DE102005060973B4

DE102005060973B4 - Gering permeabler Verbundschlauch

Info

Publication number: DE102005060973B4
Application number: DE102005060973A
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Komaki Niki
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: US20060134361A1; DE102005060973A1; JP2006175682A

Abstract

Gering permeabler Verbundschlauch mit:
mehreren impermeablen Schichten (5, 9), die jeweils durch Rollen einer Metallaminatbahn (17, 19) in Streifenform zu einer Zylinderform so gebildet sind, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) in Längsrichtung des gering permeablen Verbundschlauchs (1) erstrecken,
einer elastischen Gummischicht (7), die zwischen den impermeablen Schichten (5, 9) eingefügt ist,
einem Spalt (25, 31), der zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) in jeder der impermeablen Schichten (5, 9) gebildet ist, und
wobei jede der Metallaminatbahnen (17, 19) so angeordnet ist, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) zu den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) einer benachbarten Metallaminatbahn (17, 19) in Umfangsrichtung versetzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundschlauch, insbesondere einen gering permeablen Verbundschlauch mit einer für ein Innenfluid impermeablen Schicht, der für eine Schlauchleitung in einem Kraftfahrzeug geeignet ist, z. B. einen Benzinschlauch, einen Kältemittelschlauch für eine Klimaanlage oder einen Schlauch für eine Brennstoffzelle.
Angesichts weltweiter Umweltschutzbemühungen fordert man in letzter Zeit für Leitungen in einem Kraftfahrzeug geringe Permeabilität für ein Innenfluid. Beispielsweise müssen Maßnahmen getroffen werden, um die Abgabe eines Innenfluids, z. B. Benzin oder Kohlendioxidkältemittel, an die Luft zu verhindern. Bekannt ist der Aufbau eines Schlauchs mit Hilfe einer Metallaminatbahn, die eine Metallfolie oder eine aufgedampfte Metallschicht aufweist, um eine solche Forderung nach geringer Permeabilität für ein Innenfluid zu erfüllen. Die Metallaminatbahn kann ein stark permeables Fluid mit kleiner Molekülgröße ausreichend blockieren. Im Schlauch ist eine impermeable Metallaminatschicht durch Rollen der Metallaminatbahn gebildet. Bei diesem Aufbau des Schlauchs verhindert man wirksam, daß das Innenfluid die Metallfolie oder die aufgedampfte Metallschicht der Metallaminatschicht, die in länglicher Zylinderform gebildet ist, nach außen durchdringt. Da zudem ein Metallmaterial für die Metallaminatschicht in Dünnfilmform geeignet ist, d. h. die Metallfolie oder die aufgedampfte Metallschicht, beeinflußt die Bildung der Metallaminatschicht die Flexibilität des Schlauchs nicht nachteilig.
Um in einem solchen Aufbau, bei dem die Metallaminatschicht durch Rollen einer Metallaminatbahn gebildet ist, Impermeabilität zu gewährleisten, werden zudem Endabschnitte oder Seitenendabschnitte der Metallaminatbahn gegenseitig überlappt und durch Kleber miteinander verbunden. Ist z. B. die Metallaminatschicht durch Rollen einer Metallaminatbahn in Band- oder Streifenform zu einer Zylinderform so aufge baut, daß sich gegenüberliegende Breiten- oder Seitenkanten davon in Längsrichtung des Schlauchs erstrecken, werden gegenüberliegende Breitenendabschnitte überlappt und durch Kleber verbunden (siehe z. B. Patentdokument 1). Beim Aufbau der Metallaminatschicht durch spiralförmiges Wickeln des Streifens oder Bands der Metallaminatbahn um den Schlauchkörper werden seine beiden Seitenendabschnitte überlappt und durch einen Kleber miteinander verbunden.

Patentdokument 1: JP-A-2001-227681

Normalerweise ist aber eine Schicht aus dem Kleber dünn und hat geringe Elastizität oder elastische Eigenschaften. In einem solchen Aufbau, bei dem die Metallaminatschicht durch Überlappen gegenüberliegender Breitenendabschnitte oder beider Seitenendabschnitte der Metallaminatbahn und ihr gegenseitiges Verbinden oder Aneinanderbefestigen durch Kleber aufgebaut ist, kommt es somit zu einer Abspaltung bzw. Trennung in Überlappungsabschnitten der Metallaminatbahn, während der Verbundschlauch wiederholt stark gebogen oder gekrümmt und verformt wird, was dazu führt, daß Impermeabilität der Metallaminatschicht beeinträchtigt oder verringert wird. Ferner ist zu befürchten, daß mit Trennung in den Überlappungsabschnitten die Metallaminatbahn zunehmend Schaden nimmt. Im Verbundschlauch mit der Metallaminatschicht, die durch Rollen der Metallaminatbahn in Streifenform zu einer Zylinderform so aufgebaut ist, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten in Längsrichtung erstrecken, weitet sich insbesondere eine Beschädigung der Metallaminatbahn in der Tendenz aus, sobald die Trennung in den Überlappungsabschnitten der Metallaminatbahn erzeugt ist. Der Grund dafür ist, daß die Metallaminatbahn eine starke Rückfederkraft hat. Folglich besteht eine Möglichkeit, daß Impermeabilität der Metallaminatschicht in einem Frühstadium stark beeinträchtigt wird. Das heißt, bei diesem Schlauch liegt ein Haltbarkeitsproblem vor. Im Verbundschlauch mit der Metallaminatschicht, die durch spiralförmiges Rollen der Metallaminatbahn in Streifenform aufgebaut ist, wird ferner eine Gesamtlänge des Überlappungsabschnitts sehr lang, weshalb in der Tendenz getrennte Punkte im Überlappungsabschnitt zunehmend erzeugt werden. An vielen Punkten entlang dem Überlappungsabschnitt kommt es dann in der Tendenz zur Schadensausweitung der Metallaminatbahn aufgrund oder im Zusammenhang mit der Trennung im Überlappungsabschnitt, weshalb es ebenfalls möglich ist, daß Impermeabilität der Metallaminatschicht in einem Frühstadium stark beeinträchtigt wird. Das heißt, auch bei einem solchen Schlauch liegt ein Haltbarkeitsproblem vor.
Des Weiteren ist in der EP 0 375 608 ein flexibles Medientransportrohr offenbart. Das Transportrohr weist dabei ein Innenrohr aus einem thermoplastischen Kunststoff mit hoher Wärmebeständigkeit auf, mit einer außenliegenden Metallfolie mit längslaufenden oder spiralförmigen überlappenden Bandkanten, welche als Permeationssperre dienen. Die Metallfolie ist von einer thermischen Isolation umgeben. Des Weiteren ist das Transportrohr mit einem Außenmantel aus Kunststoff umgeben, mit einer glatten oder gewellten Oberfläche und einer innenliegenden Aluminiumfolie.
In letzter Zeit besteht daher Bedarf an einem Verbundschlauch, der den Transport eines Fluids mit sehr kleiner Molekülgröße, z. B. Wasserstoff, über lange Zeit ermöglicht, ohne daß es nach außen durchdringt. Vorzugsweise ist ein solcher Verbundschlauch z. B. für eine Brennstoffzelle geeignet.
Die Erfindung kam unter den o. g. Umständen zustande. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen haltbaren, gering permeablen Verbundschlauch mit einer impermeablen Schicht aus einer Metallaminatbahn oder einer Metallaminatschicht bereitzustellen, der geringe Permeabilität über lange Zeit ausgezeichnet wahrt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4. Erfindungsgemäß wird ein neuer gering permeabler Verbundschlauch mit z. B. mehreren impermeablen Schichten bereitgestellt, die jeweils aus einer Metallaminatbahn gebildet sind. Der gering permeable Verbundschlauch verfügt über eine erste impermeable Schicht, die durch Rollen einer ersten Metallaminatbahn in Streifenform (u. a. ein Band oder eine rechtwinklige Form) zu einer Zylinderform so gebildet ist, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn in Längsrichtung eines Schlauchs (Längsrichtung des gering permeablen Schlauchs) erstrecken, eine zweite impermeable Schicht, die auf einer Außenseite der ersten impermeablen Schicht durch Rollen einer zweiten Metallaminatbahn in Streifenform (u. a. ein Band oder eine rechtwinklige Form) zu einer Zylinderform so gebildet ist, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn in Längsrichtung des Schlauchs erstrecken, und eine elastische Gummischicht, die zwischen der ersten und zweiten impermeablen Schicht angeordnet ist. Ein erster Spalt ist zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn in der ersten impermeablen Schicht gebildet, und ein zweiter Spalt ist zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn in der zweiten impermeablen Schicht gebildet. Beispielsweise kann der erste Spalt ein Umfangs- oder Breitenspalt sein, und der zweite Spalt kann ein Umfangs- oder Breitenspalt sein. Zudem sind die gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn und die gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn so angeordnet, daß sie in Umfangsrichtung oder -position zueinander versetzt sind. Das heißt, zum Beispiel sind der erste Spalt (zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn gebildet) und der zweite Spalt (zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn gebildet) so angeordnet, daß sie in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Die erste und zweite Metallaminatbahn sind z. B. aus einer Laminierbahn (einer Bahn zum Laminieren) gebildet, die eine Metallfolie oder eine aufgedampfte Metallschicht aufweist. Die erste und zweite Metallaminatbahn können durch Laminieren der Metallfolie, der Metallfolie und eines Verstärkungsmaterials oder der aufgedampften Metallschicht mit einem Harzfilm aufgebaut sein. Eine solche erste und zweite Metallaminatbahn werden z. B. als Streifen oder Band mit einer schmalen Breite gebildet und zu einer Zylinderform so gerollt, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten in Längsrichtung des Schlauchs erstrecken, um die erste impermeable Schicht bzw. die zweite impermeable Schicht auf einer Außenseite der ersten impermeablen Schicht zu bilden. Der gering permeable Verbundschlauch der Erfindung ist z. B. so aufgebaut, daß er die erste und zweite impermeable Schicht zwischen einer elastischen Innenflächen-Gummischicht und einer elastischen Außenflächen-Gummischicht hat.
In der ersten impermeablen Schicht ist der Spalt zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn gebildet, und in der zweiten impermeablen Schicht ist der Spalt zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn gebildet. Daher kommt es bei wiederholtem starkem Biegen und Verformen des Verbundschlauchs nicht dazu, daß Beschädigung in einem großen Gebiet der ersten oder zweiten Metallaminatbahn infolge von Trennung an den gegenüberliegenden Breitenendabschnitten der ersten oder zweiten Metallaminatbahn vorliegt. Außerdem wird keine Beschädigung an der ersten oder zweiten Metallaminatbahn infolge von Kontakt oder Anstoßen zwischen den gegenüberliegenden Breitenendabschnitten der ersten oder zweiten Metallaminatbahn verursacht. Da die gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn und die gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn so angeordnet sind, daß sie in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, wird der erste Spalt zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn von einem Abschnitt der zweiten Metallaminatbahn überlappt oder überdeckt, der sich von deren gegenüberliegenden Seitenkanten unterscheidet. Da zudem die elastische Gummischicht zwischen der ersten und zweiten impermeablen Schicht eingefügt ist, blockiert die elastische Gummischicht luftdicht zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (erster Spalt) der ersten Metallaminatbahn und den gegenüberliegenden Breitenkanten (zweiter Spalt) der zweiten Metallaminatbahn. Daher wird ein Innenfluid, das zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn durchläuft, durch die zweite Metallaminatbahn blockiert und kann nicht radial nach außen entweichen. Der einzige Weg für das Innenfluid, radial nach außen zu entweichen, besteht darin, die elastische Gummischicht in Umfangsrichtung zu durchdringen oder zu durchqueren, um den Raum zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn zu erreichen. Das bedeutet, ein fluidimpermeabler Aufbau ist hier wie ein fluidimpermeabler Aufbau, bei dem auf einer Außenseite der ersten Metallaminatbahn anstelle der zweiten Metallaminatbahn die elastische Gummischicht laminiert ist, die eine Dicke hat, die gleich einer Umfangsentfernung ist, über die das Innenfluid permeiert, um den Raum zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn zu erreichen. Sind die Spalte zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn bzw. zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn gebildet, kann geringe Permeabilität des Verbundschlauchs ge wahrt bleiben, indem Umfangspositionen (Positionen in Umfangsrichtung) der gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn und der gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn ordnungsgemäß festgelegt sind. Gewöhnlich ist die erste Metallaminatbahn durch die elastische Innengummischicht und die elastische Außengummischicht (die zwischen der ersten und zweiten impermeablen Schicht angeordnete elastische Gummischicht) eingefügt.
Für die elastische Gummischicht kommt vorzugsweise elastisches Gummimaterial (Gummimaterial oder thermoplastisches Elastomermaterial) zum Einsatz, das gute Haftfähigkeit oder Haftungseigenschaften an der ersten und zweiten Metallaminatbahn hat. Die erste und zweite impermeable Schicht sind durch die elastische Gummischicht verbunden oder befestigt, die ausreichende Elastizität hat, damit sie relativ zueinander über den Umfang verschiebbar sind. Bei wiederholtem starkem Biegen und Verformen des Verbundschlauchs kommt es somit kaum zu Trennung zwischen der ersten Metallaminatbahn und der elastischen Gummischicht und zwischen der zweiten Metallaminatbahn und der elastischen Gummischicht. Daher sinkt Impermeabilität des Verbundschlauchs nicht ohne weiteres, und es besteht keine Gefahr, daß die erste und zweite Metallaminatbahn stark beschädigt werden.
Wirksam ist, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten oder der erste Spalt zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn auf einer diametral entgegengesetzten Seite der gegenüberliegenden Breitenkanten oder des zweiten Spalts zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn liegen. Das heißt, bevorzugt ist, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn so liegen, daß sie relativ zu den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn 180° oder allgemein 180° in Umfangsrichtung winkelverschoben sind. Dieser Aufbau kann eine Umfangsentfernung zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der ersten Metallaminatbahn und den gegenüberliegenden Breitenkanten der zweiten Metallaminatbahn maximieren.
Der erfindungsgemäße gering permeable Verbundschlauch mit einer aus einer Metallaminatbahn gebildeten impermeablen Schicht kann mehrere impermeable Schichten aufweisen, die jeweils durch Rollen einer Metallaminatbahn in Streifen- oder Bandform zu einer Zylinderform so gebildet sind, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten der Metallaminatbahn in Längsrichtung eines Schlauchs erstrecken, wobei eine elastische Gummischicht zwischen den impermeablen Schichten eingefügt ist. Beispielsweise ist die elastische Gummischicht zwischen jedem Paar der benachbarten impermeablen Schichten angeordnet. Die impermeablen Schichten sind voneinander beabstandet angeordnet, z. B. in Radialrichtung. Zudem ist ein Spalt zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der Metallaminatbahn in jeder der impermeablen Schichten gebildet. Beispielsweise kann der Spalt ein Umfangs- oder Breitenspalt sein. Jede der Metallaminatbahnen kann so angeordnet sein, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten oder ein Spalt zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten der Metallaminatbahn zu den gegenüberliegenden Breitenkanten einer benachbarten Metallaminatbahn (einer radial benachbarten Metallaminatbahn) in Umfangsrichtung versetzt sind. Hierbei kann der gering permeable Verbundschlauch z. B. so aufgebaut sein, daß er eine aus einer ersten Metallaminatbahn gebildete erste impermeable Schicht, eine aus einer zweiten Metallaminatbahn gebildete zweite impermeable Schicht und eine aus einer dritten Metallaminatbahn gebildete dritte impermeable Schicht hat. Die elastischen Gummischichten sind jeweils zwischen der ersten und zweiten impermeablen Schicht und zwischen der zweiten und dritten impermeablen Schicht angeordnet. Der gering permeable Verbundschlauch der Erfindung ist z. B. so aufgebaut, daß er mehrere impermeable Schichten zwischen einer elastischen Innenflächen-Gummischicht und einer elastischen Außenflächen-Gummischicht hat.
Wie zuvor erläutert, ist im erfindungsgemäßen gering permeablen Verbundschlauch eine Metallaminatbahn an Beschädigung oder Trennung und Beschädigung gehindert, wodurch eine ausgezeichnete geringe Permeabilität über lange Zeit gewahrt bleiben kann.
Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht eines mehrschichtigen Aufbaus eines erfindungsgemäßen gering permeablen Verbundschlauchs.
2 ist eine Schnittansicht des mehrschichtigen Aufbaus des erfindungsgemäßen gering permeablen Verbundschlauchs.
3(a) ist eine Ansicht zur allgemeinen oder schematischen Darstellung eines Herstellungsverfahrens des gering permeablen Verbundschlauchs und zeigt einen Zustand, in dem eine erste Metallaminatbahn benachbart zu einem Außenumfang einer Innenflächen-Gummischicht plaziert ist.
3(b) ist eine Ansicht zur allgemeinen oder schematischen Darstellung des Herstellungsverfahrens des gering permeablen Verbundschlauchs und zeigt einen Zustand, in dem eine erste impermeable Schicht auf dem Außenumfang der Innenflächen-Gummischicht gebildet ist.
3(c) ist eine Ansicht zur allgemeinen oder schematischen Darstellung des Herstellungsverfahrens des gering permeablen Verbundschlauchs und zeigt einen Zustand, in dem eine erste Gummimittelschicht auf einem Außenumfang der ersten Metallaminatbahn durch Extrusion gebildet ist.
4(a) ist eine Ansicht zur allgemeinen oder schematischen Darstellung des Herstellungsverfahrens des gering permeablen Verbundschlauchs und zeigt einen Zustand, in dem eine zweite Metallaminatbahn benachbart zu einem Außenumfang der ersten Gummimittelschicht plaziert ist.
4(b) ist eine Ansicht zur allgemeinen oder schematischen Darstellung des Herstellungsverfahrens des gering permeablen Verbundschlauchs und zeigt einen Zustand, in dem eine zweite impermeable Schicht auf dem Außenumfang der ersten Gummimittelschicht gebildet ist.
NÄHERE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Anhand von 1 und 2 wird ein mehrschichtiger Aufbau eines erfindungsgemäßen gering permeablen Verbundschlauchs verständlich.
Zum Einsatz kommt ein gering permeabler Verbundschlauch 1 z. B. für eine Leitung für eine Brennstoffzelle in einem Kraftfahrzeug. Der gering permeable Verbundschlauch 1 hat einen mehrschichtigen Aufbau mit einer innersten Innenflächen-Gummischicht (elastische Innenflächen-Gummischicht) 3, einer ersten impermeablen Schicht 5, die auf oder direkt auf einem Außenumfang der Innenflächen-Gummischicht 3 angeordnet ist, einer ersten Gummimittelschicht 7, die auf oder direkt auf einem Außenumfang der ersten impermeablen Schicht 5 angeordnet ist, einer zweiten impermeablen Schicht 9, die auf oder direkt auf einem Außenumfang der ersten Gummimittelschicht 7 angeordnet ist, einer zweiten Gummimittelschicht 11, die auf oder direkt auf einem Außenumfang der zweiten impermeablen Schicht 9 angeordnet ist, einer Verstärkungsschicht 13, die auf oder direkt auf einem Außenumfang der zweiten Gummimittelschicht 11 vorgesehen ist, und einer äußersten Außenflächen-Gummischicht (elastische Außenflächen-Gummischicht) 15, die auf oder direkt auf einem Außenumfang der Verstärkungsschicht 13 gebildet ist. Ein Innendurchmesser des gering permeablen Schlauchs 1 (ein Innendurchmesser der Innenflächen-Gummischicht 3) hat ein Nennmaß von 15 mm, während ein Außendurchmesser des gering permeablen Verbundschlauchs 1 (ein Außendurchmesser der Außenflächen-Gummischicht 15) ein Nennmaß von 24,3 mm hat. Die Innenflächen-Gummischicht 3, die erste Gummimittelschicht 7, die zweite Gummimittelschicht 11 und die Außenflächen-Gummischicht 15 haben Wanddicken von 1,0 mm, 0,7 mm, 0,7 mm bzw. 1,0 mm. Bei dünner Ausführung der Wanddicke der ersten Gummimittelschicht 7 ist trotz verbesserter Fluidsperrleistung oder -impermeabilität zwischen der ersten impermeablen Schicht 5 und zweiten impermeablen Schicht 9 die Extrusionsleistung verringert. Daher liegt normalerweise die Wanddicke der ersten Gummimittelschicht 7 vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 mm bis 1,0 mm.
Für die Innenflächen-Gummischicht 3, die erste Gummimittelschicht 7 und die zweite Gummimittelschicht 11 kommt halogenierter Butylkautschuk (halogenierter IIR) zum Einsatz, der ausgezeichnete Impermeabilität für Wasserstoff usw., ausreichende Elastizität und gute Haftungseigenschaften an der er sten und zweiten impermeablen Schicht 5, 9 (oder Harzfilmen der ersten und zweiten impermeablen Schicht 5, 9) hat. Verwendung finden können aber auch Butylkautschuk (IIR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Fluorkautschuk (FKM), chloriertes Polyethylen (CM), chlorsulfonierter Polyethylensynthesekautschuk (CSM), Mischkautschuk aus NBR und Polyvinylchlorid (PVC) (NBR + PVC), Acrylkautschuk (ACM) o. ä. Von Bedeutung ist insbesondere Impermeabilität eines Materials der ersten Gummimittelschicht 7 zur Gewährleistung von Fluidsperrleistung oder -impermeabilität zwischen der ersten impermeablen Schicht 5 und zweiten impermeablen Schicht 9. Wirksam ist der Gebrauch des halogenierten IIR oder des IIR für die erste Gummimittelschicht 7. Bei Verwendung des gering permeablen Verbundschlauchs 1 für eine Benzinleitung ist aber bevorzugt, NBR, (NBR + PVC), FKM o. ä. für die erste Gummimittelschicht 7 zu nutzen.
Die erste impermeable Schicht 5 wird durch Rollen der ersten Metallaminatbahn 17 wie zum Bilden einer Sushirolle auf einem Außenumfang der Innenflächen-Gummischicht 3 aufgebaut. Die zweite impermeable Schicht 9 wird durch Rollen der zweiten Metallaminatbahn 19 wie zum Bilden einer Sushirolle auf einem Außenumfang der ersten Gummimittelschicht 7 aufgebaut. "Wie zum Bilden einer Sushirolle" bedeutet hier, daß die Metallaminatbahn in Streifenform so zu einer Zylinderform gerollt wird, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten von ihr in Längsrichtung des Schlauchs erstrecken. Die erste und zweite Metallaminatbahn 17, 19 werden jeweils durch Laminieren eines Harzfilms, Polyamid-(PA-)Films, auf beide Seiten einer Metallfolie, Aluminium-(Al-)Folie, mit Hilfe von Verschmelzen, Verschweißen oder Verkleben gebildet. Die erste Metallaminatbahn 17 hat eine längliche Streifenform mit einer Breite, die etwas kürzer als eine Außenumfangslänge (Außenumfang) der Innenflächen-Gummischicht 3 ist, und die zweite Metallaminatbahn 19 hat eine längliche Streifenform mit einer Breite, die etwas kürzer als eine Außenumfangslänge (Außenumfang) der ersten Gummimittelschicht 7 ist. In der ersten bzw. zweiten Metallaminatbahn 17, 19 kann ein Verstärkungsteil, z. B. ein Drahtgeflecht, ein Verstärkungsgewebeteil oder ein hochfester Harzfilm, zusammen mit der Al-Folie vorgesehen sein. Für den Harzfilm kann ein Polyethylenterephthalat-(PET-)Film, ein Polyethylen-Vinylalkohol-(EVOH-)Film, ein Polyethylen-(PE-)Film o. ä. verwendet werden. Weiterhin können die erste und zweite Metallaminatbahn 17, 19 durch Bilden einer aufgedampften Metallschicht, einer aufgedampften Aluminiumschicht, auf einen der Harzfilme und Abdecken der aufgedampften Aluminiumschicht mit dem anderen der Harzfilme gebildet sein.
Die Verstärkungsschicht 13 kann durch Flechten oder spiralförmiges Wickeln von Verstärkungsfäden oder Metalldrähten auf einem Außenumfang der zweiten Gummimittelschicht 11 vorgesehen sein. Als Material für die Verstärkungsfäden sind PET, Polyethylennaphthalat (PEN), Aramid, PA, Vinylon, Rayon o. ä. anwendbar.
Für die Außenflächen-Gummischicht 15 kommt EPDM zum Einsatz, der ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit hat. Allerdings können auch Chloroprenkautschuk (CR), IIR, halogenierter IIR, CSM, CM, kautschukartiges Copolymer von Epichlorhydrin und Ethylenoxid (ECO), EPM, NBR + PVC o. ä. verwendbar sein.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren des gering permeablen Verbundschlauchs 1 anhand von 3 und 4 erläutert. 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung von Schritten zum Laminieren der ersten impermeablen Schicht 5 auf die erste Gummimittelschicht 7, und 4 ist eine Ansicht zur Erläuterung von Schritten zum Laminieren der zweiten impermeablen Schicht 9.
Zunächst wird die erste Metallaminatbahn 17 in Streifenform benachbart zu einem Außenumfang der nicht vulkanisierten Innenflächen-Gummischicht 3 plaziert, die in Zylinderform gebildet ist (3(a)), und auf oder um die Innenflächen-Gummischicht 3 wie zum Bilden einer Sushirolle über eine Gesamtlänge der Innenflächen-Gummischicht 3 gerollt, wodurch die erste impermeable Schicht 5 gebildet wird (3(b)). Da die erste Metallaminatbahn 17 eine etwas kürzere Breite als eine Außenumfangslänge (Außenumfang) der Innenflächen-Gummi schicht 3 hat, kommt es nicht zum Überlappen gegenüberliegender Breitenendabschnitte 21, 21 der ersten Metallaminatbahn 17, und ein kleiner Spalt, d. h. ein erster Spalt (erster Umfangs- oder Breitenspalt) 25 wird zwischen ihren gegenüberliegenden Breitenkanten 23, 23 gebildet. Der erste Spalt 25 erstreckt sich über eine Länge des Schlauchs 1. Vorzugsweise hat der erste Spalt 25 eine Breite in einem Bereich von 1% bis 20% einer Umfangslänge (Umfang). Beispielsweise hat die Breite des ersten Spalts 25 ein Nennmaß in einem Bereich von 1% bis 20% einer Umfangslänge (Umfang) der ersten impermeablen Schicht 5 oder in einem Bereich von 1% bis 20% der Außenumfangslänge (Außenumfang) der Innenflächen-Gummischicht 3. Hat der erste Spalt 25 eine schmalere oder kürzere Breite als 1% davon, besteht die Gefahr, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten 23 der ersten Metallaminatbahn 17 aneinanderstoßen und dadurch beschädigt werden. Hat andererseits der erste Spalt 25 eine breitere oder längere Breite als 20% davon, steht zu befürchten, daß Impermeabilität der ersten impermeablen Schicht 5 beeinträchtigt ist. Während die erste Metallaminatbahn 17 wie zum Bilden einer Sushirolle gerollt gehalten bleibt, wird dann die erste Gummimittelschicht 7 mit Zylinderform auf einem Außenumfang der ersten Metallaminatbahn 17 durch Extrudieren gebildet (3(c)). Anstelle dessen kann die erste Gummimittelschicht 7 über einer Außenfläche der ersten Metallaminatbahn 17 dünn laminiert werden, bevor die erste Metallaminatbahn 17 gerollt wird.
Nach Bildung der ersten Gummimittelschicht 7 auf dem Außenumfang der ersten Metallaminatbahn 17 wird die zweite Metallaminatbahn 19 in Streifenform benachbart zu einem Außenumfang der nicht vulkanisierten ersten Gummimittelschicht 7 plaziert (4(a)) und wird wie zum Bilden einer Sushirolle auf oder um die erste Gummimittelschicht 7 über eine Gesamtlänge der ersten Gummimittelschicht 7 gerollt, wodurch die zweite impermeable Schicht 9 gebildet wird (4(b)). Da die zweite Metallaminatbahn 19 eine etwas kürzere Breite als eine Außenumfangslänge (Außenumfang) der ersten Gummimittelschicht 7 hat, kommt es nicht zum Überlappen gegenüberliegender Breiten-Endabschnitte 27, 27 der zweiten Metallaminatbahn 19, und ein kleiner Spalt, d. h. ein zweiter Spalt (zweiter Umfangs- oder Breitenspalt) 31 wird zwischen ihren gegenüberliegenden Breitenkanten 29, 29 gebildet. Der zweite Spalt 31 erstreckt sich über die Länge des Schlauchs 1. Vorzugsweise hat der zweite Spalt 31 auch eine Breite in einem Bereich von 1% bis 20% einer Umfangslänge (Umfang). Beispielsweise hat die Breite des zweiten Spalts 31 ein Nennmaß in einem Bereich von 1% bis 20% einer Umfangslänge (Umfang) der zweiten impermeablen Schicht 9 oder in einem Bereich von 1 bis 20% der Außenumfangslänge (Außenumfang) der ersten Gummimittelschicht 7. Hat der zweite Spalt 31 eine schmalere oder kürzere Breite als 1% davon, besteht die Gefahr, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten 29 der zweiten Metallaminatbahn 19 aneinanderstoßen und dadurch beschädigt werden. Hat andererseits der zweite Spalt 31 eine breitere oder längere Breite als 20% davon, steht zu befürchten, daß Impermeabilität der zweiten impermeablen Schicht 9 beeinträchtigt ist. Die zweite Metallaminatbahn 19 wird wie zum Bilden einer Sushirolle auf oder um die erste Gummimittelschicht 7 so gerollt, daß der zweite Spalt 31 auf einer diametral entgegengesetzten Seite des ersten Spalts 25 der ersten Metallaminatbahn 17 liegt. In 4(b) liegt der erste Spalt 25 genau auf einer Oberseite, und der zweite Spalt 31 liegt genau auf einer Unterseite. Hierbei ist die Breite der zweiten Metallaminatbahn 19 etwas breiter als die Breite der ersten Metallaminatbahn 17, damit der erste Spalt 25 und zweite Spalt 31 die gleiche Breite haben. Gleichwohl können die zweite Metallaminatbahn 19 und erste Metallaminatbahn 17 mit gleicher Breite hergestellt sein.
Danach wird die zweite Gummimittelschicht 11 mit Zylinderform auf einem Außenumfang der zweiten Metallaminatbahn 19 durch Extrusion gebildet, die Verstärkungsschicht 13 mit Zylinderform wird auf einem Außenumfang der zweiten Gummimittelschicht 11 vorgesehen, und anschließend wird die Außenflächen-Gummischicht 15 mit Zylinderform auf einer äußersten Seite durch Extrusion gebildet. Als nächstes werden die Innenflächen-Gummischicht 3, die erste Gummimittelschicht 7, die zweite Gummimittelschicht 11 und die Außenflächen-Gummischicht 15 vulkanisiert, wodurch der gering permeable Ver bundschlauch 1 fertiggestellt wird. Im übrigen kann die zweite Gummimittelschicht 11 über einer Außenfläche der zweiten Metallaminatbahn 19 dünn laminiert werden, bevor die zweite Metallaminatbahn 19 gerollt wird.
Der gering permeable Verbundschlauch der Erfindung kommt z. B. für eine Leitung in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz und transportiert ein Innenfluid, das über lange Zeit nicht nach außen dispergieren kann.

Claims

Gering permeabler Verbundschlauch mit: mehreren impermeablen Schichten (5, 9), die jeweils durch Rollen einer Metallaminatbahn (17, 19) in Streifenform zu einer Zylinderform so gebildet sind, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) in Längsrichtung des gering permeablen Verbundschlauchs (1) erstrecken, einer elastischen Gummischicht (7), die zwischen den impermeablen Schichten (5, 9) eingefügt ist, einem Spalt (25, 31), der zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) in jeder der impermeablen Schichten (5, 9) gebildet ist, und wobei jede der Metallaminatbahnen (17, 19) so angeordnet ist, daß die gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) zu den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) einer benachbarten Metallaminatbahn (17, 19) in Umfangsrichtung versetzt sind.
Gering permeabler Verbundschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste impermeable Schicht (5), die durch Rollen einer ersten Metallaminatbahn (17) in Streifenform zu einer Zylinderform so gebildet ist, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten (23, 23) der ersten Metallaminatbahn (17) in Längsrichtung des gering permeablen Verbundschlauchs (1) erstrecken, wobei eine zweite impermeable Schicht (9), die auf einer Außenseite der ersten impermeablen Schicht (5) durch Rollen einer zweiten Metallaminatbahn (19) in Streifenform zu einer Zylinderform so gebildet ist, daß sich gegenüberliegende Breitenkanten (29, 29) der zweiten Metallaminatbahn (19) in Längsrichtung erstrecken, wobei eine elastische Gummischicht (7), zwischen der ersten und zweiten impermeablen Schicht (5, 9) eingefügt ist, wobei ein erster Spalt (25), zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23) der ersten Metallaminatbahn (17) in der ersten impermeablen Schicht (5) gebildet ist, und ein zweiter Spalt (31), zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (29, 29) der zweiten Metallaminatbahn (19) in der zweiten impermeablen Schicht (9) gebildet ist, und wobei die gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23) der ersten Metallaminatbahn (17) und die gegenüberliegenden Breitenkanten (29, 29) der zweiten Metallaminatbahn (19) so angeordnet sind, daß sie in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
Gering permeabler Verbundschlauch nach Anspruch 2, wobei die gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23) der ersten Metallaminatbahn (17) auf einer diametral entgegengesetzten Seite der gegenüberliegenden Breitenkanten (29, 29) der zweiten Metallaminatbahn (19) liegen.
Verfahren zur Herstellung eines gering permeablen Verbundschlauchs mit den Schritten: – Bereitstellen einer Innenflächen-Gummischicht (3), die in Zylinderform gebildet ist, – Bilden einer ersten impermeablen Schicht (5) auf oder um die Innenflächen-Gummischicht (3) durch Rollen einer Metallaminatbahn (17) in Streifenform zu einer Zylinderform, wobei sich gegenüberliegende Breitenkanten (23, 23) der ersten Metallaminatbahn (17) in Längsrichtung des gering permeablen Verbundschlauchs (1) erstrecken, wobei ein erster Spalt (25) zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23) gebildet wird, – Vorsehen einer ersten elastischen Gummischicht (7) auf dem Außenumfang der ersten Metallaminatbahn (17), – Bilden von weiteren impermeablen Schichten (9) jeweils durch Rollen einer Metallaminatbahn (19) in Streifenform zu einer Zylinderform, wobei sich gegenüberliegende Breitenkanten (29, 29) der Metallaminatbahn (19, 19) in Längsrichtung des gering permeablen Verbundschlauchs (1) erstreckt, wobei jeweils eine elastische Gummischicht (7) zwischen den impermeablen Schichten (9) eingefügt wird, – wobei ein Spalt (31) zwischen den gegenüberliegenden Breitenkanten (29, 29) der Metallaminatbahn (19) in jeder der impermeablen Schichten (9) gebildet ist, und – wobei jede der Metallaminatbahnen (17, 19) so angeordnet wird, dass die gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) der Metallaminatbahn (17, 19) zu den gegenüberliegenden Breitenkanten (23, 23, 29, 29) einer benachbarten Metallaminatbahn (17, 19) in Umfangsrichtung versetzt sind.