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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schlauch, insbesondere zur
Beförderung
von Gasen, wie Wasserstoff und flüssigen Medien, wie Kraftstoffen,
Kühlmitteln, Ölen, Bremsflüssigkeiten
und Ähnlichem.
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Verschiedene
Arten von Schläuchen
sind zum Einsatz in einer Kraftstoffleitungsanlage eines Kraftfahrzeuges
oder eines anderen Fahrzeuges bekannt, die aus verschiedenen Materialien
hergestellt werden können.
Ein solcher Schlauch kann als Kraftstoffleitung selbst oder auch
als Verbindungsstück zum
Verbinden einer Kraftstoffleitung verwendet werden und flexibel
oder starr ausgebildet sein. Im allgemeinen werden durch die Leitungen
Benzin- oder Dieselkraftstoff zum Motor gefördert.
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Hierbei
weisen diese Schläuche
häufig
eine Vielzahl von Schichten aus Materialien unterschiedlicher chemischer
Zusammensetzung auf. Aus Sicherheitsgründen und im Hinblick auf die
gängigen
Umweltschutz- und Sicherheitsüberlegungen
ist hierbei eine Anforderung an die Rohre bzw. Schläuche, dass die
Ausdunstungen der gebräuchlichen
Kraftstoffe durch Wandungen und Enden möglichst stark unterdrückt wird.
Darüber
hinaus sollten die Schläuche
gegenüber
hohen und niedrigen Temperaturen beständig sowie flammbeständig oder
selbsterlöschend sein.
Um diese Anforderungen zu erfüllen,
hat es sich z. B. bewährt,
eine Barriere- oder Sperrschicht in dem Schlauch vorzusehen, um
die Permeation der Kraftstoffe zu unterdrücken, sowie weitere Schichten, z.
B. eine Schutzschicht oder eine Verstärkungsschicht, um den Schlauch
die notwendige Festigkeit und Beständigkeit zu verleihen. Auch
die Anschlüsse,
wie Stutzen, müssen
weitgehend frei von Leckage und sogenannten Wicking-Effekten (die
Durchwanderung des Kraftstoffs durch die Schicht, die mit der z.
B. Kraftstoff in Kontakt steht) sein.
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Derartige
Schläuche
weisen häufig
einen Aufbau auf, bei dem als innerste Schicht eine Sperrschicht
vorgesehen ist, vorzugsweise aus einem fluorhaltigen Thermoplasten. Über dieser
Innenschicht befinden sich weitere funktionelle Schichten, wie Schutzschichten
oder Verstärkungsschichten
und Haftvermittlungsschichten.
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Ein
Problem bei derartigen Schlauchsystemen ist, dass diese Schläuche beim
Aufstecken auf andere Formteile, beispielsweise Tankeinfüllstutzen in
Abhängigkeit
von deren Oberflächengüte, nicht
immer die notwendige Dichtigkeit zeigen. Derartige Tankeinfüllstutzen
beispielsweise sind Formteile, die eine Formteilungsebene aufweisen.
Die Fehlstellen machen sich als Vertiefungen oder als Erhebungen ungünstig bemerkbar,
an diesen können
dann Undichtigkeiten auftreten. Dies ist insbesondere bei Gas- und
Flüssigkraftstoffsystemen äußerst nachteilig.
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Im
Stand der Technik sind daher verschiedene Ansätze zur Überwindung dieses Problems
entwickelt worden. Dabei wird entweder durch Anbringung von Schlauchschellen
versucht, die mechanische Verbindung von Schlauch und Tankeinfüllstutzen
zu verbessern, so dass eine ausreichende Dichtigkeit vorliegt. Die
Rauheitstiefe, die mit diesem System abgedichtet werden kann, ist
auf 10 bis 40 μm
begrenzt. Alternative Ansätze
betreffen die Einführung
von weiteren flexiblen, elastischen Innenschichten vor dem Thermoplasten
als Innenschicht, um beispielsweise eine bessere Anpassung an der
Tankeinfüllstutzenoberfläche hervorzurufen.
Weiterhin können
externe Dichtungsringe, Dichtungsfilme oder Dichtungsklebstoffe
eingesetzt werden. Der Nachteil dieser Lösungsansätze aus dem Stand der Technik
ist jedoch, dass entweder zusätzliche
Schichten vorgesehen werden müssen.
Dies verteuert entweder die Herstellung der Schläuche oder erhöht die Komplexität des Einbaus
derartiger Schläuche
in Kraftstoffsysteme. Außerdem
tragen diese Schichten zum sogenannten „Wicking-Effekt" bei.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also einen Schlauch zur
Verfügung
zu stellen, der die oben genannten Probleme überwindet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Schlauch gelöst,
der zumindest an einem Ende vorzugsweise an beiden Enden auf der
Innenseite umlaufende Rippen aufweist.
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Eine
derartige Ausgestaltung des Schlauchendes, bei gleichzeitiger Beibehaltung
des üblichen
Schlauchinnendurchmessers, ermöglicht überraschenderweise
eine verbesserte Dichtigkeit bei Schlauchanschlüssen auf Kunststoffformteilen
oder Metallformteilen, beispielsweise Tankeinfüllstutzen. Durch die innen
umlaufenden Rippen, die partiell den Innendurchmesser des Schlauchs
verringern, erhöht sich
der Anpressdruck des Schlauches an den Tankeinfüllstutzen. Parallel dazu fließt mindestens
die erste thermoplastische Schicht unter dem Anpressdruck mit Hilfe
der folgenden Elastomerschicht und einer Schelle optimal auf der
Oberfläche,
so dass eine bessere Dichtigkeit gegeben ist. Ein weiterer Vorteil
ist, dass sich die Abzugskräfte
der Schläuche erhöhen. Damit
kann das Abrutschen von der Anbindung auch ohne Schelle verhindert
werden.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Schlauchendes vermeidet darüber
hinaus den Einsatz zusätzlicher
Innenschichten oder zusätzlicher Materialien,
so dass die damit verbundenen Nachteile des Standes der Technik
nicht auftreten. Gleichzeitig kann die Formung der innen umlaufenden
Rippen durch übliche
Formungswerkzeuge erfolgen, beispielsweise direkt bei der Herstellung
oder bei der Konfektionierung für
einen gewünschten
Einsatzzweck, ausgehend von vorgeformten Schlauchen ohne innen umlaufende
Rippen.
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Erfindungsgemäß können die
innen umlaufenden Rippen beispielsweise durch eine entsprechende
Ausgestaltung einer Innenschicht des Schlauchs geformt werden. Alternativ
ist es auch möglich,
dass , bei mehrschichtigen Schläuchen, auch
die weiteren Schichten des Schlauches eine derartige Struktur aufweisen,
so dass die innen umlaufenden Rippen durch einen wesentlichen Teil
des Querschnitts des Schlauches vorliegen. Die erste Option wird
einschichtig genannt, die zweite mehrschichtig, z. B. bis zu sechsschichtig.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun, unter Verweis auf die begleitenden
Zeichnungen, weiter beschrieben. 1 zeigt
einen möglichen Schichtaufbau
eines erfindungsgemäßen Schlauchs. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit
eines Schichtaufbaus für
einen erfindungsgemäßen Schlauch. 3 zeigt eine schematische
Darstellung mit vier innen umlaufenden Rippen. 4a und 4b zeigen
jeweils schematisch weitere Ausgestaltungen mit vier umlaufenden
Rippen. Dabei ist einmal die Schlauchform derart gewählt, dass
die umlaufenden Rippen lediglich in der Innenschicht ausgebildet
sind ( 4a) und andererseits
in allen vorliegenden Schichten ausgebildet sind (4b). Die Anzahl der Rippen ist der zu
dichtenden Fläche
proportional und beträgt
mindestens 1. Der Anzahl und Form sind keine Grenzen gesetzt.
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Erfindungsgemäße Schläuche weisen
bevorzugt als Innenschicht eine Sperrschicht aus einem fluorhaltigen
Thermoplasten auf, insbesondere bevorzugt aus PVDF, THV, CTFE, ECTFE,
insbesondere THV, oder Polyamide. Auch die klassischen Elastomere
wie NBR und FPM und thermoplastische Elastomere, die die geforderte
Medienbeständigkeit aufweisen,
sind geeignet, Sie können
einschichtig oder mehrschichtig, aus dem gleichen oder aber unterschiedlichen
Schichten aufgebaut und elektrisch leitfähig sein. Weiter weisen die
erfindungsgemäßen Schläuche bevorzugt
eine weitere Schicht aus einem Gummimaterial auf der ersten Schicht
auf, beispielsweise NBR, ECO, CSM, CM, ACM, AEM, CR, EPDM oder EVM,
insbesondere bevorzugt NBR oder ECO. Zusätzlich können weitere funktionale Schichten
vorgesehen sein, wie Verstärkungsschichten,
bevorzugt aus einem faserartigen Material, wie Baumwollfasern, Zellulosefasern,
Reyonfasern, Nylonfasern, Polyesterfasern oder Aramidfasern, die
durch Umwickeln, Umstricken oder Umflechten auf den Schlauch aufgebracht
sind. Weitere mögliche
Schichten sind Haftvermittlungsschichten, leitfähige Schichten (zum Schutz
vor elektrostatischer Aufladung), thermoplastische Schutzschichten
und farbige Markierungsschichten.
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Die
jeweiligen Dicken der Schichten werden in Abhängigkeit vom gewünschten
Einsatzzweck gewählt,
gegebenenfalls unter Berücksichtigung
von Materialkosten und Herstellungskosten.
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1 zeigt den Schichtaufbau
einer erfindungsgemäßen Kraftstoffleitung 1,
gemäß einer
ersten Ausführungsform.
Die Kraftstoffleitung 1 weist eine Sperrschicht 2 auf,
bevorzugt aus einem fluorhaltigen Thermoplasten. Weiterhin ist eine
Elastomerschicht 3 vorgesehen, die die Sperrschicht kraft- und
formschlüssig
umschließt. 1a zeigt den Schichtaufbau
einer erfindungsgemäßen Kraftstoffleitung 1,
gemäß einer
weiteren Ausführungsform. Die
Kraftstoffleitung 1 weist eine Sperrschicht 2 auf, bevorzugt
aus einem fluorhaltigen Thermoplasten. Weiterhin ist eine Elastomerschicht 3 vorgesehen, die
die Sperrschicht kraft- und formschlüssig umschließt. Abschließend ist
eine Deckungsschicht 4 vorgesehen. Abschließend ist
eine Schutzschicht 4 vorgesehen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform des
Schichtaufbaus eines erfindungsgemäßen Schlauches. Hierbei ist
auf der Schutzschicht 4 weiterhin eine Verstärkungsschicht 5 aus
einem faserartigen Material vorgesehen. Abschließend ist wiederum eine Schutzschicht 6 vorgesehen.
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Die
erfindungswesentlichen innen umlaufenden Rippen sind in 3 schematisch dargestellt. Diese
Rippen können
irgendeine gewünschte
Form aufweisen, die beispielsweise durch die Möglichkeiten der Produktionsanlage
bestimmt werden. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die erfindungsgemäßen Rippen
einen runden bzw. halbkreisförmigen
Querschnitt aufweisen. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Rippen
lediglich am Ende des Schlauches vorgesehen sind, da diese Ausführungsform
am wenigsten Kosten intensiv ist.
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Die
Rippen weisen bevorzugt eine Höhe
auf, die 0,5 bis 15 % des Innendurchmessers ausmacht. Bevorzugt
ist der Bereich von 1 bis 8 %, insbesondere 2,5 %. Bei einem Innendurchmesser
von 40 mm ergibt sich also eine besonders bevorzugte Rippenhöhe von 1
mm.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
ist es, wenn 1 bis 25 innen umlaufende Rippen am Schlauchende vorgesehen
sind. Die Anzahl, Höhe
und Form der Rippen werden in Abhängigkeit von der zu dichtenden
Anschlussfläche
bestimmt. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn alle Rippen
die gleiche Höhe
und die gleiche Breite aufweisen und jeweils gleich weit von einander
entfernt sind.
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Der
Abstand der ersten innen umlaufenden Rippe dürfte nicht den gleichen Abstand
zum Schlauchende aufweisen, wie zur darauf folgenden innen umlaufenden
Rippe. Insbesondere bevorzugt beträgt die Breite jeder Rippe von
1 bis 14 mm, insbesondere bevorzugt 9 mm. Falls vorhanden, ist der
Abstand zwischen jeder Rippe, sowie der Abstand von der ersten Rippe
zum Schlauchende, von 2 bis 10 mm, bevorzugt 6 mm.
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Die
erfindungsgemäßen Rippen
können durch
geeignete Formgebungsverfahren hergestellt werden, beispielsweise
unter Einsatz von vorgeheizten metallischen Formungsdornen und -hülsen, die um
das Schlauchende gelegt werden. Bei einem mehrstufigen Coextrusionsverfahren
kann eine derartige Formgebung auch als Zwischenschritt erfolgen,
vor der Aufbringung der abschließenden Schutzschicht.
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Die
beanspruchten Schläuche
eignen sich insbesondere zum Transport von gasförmigen oder flüssigen Kraftstoffen,
wie Wasserstoff, oder flüssige Medien,
wie Kältemittel,
Motorölen,
Bremsflüssigkeiten,
Hydraulikölen,
und mit derartigen Medien kontaminierter Heißluft.