit eine höhere Fertigungsgeschwindigkeit erzielt werden.

Dabei erfolgt das Aufbringen der zweiten Klebstoffschicht im Schritt f) vorzugsweise durch zwei Fließwege, deren Mündungsbereiche zum Außenumfang des

Metallrohrs in Axialrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei kann ein erster Fließweg unmittelbar vor der Kompressionsdüse zum Außenumfang des Metallrohrs münden, und ein zweiter Fließweg öffnet sich im Inneren der Kompressionsdüse oder dahinter.

Vorzugsweise wird die mit den Klebstoffschichten versehene Einheit aus Kunststoffrohr und Metallrohr beim Hindurchtreten durch die Kompressionsdüse aufgeheizt. Dadurch kann der zum Teil bereits erstarrte oder zäh gewordene

Klebstoff der ersten Klebstoffschicht erwärmt und wieder aufgeweicht und reaktiviert werden, so dass die Verklebung des Innenrohres mit dem Metallrohr gewährleistet wird..

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Verfahren kontinuierlich unter ständigem Vorschub des inneren Kunststoffrohrs und des Metallbandes erfolgt. Das Metallband kann beispielsweise von einer Spule abgewickelt werden. Um einen unterbrechungsfreien Betrieb sicherzustellen, können Vorkehrungen getroffen werden, welche es erlauben, das Bandende einer vollständig abgewickelten Spule mit dem Bandanfang einer neuen Spule zu verbinden.

Die im Anspruch 1 angegebene Reihenfolge der Schritte b), c) und d) ist nicht zwingend chronologisch, sondern der Schritt d) kann ebenso vor dem Schritt c) oder vor dem Schritt b) durchgeführt werden.

Die das Kunststoff-Verbundrohr betreffende Aufgabe wird durch das im Anspruch 11 angegebene metallverstärkte Kunststoff-Verbundrohr gelöst.

Dieses Kunststoff-Verbundrohr besteht aus einem radial inneren Kunststoffrohr, dessen Außenumfang mit dem Innenumfang eines Metallrohrs fest verklebt ist, wobei die Längskanten des Metallrohrs einander überlappen und miteinander verklebt oder verschweißt sind und wobei ein Kunststoffmantel den Außenumfang des Metallrohrs umgibt und mit diesem verklebt ist. Ein derartiges metallverstärktes Kunststoff- Verbundrohr ist auf kostengünstige Weise kontinuierlich zu fertigen und weist nach dem Aushärten beziehungsweise Erstarren des Klebstoffs eine hohe

Längsstabilität und Umfangsstabilität auf.

Vorzugsweise ist das Metallrohr aus einem gelochten Metallblech gebildet. Diese Variante des erfindungsgemäßen Kunststoff-Verbundrohres ermöglicht es, dass beim Auftreten einer Gasdiffusion durch die Wandung des Kunststoff-Verbundrohrs im Inneren gebildete Gase ungehindert durch die Löcher des Metallmantels nach außen treten können, sodass das Entstehen von Gasblasen in der Wandung unter dem Metallmantel vermieden wird.

Eine Vorrichtung zum Herstellen eines metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in Anspruch 13 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In dieser zeigt:

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung eines teilweise geschnittenen erfindungsgemäßen metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs;

Fig. 2 Einen Querschnitt durch das metallverstärkte Kunststoff-Verbundrohr gemäß Fig. 1 ;

Fig. 2A Einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Querschnitt durch das metallverstärkte Kunststoff-Verbundrohr gemäß Fig. 1 in einer alternativen Ausführungsform;

Fig. 3 Eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen metallverstärkten Kunststoff- Verbundrohrs;

Fig. 4 Eine schematische Darstellung einer Fertigungsstraße zur Herstellung des erfindungsgemäßen metallverstärkten Kunststoff-Verbundrohrs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 5 Einen Längsschnitt durch eine dritte Fertigungsstufe der in Fig. 4 gezeigten Fertigungsstraße;

Fig. 6 Einen Querschnitt durch die dritte Fertigungsstufe der Fig. 5 in

Richtung des Materialflusses gesehen;

Fig. 7 Einen Längsschnitt durch die Kompressionsstufe der Fertigungsstraße gemäß Fig. 4 und

Fig. 8 Einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 7.

DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFüHRUNGSBEISPIELEN

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein teilweise geschnittenes metal I verstärktes Kunststoff-Verbundrohr 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem inneren Kunststoff röhr 10, einer auf dem Außenumfang des inneren Kunststoffrohrs 10 aufgebrachten ersten Klebstoffschicht 12, einem auf die erste Klebstoffschicht 12 aufgebrachten, das innere Kunststoffrohr 10 umgebenden Metallrohr 14, einer den Außenumfang des Metallrohrs 14 umgebenden zweiten Klebstoffschicht 16, sowie einem auf die zweite Klebstoffschicht 16 aufgebrachten, das Metallrohr 14 umgebenden Kunststoffmantel 18.

Wie aus der Querschnittsdarstellung des in Fig. 1 gezeigten Kunststoff- Verbundrohrs 1 in Fig. 2 zu erkennen ist, überlappen die Längskanten 13, 15 des aus einem Metallband 1 1 zum Metallrohr 14 gebogenen Metallmantels einander, wobei zwischen die an die Längskanten 13, 15 angrenzenden Längskantenbereiche des Metallrohrs 14 Klebstoff 17 aus der ersten Klebstoffschicht 12 und/oder der zweiten Klebstoffschicht 16 eingedrungen ist. Auf diese Weise werden durch die beiden Klebstoffschichten 12, 16 nicht nur das Metallrohr 14 mit dem inneren Kunststoffrohr 10 und dem äußeren Kunststoffmantel 18 verklebt, sondern das an seinen Längskanten nicht miteinander verschweißte Metallrohr erhält durch den Klebstoff 17 nach dessen Aushärtung die gewünschte Metallrohrstabilität.

Fig. 2A zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht, die der Ansicht der Fig. 2 entspricht. Allerdings handelt es sich um eine Variante, bei der

kein Klebstoff zwischen den sich überlappenden Längskantenbereichen des Metallrohres 14 eingedrungen ist. Die sich überlappenden Längskantenbereiche liegen quasi spielfrei aufeinander und sind mit Hilfe eines Lasers miteinander verschweißt. Im Querschnitt ist die Schweißnaht 19 sichtbar.

Die in Fig. 3 dargestellte alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunststoff- Verbundrohrs 1 ' entspricht im Aufbau dem in Fig. 1 dargestellten Kunststoff- Verbundrohr 1 , wobei jedoch das Metallrohr 14' aus einem gelochtem Metallblech gebildet ist und so in Längsrichtung und über den Umfang verteilt mit einer Vielzahl von Löchern 14 " versehen ist. Diese Löcher 14" ermöglichen eine Gasdiffusion durch die Wandung des Kunststoff-Verbundrohrs hindurch, wobei im Inneren gebildete Gase ungehindert durch die Löcher des Metallmantels nach außen treten können, sodass das Entstehen von Gasblasen in der Wandung unter dem Metallmantel vermieden wird.

In Fig. 4 ist eine Fertigungsstraße 100 zur Herstellung eines Kunststoff- Verbundrohrs 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Anstelle des Kunststoff- Verbundrohrs 1 läßt sich auf dieser Fertigungsstraße 100 auch das metallverstärkte Kunststoff-Verbundrohr 1 ' fertigen.

Die Fertigungsstraße 100 besteht aus einem ersten Abschnitt 101 , in welchem die Verformungsschritte ablaufen, und einem zweiten Abschnitt 102, in welchem die Extrusion des Kunststoffmantels erfolgt. Der erste Abschnitt 101 weist eine mechanische Unterkonstruktion 103 auf, auf welcher die einzelnen Fertigungsstationen angebracht sind. Auch der zweite Abschnitt 102 weist eine mechanische Unterkonstruktion 104 auf, auf welcher der Extruder 105 angebracht ist. Der Materialdurchlauf erfolgt in der Fertigungsstraße 100 in Fig. 4 von rechts nach links und wird durch den Pfeil M symbolisiert.

In Materialflussrichtung M ist im ersten Abschnitt 101 der Fertigungsstraße 100 (in

Fig. 4 von rechts nach links) zunächst eine erste Fertigungsstufe 1 10 vorgesehen. Der ersten Fertigungsstufe 1 10 werden das Kunststoffrohr 10 und das Metallband 1 1 von rechts zugeführt. In dieser ersten Fertigungsstufe 1 10 wird das Metallband

11 in die Nähe des Außenumfangs des Kunststoff rohrs 10 gebracht und in eine parallele Transportlage zur Achse X des Kunststoffrohrs 10 ausgerichtet.

Das Kunststoffrohr 10 und das Metallband 11 durchlaufen dann eine zweite Fertigungsstufe 120, in welcher das Metallband 1 1 mehrere Rollformvorrichtungen 121 , 122, 123 und 124 durchläuft und zu einem im Querschnitt die Form eines liegenden "C" aufweisenden gebogenen Metallband 1 1 ' verformt wird, welches das Kunststoff röhr 10 teilweise umgibt (siehe Fig. 6). Die Rollformvorrichtungen können horizontal oder vertikal angeordnet sein.

Das aus der zweiten Fertigungsstufe 120 austretende Kunststoff röhr 10 sowie das in der zweiten Fertigungsstufe 120 verformte Metallband 11 ' treten dann in eine dritte Fertigungsstufe 130 des ersten Abschnitts 101 der Fertigungsstraße 100 ein. Die dritte Fertigungsstufe 130 ist in den Figuren 5 und 6 detailliert dargestellt.

Fig. 5 zeigt teilweise geschnitten einen Klebstoffapplikator 131 , dem auf dem Fachmann bekannte Weise ein erster Klebstoff C1 zugeführt wird. Der Klebstoff C1 wird in einem Heizkopf des Klebstoffapplikators 131 auf eine Temperatur von ca. 220° C erwärmt und zu einer unterhalb des Heizkopfs 132 gelegenen Applikatorhülse 133 geleitet, durch welche das Kunststoff röhr 10 hindurchläuft.

Die Applikatorhülse 133 ist über ihren Umfang mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 134 versehen, die in einen Ringraum 135 münden, der zwischen dem Außenumfang des Kunststoff rohrs 10 und dem Innenumfang der Applikatorhülse 133 ausgebildet ist. Auf der vom Ringraum abgewandten Rückseite der Applikatorhülse 133 sind die Durchtrittsöffnungen 134 mit einem Klebstoffkanal 136 im Inneren des Heizkopfs 132 verbunden. Auf diese Weise kann der im Heizkopf 132 erwärmte Klebstoff durch die Durchthttsöffungen 134 in den Ringraum 135 fließen, durch welchen das Kunststoff röhr 10 hindurchläuft. Dabei wird das Kunststoff röhr 10 an seinem Außenumfang mit dem Klebstoff C1 benetzt.

Das gebogene Metallband 1 1 ' läuft unterhalb des Klebstoffapplikators 131 an diesem vorbei.

In einer auf die dritte Fertigungsstufe 130 folgenden vierten Fertigungsstufe 140 erfolgt eine weitere Verformung des gebogenen Metallbands 1 1 ' dergestalt, dass das Metallband 1 1 ' zu einem das mit der ersten Klebstoffschicht 12 versehene Kunststoff röhr 10 umgebenden Metallrohr 14 umgeformt wird. Die Längskanten 13, 15 des Metallrohrs überlappen dabei einander. In einer abgewandelten Variante sind zwei oder mehr der vierten Fertigungsstufen 140 hintereinander vorgesehen.

Das aus der vierten Fertigungsstufe 140 austretende, mit der ersten Klebstoffschicht 12 versehene Kunststoff röhr 10 und das diese umgebende Metallrohr 14 treten anschließend in eine fünfte Fertigungsstufe 150 ein, die in Verbindung mit Fig. 7 und Fig. 8 nachfolgend näher beschrieben wird. Noch vor dem Eintreten des Kunststoffrohres 10 mit dem Metallrohr 14 in die 5. Fertigungsstufe 150 kann im Bereich der Längskanten 13, 15 des Metallrohres Klebstoff aufgetragen werden, der später in dem Zwischenraum zwischen den einander überlappenden

Längskantenbereichen des Metallrohres dafür sorgt, dass diese miteinander verkleben. Das Auftragen von Klebstoff auf die Längskanten des Metallrohres 14 kann auch im Eingangsbereich der 5. Fertigungsstufe mit Hilfe des Klebstoffapplikators 151 erfolgen. Falls die sich überlappenden Längskantenbereiche des Metallrohres später verschweißt werden sollen, wird kein Klebstoff in dem Zwischenraum zwischen den einander überlappenden Längskantenbereichen des Metallrohres eingebracht.

Die dritte Fertigungsstufe 130, die vierte(n) Fertigungsstufe(n) 140 und die fünfte Fertigungsstufe 150 liegen unmittelbar, das heißt ohne wesentlichen Abstand dazwischen, hintereinander, so dass eine Abnahme der Klebefähigkeit des Klebstoffs der in der dritten Fertigungsstufe aufgebrachten ersten Klebstoffschicht bis zum Durchlaufen durch die fünfte Fertigungsstufe 150 (zum Beispiel durch Abbinden) minimiert ist. Die in Fig. 7 gezeigte fünfte Fertigungsstufe 150 weist einen Klebstoffapplikator 151 auf, der im Wesentlichen genauso ausgebildet ist wie der Klebstoffapplikator 131 der dritten Fertigungsstufe und dem ein Klebstoff C2 zugeführt wird. Der Klebstoff C2 kann derselbe Klebstoff sein wie der Klebstoff C1 oder kann ein anderer

Klebstoff sein. Der Klebstoffapplikator 151 ist mit einem Heizkopf 152 versehen, der den Klebstoff C2 auf eine geeignete Fließtemperatur, beispielsweise ebenfalls 220° C, erwärmt. Unterhalb des Heizkopfs 152 ist der Klebstoffapplikator 151 mit einer Applikations- und Kompressionsvorrichtung 153 versehen. Die Applikations- und Kompressionseinrichtung 153 ist hülsenartig aufgebaut und das Metallrohr 14 sowie das mit der ersten Klebstoffschicht 12 versehene Kunststoffrohr 10 laufen durch die hülsenartige Applikations- und Kompressionseinrichtung 153 hindurch. Die Applikations- und Kompressionseinrichtung weist ein hülsenartiges Gehäuseteil 154 auf, das mit einem radialen Klebstoffkanal 155 versehen ist, der mit einem Klebstoffkanal 156 im Heizkopf 152 in Fluidverbindung steht.

Die Innenumfangsfläche des hülsenartigen Gehäuseteils 154 ist konusförmig mit einem sich in Materialflussrichtung M verringernden Durchmesser ausgebildet. In das hülsenartige Gehäuseteil 154 ist eine innere Konushülse 157 eingesetzt, die an ihrem Außenumfang derart konusförmig ausgebildet ist, dass sie gegen den

Innenkonus des hülsenartigen Gehäuseteils 154 zur Anlage bringbar ist. Die innere Konushülse 157 weist eine axiale Durchtrittsöffnung von konstantem Durchmesser auf, wobei der Durchmesser größer ist als der des Metallrohrs 14. Die in das hülsenartige Gehäuseteil 154 eingesetzte innere Konushülse 157 wird von einer in die hintere öffnung des hülsenartigen Gehäuseteils 154 eingeschraubten Schraubhülse 158 gegen die konusförmige Innenfläche des hülsenartigen Gehäuseteils 154 gedrückt und auf diese Weise darin fixiert.

In Materialflussrichtung hinter dem vorderen Abschnitt der inneren Konushülse 157 (in Fig. 7 links davon) ist eine Klebstoff-Applikations- und Kompressionsstruktur 159 vorgesehen, die nachfolgend anhand der Fig. 8 beschrieben wird.

Die Fig. 8 zeigt den vorderen Abschnitt der Applikations- und Kompressionseinrichtung 153 in vergrößerter Darstellung. Die innere Konushülse 157 liegt mit ihrem in Materialflussrichtung M vorderen Ende an der

Klebstoffapplikations- und Kompressionsstruktur 159 an. Diese weist einen ringförmigen Düsenkörper 160 auf, dessen Innendurchmesser sich vom Innendurchmesser der inneren Konushülse 157 ausgehend in Materialflussrichtung

konusartig auf einen Innendurchmesser verjüngt, der geringfügig größer ist, als der Außendurchmesser des zugeführten Metallrohrs 14.

Im Bereich der Verjüngung des Innendurchmessers ist der ringförmige Düsenkörper 160 mit einer Innenumfangsnut 161 versehen, in welche eine Mehrzahl von

Klebstoffkanälen 162 münden, die über den Umfang verteilt angeordnet sind und die den ringförmigen Düsenkörper 160 im Wesentlichen radial durchdringen. Auf der radial äußeren Rückseite der Klebstoffkanäle 162 stehen diese mit einer Mehrzahl von Klebstoffzuführkanälen 163 in Verbindung, die zwischen dem konischen Außenumfang der inneren Konushülse 157 und dem konischen Innenumfang des hülsenartigen Gehäuseteils 154 ausgebildet sind und auf ihrer rückwärtigen Seite in eine äußere Umfangsnut 164 der inneren Konushülse 157 münden, die in Fluidverbindung mit dem Klebstoffkanal 155 steht.

Der Klebstoff C2 kann daher aus dem Klebstoff kanal 155 über die äußere Ringnut 164 in die Klebstoffzuführkanäle 163 und durch die Klebstoffkanäle 162 in die innere Ringnut 161 fließen, von der aus der Klebstoff C2 den Außenumfang des Metallrohrs 14 erreicht und benetzt.

Durch die Viskosität der außen auf dem Metallrohr liegenden Klebstoffschicht, die sich mitsamt dem Metallrohr weiter durch die Kompressionsdüse bewegt, baut sich ein hydrodynamischer Druck auf, der dafür sorgt, dass zwischen den sich überlappenden Längskanten 13, 15 des Metallrohrs 14 vorhandene Luft herausgepresst wird. Eventuell beim Eintreten des Rohres in die Applikations- und Kompressionseinrichtung 153 noch vorhandenes Spiel wird beseitigt, und die in Fig.

2A eingezeichnete Erstreckung L in Umfangshchtung des Rohres des Bereichs, in dem sich die die Längskanten 13, 15 des Metallrohrs 14 überlappen, vergrößert sich entsprechend.

Der auf den Außenumfang des Metallrohrs 14 aufgebrachte Klebstoff wirkt beim

Hindurchtreten des Metallrohrs 14 durch die der Innenumfangs-Ringnut 161 folgenden ersten Abschnitt 165 der Kompressionsdüse und den darauf folgenden zweiten Abschnitt 168 der Kompressionsdüse, das ist der Bereich der

Klebstoffapplikations- und Kompressionsstruktur 159 mit engstem Durchmesser, als Schmiermittel. Auf diese Weise wird eine Friktion zwischen dem Metallrohr 14 und der Kompressionsdüse 165, 168 vermindert oder zumindest deutlich herabgesetzt. Der Klebstoff wirkt hier aber nicht nur als Schmiermittel, sondern sorgt aufgrund des oben schon erwähnten hydrodynamischen Druckes auch für eine Selbstzentrierung des Rohres 14 in der Kompressionsdüse 165, 168. Ein direkter Kontakt des Metallrohres 14 mit den Innenwänden der Kompressionsdüse 165, 169 wird somit in jedem Fall vermieden, und ein durch mechanische Reibung verursachter Abrieb des Metallrohres an seiner äußeren Oberfläche kann nicht auftreten. Beim Hindurchtreten des Metallrohrs 14 durch die Kompressionsdüse 165, 168 wird das Metallrohr radial derart komprimiert, dass das Metallrohr 14 fest gegen die auf dem Kunststoff röhr 10 befindliche erste Klebstoffschicht 12 aufgepresst und so mit dem Kunststoff röhr 10 zu einer Rohreinheit 19 verbunden wird. Während der radialen Komprimierung wird das Metallrohr gleichzeitig mittels einer mit der Bezugsziffer 169 bezeichneten Widerstandsheizung erwärmt.

In Materialflussrichtung M hinter dem ersten Abschnitt 165 der Kompressionsdüse (also in Fig. 8 links davon) ist eine weitere Ringnut 166 am Innenumfang der Klebstoffapplikations- und Kompressionsstruktur 159 ausgebildet. Diese weitere Innenumfangsringnut 166 steht über einen schräg zur Längsachse X verlaufenden ringförmigen Klebstoffkanal 167 mit den Klebstoffzuführkanälen 163 in Fluidverbindung. Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen sowohl die in Materialflussrichtung M erste Innenumfangs-Ringnut 161 als auch die zweite Innenumfangs-Ringnut 166 mit dem Klebstoffkanal 155 in Verbindung, und werden aus einer gemeinsamen Quelle mit Klebstoff C2 versorgt.

Es ist aber ebenso möglich, für die beiden nacheinander angeordneten Innenumfangsringnuten 161 , 166 jeweils eine eigene Versorgung mit Klebstoff vorzusehen, beispielsweise über zwei voneinander unabhängige Extruder. Durch den ringförmigen Klebstoffkanal 167 und die weitere Innenumfangsringnut 166 wird auf den Außenumfang der Rohreinheit 19 nach dem Durchlaufen durch den ersten

Abschnitt 165 der Kompressionsdüse nochmals Klebstoff gleichmäßig auf den gesamten Umfang der Rohreinheit 19 aufgetragen, so dass auf dem Außenumfang des Metallrohrs 14 eine zweite Klebstoffschicht 16 entsteht. Die Menge des hier

aufgetragenen Klebstoffs kann durch eine Verstellung des öffnungsquerschnitts des ringförmigen Klebstoffkanals 167 eingestellt werden, um eine gewünschte Schichtdicke des Klebers zu erzielen. Dadurch kann die Dicke der im Bereich der ersten Ringnut 161 auf den Außenumfang des Metallrohrs 14 aufgetragenen Klebstoffschicht nachreguliert werden. Auch diese zweite Klebstoffschicht wirkt beim Durchlaufen durch den sich anschließenden zweiten Abschnitt 168 der Kompressionsdüse als Schmiermittel. Bei einer entsprechend dicken Klebstoffschicht werden eventuelle Unregelmäßigkeiten im Außendurchmesser des Metallrohres ausgeglichen.

Die Kompressionsdüse 165, 168, vorzugsweise deren zweiter Abschnitt 168, kann, zum Beispiel durch einen Widerstand, beheizt werden, um durch ein hier erfolgendes Erwärmen des durch die Kompressionsdüse laufenden Verbundrohrs den Klebstoff der ersten Klebstoffschicht 12 zu erwärmen und wieder geschmeidig zu machen und um dessen Klebefähigkeit zu reaktivieren. Eine gewisse Erwärmung tritt bereits durch die Reibung zwischen dem als Schmiermittel wirkenden Klebstoff, dem Metallrohr 14 und den Innenwänden der Kompressionsdüse 165, 168 auf. Insbesondere bei einer hohen Viskosität des Klebstoffes und einer ausreichenden Länge des Abschnittes 168 in der Düse kann die entstehende Reibung zu einer Erwärmung des Klebstoffes und damit zu einer Aktivierung seiner Klebefähigkeit beitragen.

In Materialflussrichtung M hinter der fünften Fertigungsstufe 150, das heißt in Fig. 4 links von dieser, ist optional eine Schweißeinrichtung 170 vorgesehen. Nach dem Austritt der Rohreinheit 19 aus der in Fig. 8 dargestellten Applikations- und

Kompressionseinrichtung 153 können die beiden sich überlappenden Längskantenbereiche des Metallrohres 14 mit Hilfe dieser Schweißeinrichtung 170 miteinander verschweißt werden. Vorzugsweise umfasst die Schweißeinrichtung 170 einen Laser, welcher die beiden sich überlappenden Längskantenbereiche durch die äußere Klebstoffschicht hindurch miteinander verschweißt.

Die mit der zweiten Klebstoffschicht 16 versehene Rohreinheit 19 tritt anschließend in den Extruder 105 ein, in welchem auf die zweite Klebstoffschicht 16 ein

Kunststoffmantel 18 extrudiert wird. Nach dem Durchlaufen des Extruders 105 ist das erfindungsgemäße Kunststoff-Verbundrohr 1 fertig gestellt.

Wie bereits ausgeführt worden ist, kann an Stelle des geschlossenen Metallbands 11 auch ein gelochtes Metallband verwendet werden, welches dann zu dem gelochten Metallrohr 14', wie in Fig. 3 dargestellt, umgeformt wird, wobei die oben ausgeführten Verfahrensschritte zur Herstellung des Kunststoff-Verbundrohrs 1 dieselben sind wie für das Kunststoff-Verbundrohr 1 ' mit gelochtem Metallrohr 14'.

Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.