DE19504618A1 - Mehrschichtiges Kunststoffrohr - Google Patents
Mehrschichtiges KunststoffrohrInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffrohr, dessen Wandung aus mehreren Schichten
besteht. Einschichtige Kunststoffrohre aus Polyamid für den KFZ-Bau sind Stand der Technik
und werden sehr vielseitig eingesetzt, z. B. für Brems-, Hydraulik-, Kraftstoff-, Kühlleitungen;
siehe Deutsche Norm DIN 73 378/"Rohre aus Polyamid für Kraftfahrzeuge". Sie müssen
hierbei chemisch, thermisch, mechanisch und hydraulisch unter dem im praktischen Einsatz auf
tretenden Einwirkungsbedingungen betriebssicher sein, z. B. als Kraftstoffleitungen.
Einschichtige Rohre erfüllen unter gewissen Einsatzbedingungen die vorgesehenen Anforde
rungen nur unzureichend, z. B. bei Kraftstoffen, die Methanol und/oder aromatische Kohlen
wasserstoffe (z. B. Benzol) enthalten. Es kann hierbei zu Quellungen, Festigkeitsverringe
rungen und Dimensionsveränderungen des Rohres kommen, sowie zu einer verstärkten
Diffusion dieser Fluide, die in ihnen gefördert werden, durch die Rohrwandung und damit zu
einer Belastung der Umwelt. Zunehmend verschärfte gesetzliche Vorschriften zwingen zu einer
Reduzierung der Emissionen und damit speziell der Diffusionen.
Parallel bestehen verschärfte Forderungen zur aktiven und passiven Sicherheit der Fahrzeuge.
Im Brandfall eines Fahrzeugs bedeutet dies, für eine möglichst lange Zeitspanne sicherzustel
len, daß der Kraftstoff der sich in den Kraftstoffleitungen befindet, sich infolge eines raschen
Schmelzens und Brennens ihrer Wandungen nicht entzündet.
Versucht wurde deshalb, diese Nachteile einschichtiger Kunststoffrohre durch mehrschichtige
Rohre für das Diffusionsverhalten (DE 35 10 395, DE 37 15 251, DE 38 21 723,
DE 39 38 497, DE 40 01 125, DE 43 15 117) bzw. den Flammschutz (DE 38 17 841,
DE 24 53 238, DE 21 40 806, DE 20 25 351) zu lösen. Zwar konnten Einzelerfolge für das
Diffusionsverhaften (DE 43 09 829, DE 43 10 884) und den Flammschutz (DE 38 40 750)
erzielt werden; eine praktikable und geschlossene Lösung der Doppelaufgabe
Diffusionsverminderung und Flammschutzverbesserung steht bislang aus.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, ein mehrschichtiges Kunststoffrohr zu schaffen, dessen
Eigenschaften, z. B. als Kunststoffleitung in eingebautem Zustand im Kraftfahrzeug sind:
Geringe Diffusion, hinreichender Brandschutz, gute Maßhaltigkeit, gute mechanisch-technische Belastbarkeit, gute chemische Eigenschaften, gutes Temperaturwechselverhalten, günstiger Herstellpreis. Die Lösung dieser Aufgabe führt zu einem mehrschichtigen Rohr, das folgenden Schichtaufbau von innen nach außen besitzt: Innenschicht, Schäumschicht, Außenschicht.
Geringe Diffusion, hinreichender Brandschutz, gute Maßhaltigkeit, gute mechanisch-technische Belastbarkeit, gute chemische Eigenschaften, gutes Temperaturwechselverhalten, günstiger Herstellpreis. Die Lösung dieser Aufgabe führt zu einem mehrschichtigen Rohr, das folgenden Schichtaufbau von innen nach außen besitzt: Innenschicht, Schäumschicht, Außenschicht.
Die Ausbildung mindestens einer, vorzugsweise inneren Schicht der Formmasse aus Poly
vinylidenfluorid (PVDF), verhindert die Diffusion von methanolhaltigen Kraftstoffgemischen
in sehr erheblichem Umfang; sie ist vorzugsweise vernetzt. Die Ausbildung mindestens einer
Schäumschicht im mittleren Wandungsbereich mit mindestens einem schaumbildenden Additiv,
dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur, verbessert den
Flammschutz beträchtlich. Die aufschäumende Schicht führt einerseits zu einer hohen
thermischen Isolierung der die brennbaren Fluide enthaltenden inneren Schicht, mit der Folge,
daß die hohe Temperatur erst nach einer vergleichsweise langen Einwirkungszeit
die Innenschicht ernsthaft beeinträchtigt. Andererseits führt das Aufschäumen dazu, daß
die Innenschicht besonders lange wirksam gegen Sauerstoffzutritt geschützt wird.
Die Schäumschicht bedarf nach außen im Fall der Brandeinwirkung einer mechanischen
Verstärkung bzw. zusätzlich einer feuerhemmenden Verbesserung. Dies wird dadurch erreicht,
daß deren Formmasse vernetzte Polyamide sind, die zusätzlich feuerhemmende Additive
besitzen.
Der mechanische Verbund zwischen der diffusionshemmenden Innenschicht und dem
feuerhemmenden Bereich, gebildet durch die Schäumschicht und Außenschicht, muß durch
eine besondere Gestaltung der Schäumschicht sichergestellt werden. Durch ihren Kraftschluß
in den Grenzflächen dieser benachbarten Schichten (Innen- zu Außenschicht) verhindert sie
deren Trennung und beeinflußt die mechanische Stabilität der Leitung (z. B. bei Schwin
gungen oder Erschütterungen). Der Auswahl der verwendeten Formmasse oder dem
Formmassengemisch für diese Schäumschicht kommt demnach eine erhebliche funktionelle
Bedeutung zu. Erfindungsgemäß kann sie bestehen aus polymerem Polyamid plus copolymeren
Polyacrylsäureestern oder aus polymerem Polyvinylidenfluorid plus copolymeren
Polymethylmethacrylaten, jeweils bevorzugt vernetzt.
Die Herstellung der mehrschichtigen Rohre erfolgt in bekannter Weise, vorzugsweise kosten
günstig auf Coextrusionsanlagen. Die Vernetzung der einzelnen Formmassen kann chemisch
oder durch Strahlen erfolgen. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen.
In der Zeichnung zeigen im einzelnen
Fig. 1 Einen Längsschnitt durch ein 3-schichtiges Rohr.
Fig. 2 Einen Längsschnitt durch ein 3-schichtiges Rohr mit einem aufgeschäumten Bereich
in der Schäumschicht infolge von punktuellen äußeren Flammeinwirkungen.
Mit (1) in Fig. 1 ist die Innenschicht bezeichnet; sie besteht aus der Formmasse A, vorzugswei
se polymeres Polyvinylidenfluorid. Diese Schicht wirkt diffusionshemmend und ihre Schicht
dicke S1 ist relativ dünn ausgebildet. Diese Innenschicht (1) wird von einer Schäumschicht
(2) mit der Schichtdicke S2 und dem Formmassengemisch B umschlossen; diese
stellt einerseits einen guten mechanischen Verbund der Innenschicht (1) zur Außenschicht (3)
dar. Deren bevorzugte Formmassengemische B bestehen vorzugsweise aus polymerem
Polyvinylidenfluorid mit den copolymeren Polymethylmethacrylaten oder polymerem Polyamid
mit den copolymeren Polyacrylsäureestern. Vorzugsweise ist das Formmassengemisch B ver
netzt und es enthält mindestens ein schaumbildendes Additiv, dessen Reaktionstemperatur
höher ist als die Verarbeitungstemperatur; dadurch wird sichergestellt, daß es im Falle äußerer
starker Hitzeeinwirkung (5) zu einem Aufschäumen dieser Schicht (2) kommt. Die Außen
schicht (3) besitzt eine wesentliche festigkeitsmäßige Funktion für das gesamte Rohr im
Normaleinsatz bzw. beim Aufschäumen der Schäumschicht (2) zur mechanischen
Stabilisierung und Schutz des Rohres nach außen; ihre Formmasse C besteht vorzugsweise aus
vernetztem Polyamid, ihre Schichtdicke ist S3.
In Fig. 2 ist die Aufschäumung (4) des Rohres dargestellt, wie sie durch eine Flammeinwir
kung (5) an seinem Umfang verursacht wird. Infolge des Aufbaus des Rohres erfolgt die Auf
schäumung (4) i. w. radial nach außen, so daß sich das aufschäumende Volumen wesentlich
vergrößern kann. Durch die Stabilität der Außenschicht (3) wird verhindert, daß die Aufschäu
mung (4) gänzlich volumenmäßig unkontrolliert abläuft.
Claims (12)
1. Mehrschichtiges Kunststoffrohr, maßlich festgelegt durch seine Hauptabmessungen (Innen
durchmesser Di, Außendurchmesser Da, Rohrwanddicke S), hergestellt nach dem Ver
fahren der Coextrusion, verwendet im KFZ-Bereich für Brems-, Hydraulik-, Kraftstoff- und
Kühlleitungen, dessen Rohrwandung zumindest je eine diffusionshemmende, schäumfähig
kraftschlüssige und flammhemmend-tragende Schicht besitzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrwandung von innen nach außen aufgebaut ist wie folgt:
die Innenschicht (1) aus einer Formmasse A eines thermoplastischen Polymers,
die kraftvermittelnde Schaumschicht (2) aus einem Formmassengemisch B mit einem minimal 50%-igen Masseanteil eines thermoplastischen Polymers und einem maximal 50%-igen Masseanteil thermoplastischer Copolymere, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein treibmittelhaltiges Additiv enthält, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur,
die Außenschicht (3) aus einer Formmasse C eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein flammhemmendes Additiv enthält.
die Innenschicht (1) aus einer Formmasse A eines thermoplastischen Polymers,
die kraftvermittelnde Schaumschicht (2) aus einem Formmassengemisch B mit einem minimal 50%-igen Masseanteil eines thermoplastischen Polymers und einem maximal 50%-igen Masseanteil thermoplastischer Copolymere, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein treibmittelhaltiges Additiv enthält, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur,
die Außenschicht (3) aus einer Formmasse C eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein flammhemmendes Additiv enthält.
2. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenschicht (1) die Schichtdicke S1 von minimal S1 </= 0,1 mm besitzt.
3. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schäumschicht (2) die Schichtdicke S2 von minimal S2 </= 0,3 mm besitzt.
4. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschicht (3) die Schichtdicke S3 von minimal S3 </= 0,2 mm besitzt.
5. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß seine Hauptabmessungen (Di, Da, S = S1 + S2 + S3) und deren Toleranzen
der Deutschen Norm DIN 73 378 für den Außendurchmesserbereich Da </= 4 mm und den
Wanddickenbereich S </= 1 mm entsprechen.
6. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse A der Innenschicht (1) aus Polyvinylidenfluorid besteht.
7. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse A der Innenschicht (1) aus Polyamid besteht.
8. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formmassengemisch B der Schäumschicht (2) aus polymeren Polyvinyliden
fluorid und copolymeren Polymethylmethacrylaten besteht.
9. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formmassengemisch B der Schäumschicht (2) aus polymeren Polyamid und
copolymeren Polyacrylsäureestern und deren Abkömmlingen besteht.
10. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse C der Außenschicht (3) aus Polyamid besteht.
11. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die chemische Formmasse C der Außenschicht (3) einen physikalischen Masseanteil
von max. 15% leitfähigem Ruß enthält.
12. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die chemische Formmasse A der Innenschicht (1) einen physikalischen Masseanteil
von max. 15% leitfähigen Ruß enthält.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19504618A DE19504618A1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19504618A DE19504618A1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19504618A1 true DE19504618A1 (de) | 1996-08-14 |
Family
ID=7753753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19504618A Withdrawn DE19504618A1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19504618A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004032152A1 (de) * | 2004-07-02 | 2006-01-26 | Ticona Gmbh | Verbund umfassend mindestens eine harte Komponente und mindestens eine weiche Komponente |
| DE102008036602A1 (de) | 2007-12-20 | 2009-06-25 | FITR-Gesellschaft für Innovation im Tief- und Rohrleitungsbau Weimar mbH | Rohr zum Transport strömender Medien |
| CN105782637A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-07-20 | 南通德瑞森复合材料有限公司 | 一种防火玻璃钢管道 |
-
1995
- 1995-02-13 DE DE19504618A patent/DE19504618A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004032152A1 (de) * | 2004-07-02 | 2006-01-26 | Ticona Gmbh | Verbund umfassend mindestens eine harte Komponente und mindestens eine weiche Komponente |
| DE102008036602A1 (de) | 2007-12-20 | 2009-06-25 | FITR-Gesellschaft für Innovation im Tief- und Rohrleitungsbau Weimar mbH | Rohr zum Transport strömender Medien |
| DE102008036602B4 (de) | 2007-12-20 | 2018-07-26 | GIB - Gesellschaft für Innovation im Bauwesen mbH | Rohr zum Transport strömender Medien |
| CN105782637A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-07-20 | 南通德瑞森复合材料有限公司 | 一种防火玻璃钢管道 |
| CN105782637B (zh) * | 2016-04-14 | 2018-12-11 | 衢州熊妮妮计算机科技有限公司 | 一种防火玻璃钢管道 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |