DE102009044014A1

DE102009044014A1 - Verwendung eines Schlauches zur Herstellung einer Schlauchanordnung mit wenigstens einem den Schlauch umgebenden thermoplastischen Bauteil

Info

Publication number: DE102009044014A1
Application number: DE200910044014
Authority: DE
Inventors: Andreas Köhler; Hans-Joachim Schwarz; Dirk Stuhrmann
Original assignee: ContiTech Fluid Automotive GmbH
Current assignee: ContiTech MGW GmbH
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2011-03-24
Also published as: FR2950126A1; FR2950126B1

Abstract

Verwendung eines Schlauches (2) aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften zur Herstellung einer Schlauchanordnung (1), bei der wenigstens ein Bauteil (3) aus einem thermoplastischen Kunststoff den Schlauch (2) segmentweise umgibt. Es werden bevorzugte Schlauchwerkstoffe und Bauteilwerkstoffe vorgestellt.

Description

Schlauchanordnungen, umfassend einen Schlauch aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften und wenigstens einem den Schlauch umgebenden polymeren Bauteil, sind bekannt, wobei beispielsweise auf folgende Patentliteratur verwiesen wird:
D1 DE 33 36 940 C2
D2 DE 34 03 727 C2
D3 DE 34 30 053 C1
D4 EP 0 696 952 B1
D5 EP 1 208 322 B1
Die Dokumente D1 bis D4 befassen sich mit einer Formschlauchverzweigung, beispielsweise in Form eines T-förmigen Schlauches, wobei im Verzweigungsbereich ein Außenformteil aus einem polymeren Werkstoff auf die einzelnen Schlauchabschnitte aufgebracht ist. Das Außenformteil ist zumeist eine vulkanisierte Kautschukmischung. Hinsichtlich der Vorrichtung und des Verfahrens zur Herstellung einer derartigen Schlauchanordnung wird insbesondere auf das Dokument D4 verwiesen.
Das Dokument D5 beschreibt eine Schlauchanordnung, bei der ein Schlauch auf einen Stutzen aus Metall oder Kunststoff aufgeschoben ist, wobei eine Schelle das Schlauchende auf den Stutzen presst, wobei wiederum das Schlauchende mit einer aufgeschobenen Haltemanschette aus einem polymeren Werkstoff für die Schelle versehen ist. Die Haltemanschette besteht dabei aus einem Elastomeren oder einem thermoplastischen Elastomeren.
Im Rahmen einer Weiterentwicklung besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Schlauch aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften zur Herstellung einer Schlauchanordnung zu verwenden, und zwar unter dem Gesichtspunkt eines vielfältigen Anwendungsfeldes.
Bei der neuen Schlauchanordnung umgibt wenigstens ein Bauteil aus einem thermoplastischen Kunststoff den Schlauch segmentweise (partiell). Sind mehrere Bauteile vorhanden, so sind diese in einem Abstand zueinander angeordnet, so dass die Flexibilität des Schlauches gewährleistet bleibt.
Hinsichtlich des polymeren Werkstoffes des Schlauches kommen insbesondere folgende beiden Werkstoffvarianten zur Anwendung:
– Variante A
Der polymere Werkstoff des Schlauches ist eine vulkanisierte thermoplastfreie Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie Mischungsingredienzien. Als Kautschukkomponenten sind insbesondere zu nennen:
Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM)
Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)
Nitrilkautschuk (NBR)
(teil)hydrierter (HNBR)
Fluor-Kautschuk (FKM)
Chloropren-Kautschuk (CR)
Naturkautschuk (NR)
Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
Isopren-Kautschuk (IR)
Butylkautschuk (IIR)
Brombutylkautschuk (BIIR)
Chlorbutylkautschuk (CIIR)
Butadien-Kautschuk (BR)
Chloriertes Polyethylen (CM)
Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM)
Polyepichlorhydrin (ECO)
Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA)
Acrylat-Kautschuk (ACM)
Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM)
Siliconkautschuk (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ; DE 10 2006 058 470 A1 )
Fluorierter Methylsiliconkautschuk (MFQ)
Perfluorinierter Propylen-Kautschuk (FFPM)
Perfluorcarbon-Kautschuk (FFKM)
Polyurethan (PU)
Die vorgenannten Kautschuktypen können unverschnitten sein. Auch der Einsatz eines Verschnittes, insbesondere in Verbindung mit einem der vorgenannten Kautschuktypen, beispielsweise ein NR/BR-Verschnitt oder ein BR/SBR-Verschnitt, ist möglich.
Von besonderer Bedeutung sind: EPM, EPDM, SBR, BR, CR, NR, NBR, FKM, ACM oder AEM.
Die üblichen Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoff (z. B. Farbpigmente, Fasern). Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
– Variante B
Der polymere Werkstoff des Schlauches ist ein thermoplastisches Vulkanisat (TPE), enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente, die zumindest teilvernetzt ist, sowie Mischungsingredienzien.
Die bevorzugten Thermoplastkomponenten sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polyamid (PA) oder Polyester (PES).
Als Kautschukkomponenten sind insbesondere EPM, EPDM, SBR, BR, CR, NR, NBR, FKM, ACM oder AEM, insbesondere in verschnittfreier Ausführung, zu nennen.
Hinsichtlich der Mischungsingredienzien wird auf die oben genannte Mischungstechnologie, insbesondere auf die Lehre gemäß der Offenlegungsschrift DE 100 04 632 A1 verwiesen.
Von besonderer Bedeutung ist bei einem Schlauch die Werkstoffvariante A.
Zumeist besteht der Schlauch aus einer Innenschicht und Außenschicht aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften sowie mit einer zwischen der Innenschicht und Außenschicht eingebetteten ein- oder mehrlagigen Festigkeitsträgerschicht. Auch zusätzliche Zwischenschichten, beispielsweise in Form einer Haftschicht, kommen zur Anwendung. Eingesetzt werden kann auch ein zusätzlicher Inliner in Form einer Folie, beispielsweise einer PA-Folie oder einer PTFE-Folie.
Mit den oben genannten Werkstofftypen eröffnen sich je nach Einsatzzweck vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten. Im Rahmen einer neueren Entwicklung gemäß DE 10 2009 026 254.7 wird beispielsweise ein ölbeständiger Schlauch, insbesondere Ladeluftschlauch, mit folgendem Schichtenaufbau beschrieben:

– einer Innenschicht aus einer aminisch vernetzten Kautschukmischung auf der Basis von verschnittfreiem AEM oder eines AEM-Verschnittes oder von verschnittfreiem ACM oder eines ACM-Verschnittes;
– einer Haftschicht aus einer peroxidisch vernetzten Kautschukmischung, die auf der Außenseite der Innenschicht aufliegt, wobei die Haftschicht aus einer Kautschukmischung auf der Basis von EPM oder EPDM besteht, die jeweils unverschnitten sind;
– einer auf der Haftschicht aufliegenden Festigkeitsträgerschicht in Form eines Gewebes, Gewirkes oder Gestrickes; sowie
– einer auf der Festigkeitsträgerschicht aufliegenden Außenschicht aus einer peroxidisch vernetzten Kautschukmischung auf der Basis von verschnittfreiem EPM oder eines EPM-Verschnittes oder von verschnittfreiem EPDM oder eines EPDM-Verschnittes.

Ein Schlauch bildet nun mit einem oder mehreren Zusatzbauteilen eine Schlauchanordnung. Dies kann ein internes Bauteil, beispielsweise ein Verbindungsrohr (z. B. T-Rohr), sein. Aber auch externe, den Schlauch segmentweise umgebende Bauteile, kommen zum Einsatz. Zu nennen wären hier insbesondere ein Gehäuse, eine Verbindungsabdeckung, eine Befestigungsklemme, ein Halter, beispielsweise ein Schellenhalter, ein Scheuerschutz oder ein Ring, beispielsweise ein Zackenring. Auch mehrere funktionsverschiedene externe Bauteile können zum Einsatz kommen, beispielsweise ein Schellenhalter, Scheuerschutz und ein Gehäuse.
Das umgebende Bauteil besteht hier aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Polyolefin, Polyamid (PA), Polyphenylen oder einem Polyphenylenderivat.
Bei den Polyolefinen sind wiederum insbesondere Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) zu nennen.
Das Polyamid ist insbesondere ausgewählt aus folgenden Gruppen, nämlich PA6, PA6.6, PA11, PA12, PA6.10 oder einem Copolyamid.
Bei den Polphenylenderivaten sind insbesondere Polyphenylenoxid (PPO), Polyphenylensulfid (PPS) oder ein Polyphenylenether zu nennen. Von besonderer Bedeutung ist der Hochleistungskunststoff PPS.
Das den Schlauch umgebende Bauteil kann aus einem verstärkungsfreien thermoplastischen Kunststoff bestehen, was zumeist ausreicht. Bei besonderer Belastung, beispielsweise bei einem Gehäuse, kann der thermoplastische Kunststoff auch verstärkt sein, insbesondere mit Fasern, insbesondere wiederum mit Glasfasern oder Kohlefasern.
Das den Schlauch umgebende Bauteil wird mittels eines Spritzgießwerkzeuges und einer Spritzgießmaschine durch Formschluss oder Kraftschluss auf den Schlauch aufgebracht. Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Spritzgusstechnologie verwiesen, beispielsweise auf das eingangs zitierte Dokument D4.
Das den Schlauch umgebende Bauteil wird haftmittelfrei oder mittels eines Haftvermittlers, beispielsweise in Form einer Haftmischung oder eines Harzes, auf den Schlauch aufgebracht.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Schlauchanordnung mit einem Schlauch und einem einzigen umgebenden thermoplastischen Bauteil;
2 eine Schlauchanordnung mit einem Schlauch und drei umgebenden thermoplastischen Bauteilen.
Die Schläuche 2 und 5 der beiden Schlauchanordnungen 1 und 4 sind jeweils als Krümmerschlauch, umfassend gerade und gekrümmte Schlauchabschnitte, ausgebildet. Das thermoplastische Bauteil 3 nach 1 ist als Befestigungsklemme oder Schellhalter ausgebildet. Die thermoplastischen Bauteile 6, 7 und 8 nach 2 sind ringförmig gestaltet und können dabei verschiedene Funktionen ausüben, beispielsweise in Form eines Scheuerschutzes, einer Verbindungsabdeckung und eines Gehäuses.
Bezugszeichenliste

1: Schlauchanordnung
2: Schlauch
3: umgebendes thermoplastisches Bauteil
4: Schlauchanordnung
5: Schlauch
6: umgebendes thermoplastisches Bauteil
7: umgebendes thermoplastisches Bauteil
8: umgebendes thermoplastisches Bauteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3336940 C2 [0001]
DE 3403727 C2 [0001]
DE 3430053 C1 [0001]
EP 0696952 B1 [0001]
EP 1208322 B1 [0001]
DE 102006058470 A1 [0007]
DE 10004632 A1 [0014]
DE 102009026254 [0017]

Claims

Verwendung eines Schlauches (2, 5) aus einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften zur Herstellung einer Schlauchanordnung (1, 4), bei der wenigstens ein Bauteil (3, 6, 7, 8) aus einem thermoplastischen Kunststoff den Schlauch (2, 5) segmentweise umgibt.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei der polymere Werkstoff des Schlauches (2, 5) eine vulkanisierte thermoplastfreie Kautschukmischung ist, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie Mischungsingredienzien.
Verwendung nach Anspruch 2, wobei die Kautschukkomponente Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Nitrilkautschuk (NBR), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FKM), Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Isopren-Kautschuk (IR), Butylkautschuk (IIR), Brombutylkautschuk (BIIR), Chlorbutylkautschuk (CIIR), Butadien-Kautschuk (BR), Chloriertes Polyethylen (CM), Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Polyepichlorhydrin (ECO), Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA), Acrylat-Kautschuk (ACM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Siliconkautschuk (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ), Fluorierter Methylsiliconkautschuk (MFQ), Perfluorinierter Propylen-Kautschuk (FFPM), Perfluorcarbon-Kautschuk (FFKM) oder Polyurethan (PU) ist, wobei die vorgenannten Kautschuktypen verschnittfrei oder in einem Verschnitt, insbesondere in Verbindung mit einem der vorgenannten Kautschuktypen, zum Einsatz gelangen.
Verwendung nach Anspruch 3, wobei die Kautschukkomponente EPM, EPDM, SBR, BR, CR, NR, NBR, FKM, ACM oder AEM ist.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei der polymere Werkstoff des Schlauches (2, 5) ein thermoplastisches Vulkanisat ist, enthaltend wenigstens eine Thermoplastkomponente, wenigstens eine Kautschukkomponente, die zumindest teilvernetzt ist, sowie Mischungsingredienzien.
Verwendung nach Anspruch 5, wobei die Thermoplastkomponente ein Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polyamid (PA) oder ein Polyester (PES) ist.
Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kautschukkomponente EPM, EPDM, SBR, BR, CR, NR, NBR, FKM, ACM oder AEM ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) aus einem Polyolefin, Polyamid (PA), Polyphenylen oder einem Polyphenylenderivat besteht.
Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Polyolefin ein Polethylen (PE) oder ein Polypropylen (PP) ist.
Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Polyphenylenderivat ein Polphenylenoxid (PPO), ein Polyphenylensulfid (PPS) oder ein Polyphenylenether ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) aus einem verstärkungsfreien thermoplastischen Kunststoff besteht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) aus einem verstärkten thermoplastischen Kunststoff besteht.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei der thermoplastische Kunststoff mit Fasern verstärkt ist.
Verwendung nach Anspruch 13, wobei der thermoplastische Kunststoff mit Glasfasern oder Kohlefasern verstärkt ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) mittels eines Spritzgießwerkzeuges und einer Spritzgießmaschine durch Formschluss oder Kraftschluss auf den Schlauch (2, 5) aufgebracht ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) haftmittelfrei auf den Schlauch (2, 5) aufgebracht ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) mittels eines Haftvermittlers auf den Schlauch (2, 5) aufgebracht ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das den Schlauch (2, 5) umgebende Bauteil (3, 6, 7, 8) ein Gehäuse, eine Verbindungsabdeckung, eine Befestigungsklemme, ein Halter, ein Scheuerschutz oder ein Ring ist.