DE29502263U1 - Mehrschichtiges Kunststoffrohr - Google Patents
Mehrschichtiges KunststoffrohrInfo
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Description
Mehrschichages Kunststoffrohr
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststofirohr, 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 auftretenden
Einwirkungsbedingungen betriebssicher sein, z. B. als Kraftstoffleitungen.
Einschichtige Rohre erfüllen unter gewissen Einsatzbedingungen die vorgesehenen Anforderungen
nur unzureichend, z. B. bei Kraftstoffen, die Methanol und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe
(z. B. Benzol) enthalten. Es kann hierbei zu Quellungen, Festigkeitsverringerungen
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 sicherzustellen,
daß der Kraftstoff, der sich in den Kraftstoffleitungen befindet, sich infolge eines raschen
Schmelzens und Brennens ihrer Wandungen nicht entzündet.
• «&igr;
Deutsche Tecalemit GmbH
16.01.95
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 Ol 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
Diffusionsverhalten (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 fuhrt zu einem mehrschichtigen Rohr, das folgenden
Schichtaufbau von innen nach außen besitzt: Innenschicht, Haftschicht, Schäumschicht,
Außenschicht.
Die Ausbildung mindestens einer, vorzugsweise inneren Schicht der Formmasse aus Polyvinylidenfluorid
(PVDF), verhindert die Diffusion von methanolhaltigen Kraftstoffgemischen in sehr erheblichem Umfang. Die Ausbildung mindestens einer Schäumschicht, vorzugsweise
mit der Formmasse Polyamid (PA), bevorzugt vernetzt, im äußeren 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 Schichten, 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.
Deutsche Tecalemit GmbH
Die Schäumschicht bedarf sowohl nach innen als auch nach außen im Fall der Brandeinwirkung
einer mechanischen Verstärkung bzw. nach außen zusätzlich einer feuerhemmenden Verbesserung.
Nach innen wird dieses durch den Schichtaufbau der Haftschicht erreicht, vorzugsweise
zur Stabilisierung vernetzt ausgebildet. Nach außen wird diese Verbesserung durch die
Außenschicht bewirkt, vorzugsweise in der Formmasse vernetzter Polyamide ausgebildet, die
zusätzlich feuerhemmende Additive besitzt.
Der mechanische Verbund zwischen der difiusionshemmenden Innenschicht, die vorzugsweise
in PVDF ausgebildet ist und dem feuerhemmenden Bereich, gebildet durch die Schäumschicht
und Außenschicht, der in PA ausgebildet ist, muß durch eine besonders ausgebildete Haftschicht
sichergestellt werden. Durch ihren Kraftschluß in den Grenzflächen dieser benachbarten
Schichten (Innen - zu Schäumschicht) verhindert sie deren Trennung und beeinflußt die
mechanische Stabilität der Leitung (z. B. bei Schwingungen oder Erschütterungen). Der
Auswahl der verwendeten Formmasse oder dem Formmassengemisch fur diese Haftschicht
kommt demnach eine erhebliche funktioneile Bedeutung zu. Erfmdungsgemäß kann sie
bestehen aus polymerem Polyamid plus copolymeren Polyacrylsäureestern oder aus
polymerem Polyvinylidenfluorid plus copolymeren Polymethylmethacrylaten.
Die Herstellung der mehrschichtigen Rohre erfolgt in bekannter Weise, vorzugsweise kostengünstig
auf Coextrusionsanlagen. Die Vernetzung der einzelnen Formmassen kann chemisch oder durch Strahlen erfolgen. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen.
DIVISION
Deutsche Tecalemit GmbH
In der Zeichnung zeigen im einzelnen
Figur 1: Einen Längsschnitt durch ein 4-schichtiges Rohr.
Figur 2: Einen Längsschnitt durch ein 4-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, vorzugsweise
polymeres Polyvinylidenfluorid, Diese Schicht wirkt diffüsionshemmend und ihre
Schichtdicke Sl ist relativ dünn ausgebildet. Diese Innenschicht (1) wird von einer Haftschicht
(2) mit der Schichtdicke S2 mit dem Formmassengemisch B umschlossen; diese stellt einen
guten mechanischen Verbund der Innenschicht (1) zur Schäumschicht (3) dar. Deren bevorzugte
Formmassengemische B bestehen vorzugsweise aus polymerem Polyvinylidenfluorid mit
den copolymeren Polymethylmetacrylaten oder polymerem Polyamid mit den copolymeren Polyacrylsäureestern. Die Haftschicht (2) besitzt einen festigkeitsmäßigen
Einfluß auf das gesamte Rohr im Normaleinsatz bzw. beim Aufschäumen der Schäumschicht
(3) zur mechanischen Stabilisierung des Rohres nach innen; ihre Formmasse B ist vorzugsweise
vernetzt. Die Schäumschicht (3) besteht aus der Formmasse C, vorzugsweise vernetztes Polyamid und hat die Schichtdicke S3. Diese Schicht besitzt mindestens ein
aufschäumendes Additiv, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur;
bei einer entsprechenden Flamm- oder Hitzeeinwirkung kommt sie erfindungsgemäß nach Figur 2 zur Funktion und bildet dort eine Verdickung (5). Die Außenschicht (4) mit der
Formmasse D, vorzugsweise aus vernetzten! Polyamid, schützt die Leitung vor mechanischen
äußeren Einflüssen und stabilisiert das Aufschäumen der Schicht (3) im Falle äußerer
Hitzeeinwirkung; sie enthält vorzugsweise flammhemmende Additive.
Claims (15)
- Mehrschichtiges Kunststoffrohr, maßlich festgelegt durch seine Hauptabmessungen (Innendurchmesser Di, Außendurchmesser Da, Rohrwanddicke S), hergestellt nach dem Verfahren der Coextrusion, verwendet im KFZ-Bereich für Brems-, Hydraulik-, Kraftstoff- und Kühlleitungen, dessen Rohrwandung zumindest je eine tragende, schäumfähige, flammhemmende, difrüsionsvermindernde und kraftschlüssige und/oder zumindest je eine Kombination zumindest zweier diesbezüglicher Merkmale in einer Schicht besitzt, dadurch gekennzeichnet,daß die Rohrwandung von innen nach außen aufgebaut ist wie folgt: die Innenschicht (I) aus einer Formmasse A eines thermoplastischen Polymers, die Haftschicht (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,die Schäumschicht (3) aus einer Formmasse C eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein treibmittelhaltiges Additiv enthält, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur, die Außenschicht (4) aus einer Formmasse D 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 Sl von minimal Sl >/= 0,1 mm besitzt.TEC AHEM IT DIVISIONDeutsche Tecalemit GmbH16.01.1995 - 3. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (2) die Schichtdicke S2 von minimal S2 >/= 0,1 mm besitzt.
- 4. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß die Schäumschicht (3) die Schichtdicke S3 von minimal S4 >/= 0,3 mm besitzt,
- 5. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (4) die Schichtdicke S4 von minimal S5 >/= 0,3 mm besitzt.
- 6. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 5) dadurch gekennzeichnet, daß seine Hauptabmessungen (Di, Da, S = Sl + S2 + S3 + S4 ) und deren Toleranzen der Deutschen Norm DIN 73 378 für den Außendurchmesserbereich Da >/= 4 mm und den Wanddickenbereich S >/= 1 mm entsprechen.
- 7. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 6) dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse A der Innenschicht (1) aus Polyvinylidenfluorid besteht.DIVISIOIMDeutsche Tecalemit GmbH
- 8. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 6) dadurch gekennzeichnet,daß die Formmasse A der Innenschicht (1) aus Polyamid besteht.
- 9. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 8) dadurch gekennzeichnet,daß das Formmassengemisch B der Haftschicht (2) aus polymeren Polyvinylidenfluorid und copolymeren Polymethylmetacrylaten besteht.
- 10. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 8) dadurch gekennzeichnet,daß das Formmassengemisch B der Haftschicht (2) aus polymeren Polyamid und copolymeren Po Iy acryl Säureestern und deren Abkömmlingen besteht.
- 11. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 10) dadurch gekennzeichnet,daß die Formmasse C der Schäumschicht (3) aus Polyamid besteht.
- 12. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 11) dadurch gekennzeichnet,daß die Formmasse D der Außenschicht (4) aus Polyamid besteht.T^CALEMIT DIVISIONDeutsche Tecalemit GmbH
- 13. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 12) dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Formmasse D der Außenschicht (4) einen physikalischen Masseanteil von max. 15 % leitfähigem Ruß enthält.
- 14. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 13) dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse A der Innenschicht (.1) vernetzt ist.
- 15. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1) bis 12) und 14), dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Formmasse A der Innenschicht (1) einen physikalischen Masseanteil von max. 15 % leitfähigem Ruß enthält.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE29502263U DE29502263U1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE29502263U DE29502263U1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE29502263U1 true DE29502263U1 (de) | 1995-06-08 |
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ID=8003781
Family Applications (1)
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DE29502263U Expired - Lifetime DE29502263U1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Country Status (1)
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-
1995
- 1995-02-13 DE DE29502263U patent/DE29502263U1/de not_active Expired - Lifetime
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