专利名称：用于粘稠物质的输送管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于粘稠物质特别是混凝土的输送管。
在建筑工业中常常使用移动式混凝土泵，借其将混凝土从一供料点经由输送管输向工地的一提取点。输送管通常处在一布料杆的杆臂上，它可以利用其终端软管经由遥控向混凝土浇灌点监控。此外采用固定式混凝土泵的应用情况也是已知的，其中输送管从供料点向提取点沿固定地面敷设。考虑到流动的液态混凝土的磨料特性，输送管由耐磨的材料制造。通常为此采用钢管，其内面经过硬化或涂覆减磨层。
本发明的目的在于，开发一种用于粘稠物质特别是混凝土的输送管，其重量较小并且仍然是耐磨的并因此特别适于移动式使用。
为了实现该目的，提出了权利要求1中说明的特征组合。由诸从属的权利要求得出本发明的有利的实施形式和进一步构成。
本发明的方案从这样的构思出发，即，通过适当的材料结合可以开发一种低结构重量的管道，它仍然具有对混凝土的足够的稳定性和耐磨强度同时具有高的抗弯刚度。为了达到该目的，按照本发明建议下列特征组合—一由耐磨的塑料特别是聚氨酯制造的内管；—至少一个在内管的外面的端边上材料封闭地固定的结合元件，结合元件具有一轴向连接于一在端边径向凸出的凸缘上的、与内管同心的环形伸出部分；以及—一至少包围内管并与内管以及与结合元件相连结的加强外壳；一其中，结合元件的径向凸出的凸缘通过一环形端面和一在其上径向向管内部连接的、从端面起轴向回缩的环形台阶限定，并且内管的塑料材料从管内部嵌入到该环形台阶中。
本发明的输送管在其相互面对的凸缘上成对地借助快速式管连接器相互连接。利用上述措施实现处于输送管中的混凝土虽然可能会侵入两连接的输送管的端面之间的分离缝隙内，但它在那里并无由于流动引起的、作用在内管与环形伸出部分之间的剪切力，后者可能导致内管的分离。如果另外从回缩的环形台阶的限定面沿轴向方向在凸缘上连接一倾斜的或弯曲的过渡面—该过渡面一直延伸到内面圆柱形环形伸出部分的内半径，以及，如果圆柱形内管的内面具有一向凸缘的端面那边发散的孔倾斜或孔偏曲，则保证将流动的粘稠物质材料的流动力转变为内管与结合元件之间的压力，此压力抵抗内管的分离。
本发明的另一重要的方面在于，通过加强外壳与结合元件之间的形锁合就不可能因作用到管上的轴向力而引起不符合要求的长度变化。为此，按照本发明建议—结合元件的环形伸出部分具有一外径沿轴向方向变化的外表面；和—加强外壳通过一在外面紧密连结地缠绕内管和结合元件的环形伸出部分的、嵌入一塑料基体的纤维结构构成，它与环形伸出部分的外表面形锁合和在必要时材料封闭地相连结。
本发明的输送管的一特别的优点在于，其具有一特别低的结构重要并且仍然有足够的抗弯刚度和耐压强度。
在这方面的进一步改进这样来达到，即，—纤维结构构成为纤维绳、纤维带、织物带或垫子；—纤维结构包含碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和/或聚酯纤维这组的纤维材料；—纤维结构具有轴向敷设的交叉层和/或径向敷设的圆周层；—环形伸出部分具有一沿轴向方向成波形延伸的外形；—环形伸出部分具有一沿轴向方向成梯形、阶梯形、槽形或滚花的外形；—结合元件设有多个销，纤维结构围绕这些销成环形地敷设；—将加强外壳和结合元件螺栓连接；—在内管的两端分别设置一包括在外面成波形的环形伸出部分的结合元件；
—结合元件的环形伸出部分向其远离凸缘的自由端那边成锐边伸出；—环形伸出部分的外面的波形外形向其自由端那边变成较平坦的；—外面的波形外形具有一直接轴向连接于凸缘的、成锐边径向回缩的波谷；—从凸缘侧的波谷直到环形伸出部分的自由端连接至少两个由另一波谷彼此分离的波峰；—彼此相继的波峰向环形伸出部分的自由端那边具有一渐降的径向高度。
当内管由例如具有85至95的肖氏A硬度的聚氨酯制成时，达到对磨料性的粘稠物质的足够的耐磨强度。其中特别有利的是，内管优选经由一涂覆在结合元件上的增附剂或底涂料铸到结合元件上。
同时，嵌入塑料基体的纤维绳(粗纱)也可以在形成一封闭的加强外壳的情况下在必要时经由一增附剂与内管和/或结合元件材料封闭地相连结。塑料基体宜由环氧树脂、聚酯树脂、乙烯树脂这组中的一种反应树脂制成或由一种热塑性树脂制成。塑料基体的任务是，支承纤维并且向其上分配向外作用到管上的力。
本发明的输送管由于其小的结构重量而适合应用于有混凝土布料杆或长的输送距离的移动式或固定式混凝土泵，其需要大量的输送管。本发明的输送管在相同的重量下可以比已知的输送管长几倍。因此大大减化/减轻了管道组装和敷设时的操作。
以下借助附图中示意示出的各实施例更详细地说明本发明。其中
图1一具有不同的结合元件的直输送管的剖面图；图2一具有相同的结合元件的弯管；图3一具有结合元件的输送管的放大的局部剖面图；图4一具有内管和在端面焊接的结合元件的直钢管的剖面图；图5一具有内管和在端面焊接的结合元件的钢弯管的剖面图。
图中所示的复合管作为输送管用于粘稠物质，特别是用于混凝土泵中所用的混凝土。
输送管主要包括一由耐磨塑料例如聚氨酯构成的内管10、在端边设置的结合元件12和一包围内管10并与内管以及与结合元件相连结的加强外壳14。由金属构成的环形结合元件具有一个在端边径向凸出的凸缘16和一轴向连接的同心于内管10的环形伸出部分18。凸缘指定用于，两输送管在接口上借助一搭接凸缘的并从外部跨越一分离缝隙的适当的管连接器相互连接，同时环形伸出部分18可以确保结合元件12与输送管的其余零件(内管10和加强外壳14)之间紧密而持久地连接。
图中所示的各实施形式的特点在于图1中左边和图2至5中所示的结合元件12与内管10之间的连接位置。径向凸出的凸缘16在那里通过一端面的环形面20和一在其上径向向管内部连接的、从端面20起轴向回缩的环形台阶22限定，其中内管10的塑料嵌入由凸缘的环形台阶22限定的自由区域24中。塑料完全填满自由区域24并且形成一在凸缘的端面20上径向向内对齐连接的端面部分26。如特别由图3可看出的，在回弹的台阶22的限定面上沿轴向方向连接一倾斜的或弯曲的过渡面28，其一直延伸到环形伸出部分的圆柱形内表面30。相应地，圆柱形内管10也具有一向端面部分26那边成嗽叭式发散的孔倾斜32。所述特征保证在结合的输送管中流动的液态混凝土在内管与凸缘之间的连结点上没有施加使内管从结合元件中脱开的剪切力。侵入两邻接的输送管的端面20之间的分离缝隙中的可能的粘稠物质材料，在内管与结合元件之间的分离位置的区域内是静止的，从而在该位置没有磨损力或脱开力作用。
在图1、2和3中所示的实施例中，结合元件12在环形伸出部分18上具有轴向成波形的外表面34，而加强外壳14通过一在外面沿圆周方向紧密连结地缠绕内管10和波形的环形伸出部分18的嵌入一塑料基体的碳纤维绳(粗纱)构成。向着其远离凸缘16的自由端36那边，环形伸出部分成锐边伸出，从而确保缠绕的加强外壳14具有平滑的过渡(参见图3)。另外环形伸出部分18的外面的波形外形向其自由端那边是平坦的。波形外形38的彼此相继的波峰38具有一向环形伸出部分18的自由端渐降的径向高度。紧接凸缘16连接着一成锐边径向回缩的波谷40，从该波谷直到环形伸出部分的自由端36连接两个由另一波谷彼此分离的波峰38。由此在环形伸出部分18与外面的加强外壳14之间得到了一种良好的形锁合连接，从而，即便在轴向作用力很高时也不用担心发生输送管长度变化的情况。在这方面的另一种改进通过下述方式实现，即，在生产过程中，将内管优选经由一涂覆在环形伸出部分18内表面上的增附剂或底涂料铸到结合元件12上，同时，嵌入塑料基体中的碳纤维绳在外面材料封闭地与环形伸出部分以及与内管连接，形成一封闭的加强外壳。
在图1所示的实施例中，只有示于左端的结合元件设有一波形的环形伸出部分18。右边所示的结合元件44在其环形伸出部分46上没有波形结构。圆柱形的环形伸出部分46在外面是通过一粘合剂层48粘接在输送管的加强外壳14上的。这种结构方式适宜于希望精确地调定管道长度的情形，它通过下述方式实现，即，结合元件44事后在一定位置粘接在侧面尚敞开的管段上。对于输送管的这种结构，应注意的是，在一输送管路中，左面的结合元件12构成入口侧，而右面的结合元件44构成出口侧。只有这样才能保证，内管10不会由于粘稠物质的流过而从结合元件或从加强外壳揭起。
在图2所示的弯管中，在两端都设置具有波形的环形伸出部分18的结合元件12。这时构建方向怎样选择都没关系。由图2可清楚地看出，内管10在其圆周上壁厚是变化的。在弯管弧形段的外面上，其壁厚大于在内面上的壁厚。以此对应在弯管弧形段的内曲线和外曲线上的不同的材料磨损。
在图4和5中所示的实施例中，加强外壳14包括一钢管或钢弯管。结合元件12在那里以其后面的环形伸出部分18对接焊接在钢管的末端上。在钢管14的内面上设有一构成为内涂层的聚氨酯内管10。凸缘16和内管10的入口侧和出口侧类似于按图3的实施例中的设置方式。同样在那里通过在端面部分20、26的区域内的适当的造型，保证使得向内管10与结合元件12之间的分离位置流过的液态混凝土不施加材料脱开的剪切力。
实施例1本发明的输送管的制造按照第一实施形式以下列步骤进行—将至少一个预制的、设有一凸缘和一在外面成波形的环形伸出部分的金属结合元件在端面插入一铸模中，并在其中浇注一在硬化状态下耐磨的反应塑料，构成一具有端面凸缘的内管；—将制得的具有凸缘的内管用一塑料浸渍的碳纤维绳从一端到另一端缠绕，包绕外面的波形的环形伸出部分和构成一连结的加强外壳；—短时加热制得的输送管，以硬化塑料基体和/或产生与内管及结合元件的材料封闭的连结。
为了在结合元件与内管之间也得到可靠的材料封闭连接，将结合元件在其与内管接触的表面上在铸造过程以前涂覆增附剂或底涂料。相应地，还可以将内管和/或结合元件在其与外壳管接触的表面上在卷绕过程以前涂覆增附剂或底涂料。可以例如用一多轴的绕线机通过内管绕其管轴线的旋转来缠绕碳纤维绳。为此，宜将具有凸缘的内管抗扭转地套装在一卷绕芯子上，在卷绕过程中用电机使卷绕芯子绕内管的轴线旋转。
实施例2按照第二实施例，以下列步骤进行输送管的制造—将至少一个预制的、设有一凸缘和一在外面成波形的环形伸出部分的结合元件用一塑料浸渍的碳纤维绳缠绕，构成一CFK管(碳纤维复合管)；—然后清理这样构成的CFK管的内面和结合元件的自由接触表面并涂覆增附剂；—接着将一种反应塑料引入具有至少一个凸缘的CFK管中，形成一内涂层并在其中硬化。
原则上在增附剂涂覆以后可以将一具有下限尺寸的芯子插入设有至少一个凸缘的CFK管的内部而留出一环形间隙，并且将反应塑料引入该环形间隙中并在其中硬化而后再去掉芯子。
或者，将反应塑料喷射或抛射到设有至少一个凸缘的CFK管的涂有增附剂的内表面上并接着硬化而构成完工的管件。在后一情况下不需要芯子。
概括地，可确定如下本发明涉及一种用于粘稠物质特别是混凝土的输送管。该输送管包括一由耐磨的塑料构成的内管、至少一个在内管10的外面的端边上材料封闭地固定的金属结合元件12、以及一至少包围内管并与内管以及与结合元件相连结的加强外壳14。为了确保在内管与结合元件之间具有可靠而持久的连结，本发明建议，结合元件的径向凸出的凸缘通过一环形的端面20和一在其上径向向管内部连接的、从端面起轴向回缩的环形台阶22限定，其中，内管10的塑料材料从管内部嵌入到环形台阶22中。
权利要求
1.用于粘稠物质特别是混凝土的输送管，包括一由耐磨塑料构成的内管(10)；至少一个在内管(10)的外面的端边上材料封闭地固定的结合元件(12)，结合元件具有一轴向连接于一在端边径向凸出的凸缘(16)上的、与内管(10)同心的环形伸出部分(18)；以及一至少包围内管(10)并与内管以及与结合元件(12)相连结的加强外壳(14)，其特征在于，结合元件(12)的径向凸出的凸缘(16)通过一环形端面(20)和一在其上径向向管内部连接的、从端面(20)起轴向回缩的环形台阶(22)限定，并且内管(10)的塑料材料从管内部嵌入到所述环形台阶(22)中。
2.按照权利要求1所述的输送管，其特征在于，内管(10)的塑料材料填满由凸缘的环形台阶(22)限定的自由区域(24)并同时形成一在凸缘(16)的端面(20)上径向向内优选对齐地连接的端面部分(26)。
3.按照权利要求1或2所述的输送管，其特征在于，在环形台阶(22)的回缩的限定面上沿轴向方向连接一倾斜的或弯曲的过渡面(28)，该过渡面一直延伸到内面圆柱形环形伸出部分(18)的内半径。
4.按照权利要求1至3之一项所述的输送管，其特征在于，圆柱形的内管(10)的内表面具有一向凸缘(16)的端面(20、26)那边发散的孔倾斜或孔偏曲。
5.按照权利要求1至4之一项所述的输送管，其特征在于，加强外壳(4)构成为钢管，结合元件(12)的环形伸出部分(18)优选对接焊接在加强外壳的端面上。
6.按照权利要求5所述的输送管，其特征在于，内管(10)构成为在钢管(14)中和在连接的结合元件(12)中的耐磨的内涂层。
7.按照权利要求1至4之一项所述的输送管，其特征在于，结合元件的环形伸出部分(18)具有一外径沿轴向方向变化的外表面(34)，并且加强外壳通过一在外面紧密连结地缠绕内管(10)和结合元件(12)的环形伸出部分(18)的、嵌入塑料基体的纤维结构构成，它与环形伸出部分(18)的外表面(34)形锁合和在必要时材料封闭地相连结。
8.用于粘稠物质特别是混凝土的输送管，包括一由耐磨塑料构成的内管(10)；至少一个在内管(10)的外面的端边上材料封闭地固定的结合元件(12)，结合元件具有一轴向连接于一在端边径向凸出的凸缘(16)上的、与内管同心的环形伸出部分；以及一至少包围内管并与内管以及与结合元件(12)相连结的加强外壳(14)，其特征在于，结合元件的环形伸出部分(18)具有一外径沿轴向方向变化的外表面(34)，并且加强外壳(14)通过一在外面紧密连结地缠绕到内管(10)和结合元件(12)的环形伸出部分(18)上的、嵌入塑料基体的纤维结构构成，它与环形伸出部分(18)的外表面(34)形锁合和在必要时材料封闭地相连结。
9.按照权利要求7或8所述的输送管，其特征在于，纤维结构构成为纤维绳、纤维带、织物带或垫子。
10.按照权利要求7至9之一项所述的输送管，其特征在于，纤维结构包含碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和/或聚酯纤维这组的纤维材料。
11.按照权利要求7至10之一项所述的输送管，其特征在于，纤维结构具有轴向和/或径向敷设的纤维层。
12.按照权利要求7至11之一项所述的输送管，其特征在于，环形伸出部分(18)具有一沿轴向方向成波形延伸的外形。
13.按照权利要求7至11之一项所述的输送管，其特征在于，环形伸出部分(18)具有一沿轴向方向成梯形、阶梯形、槽形或滚花的外形。
14.按照权利要求7至13之一项所述的输送管，其特征在于，结合元件(12)设有多个销，纤维结构围绕这些销成环形地敷设。
15.按照权利要求7至14之一项所述的输送管，其特征在于，加强外壳(14)和结合元件(12)是螺栓连接的。
16.按照权利要求7至15之一项所述的输送管，其特征在于，在内管(10)的两端分别设置一包括在外面成波形的环形伸出部分(18)的结合元件(12)。
17.按照权利要求7至15之一项所述的输送管，其特征在于，只在内管(10)的一优选入口侧的末端设置一具有在外面成波形的环形伸出部分(18)的结合元件(12)，而在另一优选出口侧的末端粘接一具有在外面光滑的环形伸出部分(46)的结合元件(44)。
18.按照权利要求7至17之一项所述的输送管，其特征在于，结合元件(12)的环形伸出部分(18)向其远离凸缘(16)的自由端那边成锐边地伸出。
19.按照权利要求7至18之一项所述的输送管，其特征在于，环形伸出部分(18)的外面的波形外形向其自由端那边变成较平坦的。
20.按照权利要求7至19之一项所述的输送管，其特征在于，外面的波形外形具有一直接轴向连接于凸缘(16)的成锐边径向回缩的波谷(40)。
21.按照权利要求7至20之一项所述的输送管，其特征在于，从凸缘侧的波谷直到环形伸出部分(18)的自由端连接至少两个由另一波谷(42)彼此分离的波峰(38)。
22.按照权利要求7至21之一项所述的输送管，其特征在于，彼此相继的波峰(38)向环形伸出部分(18)的自由端那边具有一渐降的径向高度。
23.按照权利要求1至22之一项所述的输送管，其特征在于，内管(10)由耐磨的聚氨酯构成。
24.按照权利要求1至23之一项所述的输送管，其特征在于，内管(10)优选经由一涂覆在结合元件上的增附剂或底涂料铸到结合元件(12)上。
25.按照权利要求7至24之一项所述的输送管，其特征在于，嵌入塑料基体的纤维结构与内管(10)材料封闭相连结，形成一封闭的加强外壳(14)。
26.按照权利要求7至25之一项所述的输送管，其特征在于，对于塑料基体，采用环氧树脂、聚酯树脂、乙烯树脂、热塑性树脂这组中的一种塑料。
27.按照权利要求1至26之一项所述的输送管，其特征在于，结合元件(12)由金属优选钢构成。
28.按照权利要求1至26之一项所述的输送管，其特征在于，结合元件(12)包括一用纤维加强的优选注塑的或在压模中制造的塑料成形件。
29.用于粘稠物质特别是混凝土的输送管的制造方法，包括下列步骤—将至少一个预制的、设有一凸缘(16)和一在外面成波形的环形伸出部分(18)的结合元件(12)在端面插入一铸模中，并在其中在内面浇注一种反应塑料，形成一具有端面凸缘的内管；—将制得的具有凸缘的内管用一塑料浸渍的纤维绳或织物带从一端到另一端缠绕，包绕外面的波形的环形伸出部分；—短时加热制得的输送管，直到塑料基体硬化和/或在各连结配件之间产生一种材料封闭的连结。
30.按照权利要求29所述的方法，其特征在于，结合元件(12)在其与内管(10)接触的表面上在铸造过程以前涂覆增附剂或底涂料。
31.按照权利要求29或30之一项所述的输送管，其特征在于，内管和/或结合元件在其与外壳管接触的表面上在卷绕过程以前涂覆增附剂或底涂料。
32.按照权利要求29至31之一项所述的输送管，其特征在于，对于塑料基体，采用环氧树脂、聚酯、乙烯树脂、热塑性塑料这组中的一种塑料。
33.按照权利要求29至32之一项所述的输送管，其特征在于，借助一多轴的绕线机通过内管绕其轴线的旋转来缠绕纤维绳或织物带。
34.按照权利要求33所述的方法，其特征在于，将具有凸缘的内管抗扭转地套装在一卷绕芯子上，并且在卷绕过程中用电机使卷绕芯子绕内管的轴线旋转。
35.用于粘稠物质特别是混凝土的输送管的制造方法，包括下列步骤—将至少一个预制的、设有一凸缘(16)和一在外面成波形的环形伸出部分(18)的结合元件(12)用一塑料浸渍的碳纤维绳缠绕，形成一CFK管；—然后清理CFK管的内面和结合元件的自由接触表面并涂覆增附剂；—接着将一由反应塑料构成的内涂层加设到具有至少一个凸缘的CFK管中并硬化。
36.按照权利要求35所述的方法，其特征在于，在增附剂涂覆以后，将一具有下限尺寸的芯子插入设有至少一个凸缘(16)的CFK管的内部而留出一环形间隙，并接着将反应塑料引入该环形间隙中并在其中硬化而后再去掉芯子。
37.按照权利要求35所述的方法，其特征在于，将反应塑料喷射或抛射到设有至少一个凸缘的CFK管的涂有增附剂的内表面上并接着硬化。
38.按照权利要求1至19之一项所述的输送管的应用，用于与移动式或固定式混凝土泵相结合使用。
39.按照权利要求1至19之一项所述的输送管的应用，用于在移动式或固定式混凝土泵中在一混凝土布料杆上使用。
全文摘要
本发明涉及一种用于粘稠物质特别是混凝土的输送管。该输送管包括一由耐磨塑料构成的内管、至少一个在内管(10)的外面的端边上材料封闭地固定的金属结合元件(12)、以及一至少包围内管并与内管以及与结合元件相连结的加强外壳(14)。为了确保内管与结合元件之间具有可靠而持久的连结，本发明建议，结合元件的径向凸出的凸缘通过一环形的端面和一在其上径向向管内部连接的、从端面(20)起轴向回缩的环形台阶(22)限定。其中，内管(10)的塑料材料从管内部嵌入环形台阶(22)中。
文档编号E04G21/04GK1759269SQ200480006281
公开日2006年4月12日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年5月27日
发明者M·沃尔夫拉姆, K·卡斯腾, R·梅克勒, D·米勒, T·毛雷尔 申请人:粉刷师股份公司