DE19841397C1 - Schlauch aus Kunststoff, der aus mehreren konzentrischen Schichten aufgebaut ist - Google Patents

Abstract

Ein Schlauch (1), überwiegend aus Kunststoff, ist aus insgesamt sechs konzentrischen Schichten aufgebaut, wobei deren Werkstoff, Dicke und Struktur so gewählt und in radialer Richtung übereinander angeordnet sind, daß sich eine hohe Resistenz gegen aggressive oder gasförmige Bestandteile des mit dem Schlauch (1) zu befördernden Mediums ergibt, wobei der Schlauch gleichzeitig eine gute Flexibilität und eine hohe Druckfestigkeit hat. Insbesondere enthält er dabei auch zwei jeweils von einem Geflecht (5 und 6) gebildete übereinanderliegende Schichten, die die Druckfestigkeit erhöhen, ohne die Flexibilität merkbar zu beeinträchtigen. Eine innere gasdichte Sperrschicht (2) leitet auch aggressive Medien und eine äußere Deckschicht schützt den Schlauch (1) gegen mechanische Einwirkungen oder Beschädigungen (Figur).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlauch aus Kunststoff, der aus mehreren konzentrischen Schichten aufgebaut ist und durch ein eingelagertes Geflecht insbesondere hinsichtlich seiner Druckfestig­ keit verstärkt ist.

Derartige Schläuche sind in vielfältigen Ausführungsformen und für unterschiedliche Zwecke bekannt. Häufig werden derartige Schläuche als Leitungen für Betriebsstoffe, Treibstoffe, Benzin, auch Wasserstoff oder sonstige, auch aggressive Bestandteile enthaltenden Medien und Flüssigkeiten benötigt.

Dabei sind derartige bekannte druckfeste Schläuche entweder darauf ausgelegt, gegen das von Ihnen zu leitende Medium und die darin enthaltenen aggressiven Bestandteile beständig zu sein, was dann aber zu Lasten der Druckfestigkeit geht, oder es sind Schläuche relativ hoher Druckfestigkeit bekannt, bei denen aber die mit dem Medium in Berührung kommenden Schichten aggressiven Medien oder Bestandteilen nicht ausreichend lange widerstehen können.

Beispielsweise ist aus DE 42 14 383 C2 ein koextrudiertes Mehrschicht- Polymer-Rohr mit Barrierewirkung bekannt, welches aufgrund seines Gesamtaufbaues aber nur eine eingeschränkte Druckfestigkeit aufweisen kann.

Aus DE 196 35 296 A1 ist ein Gummischlauch für Kraftstoffe bekannt, der auch einzelne Kunststoffschichten sowie ein einzelnes Geflecht enthält. Auch damit ist nur eine beschränkte Druckfestigkeit möglich.

Aus DE 39 42 354 A1 ist ein mehrschichtiger Schlauch aus thermoplasti­ schen Kunststoffen für brennbare Fluide bekannt, der zwar zwei Lagen von Geflechten enthält, bei welchem aber keine Sperrschicht vorgesehen ist, da vernetzter Kunststoff zur Abdichtung herangezogen werden soll.

Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Schlauch der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine hohe chemische Resistenz, Gasdichtigkeit und eine hohe Druckfestigkeit miteinander kombiniert sind.

Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist der eingangs genannte Schlauch dadurch gekennzeichnet, daß er eine innere gasdichte Sperrschicht aus einem Fluorpolymer und an deren Außenseite einen Haftvermittler für eine den Schlauch formende Formschicht aus Polyamid 12 (PA 12) aufweist, daß auf der Formschicht außenseitig ein erstes Geflecht aufgeflochten ist und daß dieses erste Geflecht seinerseits von einem eine weitere Schicht bildenden zweiten Geflecht umschlossen ist, daß das zweite äußere Geflecht eine Deckschicht aufweist und daß eines der Geflechte oder beide Geflechte oder ein drittes Geflecht aus Metalldrähten zur Ableitung statischer elektrischer Aufladungen vorgesehen ist.

Auf diese Weise ergibt sich also ein mehrschichtiger Schlauch, der eine ausreichende Flexibilität hat, bei welchem aber durch die innenliegende, von dem Medium unmittelbar beaufschlagte Sperrschicht eine vorzeitige Zerstörung durch aggressive Bestandteile oder Medien verhindert wird. Darüber hinaus wird gleichzeitig das Heraus­ diffundieren gasförmiger oder flüchtiger Bestandteile des in dem Schlauch zu befördernden Mediums verhindert, so daß dieser Schlauch eine sehr gute Eignung als Leitung für Benzin oder sonstige Betriebs- oder Kraftstoffe oder aber auch zur Leitung von Gasen, Kühlflüssig­ keiten und dergleichen hat.

Dadurch, daß das innenliegende erste Geflecht auf die formgebende Schicht lediglich einfach aufgeflochten und nicht etwa in eine Schicht eingebettet ist, ist der Herstellungsaufwand gegenüber an sich bekannten eingebetteten Faserarmierungen vermindert, so daß die Herstellung des Schlauches trotz des mehrschichtigen Aufbaues auch der Geflechte relativ einfach und preiswert gehalten werden kann. Die Verwendung zweier Schichten von Geflechten erlaubt dabei einerseits die Beibehaltung einer hohen Flexibilität und andererseits die Erlangung einer hohen Druckfestigkeit, wobei die Flexibilität vor allem dadurch erhalten bleibt, daß sich die Fasern der Geflechte bei einer Biegung des Schlauches auch etwas in axialer Richtung verschieben lassen und anpassen können. Gegenüber nur einer Schicht eines Geflechtes ergibt sich aber durch die Mehrlagigkeit die erwünschte erhöhte Druckfestigkeit.

Die äußere Deckschicht schließlich schützt die gesamte mehrschichtige Anordnung dieses Schlauches gegen mechanische Belastungen und Beschädigungen. Durch eine sinnreiche Kombination und Anordnung unterschiedlicher Schichten kann also insgesamt ein Schlauch geschaffen werden, bei welchem eine hohe chemische Resistenz gegen das von ihm geführte Medium, Gasdichtigkeit und hohe Druckfestigkeit gleichzeitig erreicht werden. Dennoch bleibt die erwünschte Flexibilität in ausreichendem Maß erhalten.

Durch ein Geflecht aus Metalldrähten beziehungsweise durch ein Metallgeflecht kann gleichzeitig die Druckfestigkeit erhöht werden, so daß sich eine Doppelfunktion durch diese Erhöhung der Druckfestig­ keit und die Möglichkeit, statische elektrische Aufladungen abzuleiten, ergibt.

Besonders günstig ist es, wenn die beiden aneinander angrenzenden Schichten des ersten Geflechtes und des zweiten Geflechtes unterschiedliche, sich ergänzende Flechtbilder haben und/oder hinsichtlich Festigkeit, Abmessung und/oder Material unterschiedliche Fasern aufweisen. Gerade durch unterschiedliche Geflechtbilder der beiden Geflechte, aber auch durch eventuell unterschiedliche Fasern kann einerseits der Forderung nach hoher Flexibilität und andererseits nach hoher Druckfestigkeit Rechnung getragen werden, in dem beispielsweise ein Geflecht eine höhere Flexibilität ermöglicht, während das andere Geflecht die höhere Druckfestigkeit bewirken kann. Die gegenseitige Verschieblichkeit der Geflechte bei einer Biegung kommt dabei der Flexibilität entgegen.

Die radiale Dicke der einzelnen Schichten des Schlauches kann zwischen etwa einem Zehntel-Millimeter und etwa einem Millimeter liegen. Dabei können beispielsweise die Geflechte oder auch die Schicht mit dem Haftvermittler eine relativ geringe Dicke haben. Formende oder schützende Schichten hingegen können etwas dicker sein. Insgesamt kann aber trotz der Mehrschichtigkeit und der Verwendung von insgesamt sechs Schichten die Gesamtdicke der Schlauchwand relativ klein gehalten werden.

Beispielsweise kann der Schlauch oder die Leitung bei einer lichten Weite von zum Beispiel etwa 8 mm einen Außendurchmesser von insgesamt etwa 13 mm haben und sich die Dicke der einzelnen Schichten auf die Differenz von etwa 5 mm aufteilen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann also die hohe Druckfestigkeit bei guter Flexibilität mit einer Gesamtwandstärke von etwa 5 mm erreicht werden. Dabei könnte der Innendurchmesser gegebenenfalls aber auch noch etwas größer sein, falls ein entsprechend höherer Durchsatz benötigt werden sollte.

Das erste Geflecht und/oder das zweite Geflecht können aus Kunststoffasern und/oder aus Metalldrähten bestehen. Dabei kann eines der Geflechte oder es können beide Geflechte aus Polyestergar­ nen bestehen, die preiswert sind und hohe Festigkeiten bei guter Flexibilität haben.

Die äußere, vorzugsweise schlauchförmige Deckschicht kann aus Polyamid 12 oder aus Polyurethan bestehen und insbesondere - auf die äußere Geflecht-Schicht - aufextrudiert sein. Durch ein Aufextrudieren ergibt sich eine besonders innige Verbindung dieser äußeren Deckschicht mit der darunterliegenden Schicht, was der Lebensdauer des Schlauches zugute kommt. Gegenüber einer Deckschicht beispielsweise aus Polyamid 6 hat Polyamid 12 oder Polyurethan den Vorteil einer guten Flexibilität, so daß der mehrschichtige Schlauch trotz dieser äußeren Deckschicht ausreichend biegsam und flexibel bleibt und auch mit mehreren verschiedenen Richtungsänderungen gut verlegt werden kann und sogar dynamische Belastungen (Kraftstoff­ leitungen in PKW's) erlaubt.

Insgesamt ergibt sich ein Schlauch überwiegend aus Kunststoff, bei dem mehrere Schichten in sinnreicher Weise kombiniert und hinsichtlich ihres Werkstoffes ausgewählt sind, um sich scheinbar widersprechende Eigenschaften zu vereinigen, insbesondere eine hohe Druckfestigkeit, eine chemische Resistenz und/oder Gasdichtigkeit und dennoch eine ausreichende Biegsamkeit oder Flexibilität.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter und hinsichtlich der Dicke der einzelnen Schichten teilweise übertriebener Darstellung die einzige Figur einen Teillängsschnitt eines erfindungs­ gemäßen Schlauches mit insgesamt sechs konzentrisch und radial übereinanderliegenden Schichten.

Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Schlauch besteht aus Kunststoff oder überwiegend aus Kunststoff und ist aus mehreren, nachfolgend näher erläuterten konzentrischen Schichten aufgebaut, wobei er insbesondere hinsichtlich seiner Druckfestigkeit durch ein eingelagertes Gewebe oder Geflecht verstärkt ist.

Der Schlauch 1 hat dabei eine innere gasdichte Sperrschicht 2 aus einem Fluorpolymer, wodurch eine vorzeitige Zerstörung durch aggressive Medien oder Bestandteile und ein Herausdiffundieren gasförmiger Bestandteile des mit diesem Schlauch 1 zu befördernden Mediums verhindert wird.

An der Außenseite der Sperrschicht 2 ist als nächste konzentrische Schicht ein Haftvermittler 3 für eine den Schlauch 1 formende Formschicht 4 aus Polyamid 12 vorgesehen. Eine solche Formschicht aus dem genannten Werkstoff gibt dem Schlauch eine gewünschte weitgehend festliegende Form bei dennoch guter Flexibilität und Anpaßbarkeit.

Außenseitig ist auf der Formschicht 4 ein erstes Gewebe oder Geflecht 5 aufgeflochten, also nicht in irgendeine Kunststoffschichtung oder dergleichen eingebettet oder teilweise eingebettet. Dieses erste Geflecht 5 ist seinerseits von einem zweiten Geflecht 6 oder Gewebe umschlossen, wobei die beiden aneinander grenzenden Schichten des ersten Geflechtes 5 und des zweiten Geflechtes 6 unterschiedliche, sich ergänzende Flechtbilder haben oder auch hinsichtlich der Festigkeit, der Abmessung oder dem Werkstoff sich unterscheidende Fasern enthalten können. Somit lassen sich durch diese beiden unterschiedlichen Gewebe- oder Geflechtschichten wiederum die jeweils gewünschten Eigenschaften des Schlauches 1 hinsichtlich Flexibilität und vor allem Druckfestigkeit in gewünschtem Umfange beeinflussen. Vor allem das Vorhandensein zweier derartiger Schichten von Geflechten 5 und 6 kommt einer hohen Druckfestigkeit entgegen, ohne die Flexibilität zu sehr zu beschränken, weil jedes der Geflechte relativ biegsam sein kann und bei einer Biegung die einzelnen Fasern dieser Geflechte auch gegenseitige Bewegungen erlauben.

Dabei können beide Geflechte aus Kunststoffasern oder aus Metalldrähten oder -fasern bestehen oder eines der Geflechte kann aus Kunststoff und das andere aus Metallfasern oder -drähten bestehen und als Zusatzfunktion zur Ableitung statischer elektrischer Aufladungen dienen.

Das zweite äußere Geflecht oder Gewebe 6 weist schließlich noch eine insbesondere schlauchförmige Deckschicht 7 auf, die auf­ extrudiert sein kann und bevorzugt aus Polyamid 12 oder Polyurethan besteht und also ebenfalls relativ flexibel ist, aber die gesamte Anordnung und insbesondere die eventuell empfindlichen Geflechte gegen äußere mechanische Einflüsse und Beschädigungen schützt.

Die in der einzigen Figur zur besseren Erkennbarkeit übertrieben dick dargestellten Schichten können eine radiale Dicke zwischen etwa einem Zehntel-Millimeter und etwa einem Millimeter haben, je nach dem, um welche der Schichten es sich handelt. Insgesamt kann beispielsweise ein Schlauch 1 bei einer lichten Innenweite von etwa 8 mm einen Außendurchmesser von insgesamt etwa 13 mm haben, so daß sich die radialen Abmessungen oder Dicken der einzelnen Schichten 2 bis 7 auf die Differenz von etwa 5 mm aufteilen. Dabei können die Geflechte relativ dünn sein, während die Sperrschicht 2 oder auch die Formschicht 4 eine größere Dicke haben können.

Der Schlauch 1 ist überwiegend aus Kunststoff mit insgesamt sechs konzentrischen Schichten aufgebaut, wobei deren Werkstoff, Dicke und Struktur so gewählt und in radialer Richtung übereinander angeordnet sind, daß sich eine hohe Resistenz gegen aggressive oder gasförmige Bestandteile des mit dem Schlauch 1 zu befördernden Mediums ergibt, wobei der Schlauch gleichzeitig eine gute Flexibilität und eine hohe Druckfestigkeit hat. Insbesondere enthält er dabei auch zwei jeweils von einem Geflecht 5 und 6 gebildete, übereinanderliegende Schichten, die die Druckfestigkeit erhöhen, ohne die Flexibilität merkbar zu beeinträchtigen. Eine innere gasdichte Sperrschicht 2 leitet auch aggressive Medien und eine äußere Deckschicht schützt den Schlauch 1 gegen mechanische Einwirkungen oder Beschädigungen.

Claims (7)

1. Schlauch (1) aus Kunststoff, der aus mehreren konzentrischen Schichten aufgebaut ist und durch ein eingelagertes Geflecht insbesondere hinsichtlich seiner Druckfestigkeit verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch eine innere gasdichte Sperrschicht (2) aus einem Fluorpolymer und an deren Außenseite einen Haftvermittler für eine den Schlauch (1) formende Formschicht (4) aus Polyamid 12 (PA 12) aufweist, daß auf der Formschicht (4) außenseitig ein erstes Geflecht (5) aufgeflochten ist und daß dieses erste Geflecht (5) seinerseits von einem zweiten Geflecht (6) umschlossen ist, daß das zweite äußere Geflecht (6) eine Deckschicht (7) aufweist und daß eines der Geflechte oder beide Geflechte oder ein drittes Geflecht aus Metalldrähten zur Ableitung statischer elektrischer Aufladungen vorgesehen ist.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aneinander grenzenden Schichten des ersten Geflechtes (5) und des zweiten Geflechtes (6) unterschiedliche, sich ergänzende Flechtbilder haben und/oder hinsichtlich Festigkeit, Abmessung und/oder Material unterschiedliche Fasern aufweisen.

3. Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke der einzelnen Schichten zwischen etwa einem Zehntel Millimeter und etwa einem Millimeter liegt.

4. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlauch (1) bei einer lichten Weite von zum Beispiel etwa 8 mm einen Außendurchmesser von insgesamt etwa 13 mm hat und sich die Dicke der einzelnen Schichten auf die Differenz von etwa 5 mm aufteilt.

5. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Geflecht (5) und/oder das zweite Geflecht (6) aus Kunststoffasern und/oder aus Metalldrähten oder -fasern bestehen.

6. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der Geflechte oder beide Geflechte aus Polyestergarnen bestehen.

7. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußere vorzugsweise schlauchförmige Deckschicht (7) aus Polyamid 12 oder aus Polyurethan besteht und insbesondere aufextrudiert ist.