DE3513267C2

DE3513267C2 -

Info

Publication number: DE3513267C2
Application number: DE3513267A
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Inazawa Aichi Jp Asano; Keiichi Nagoya Aichi Jp Kodama; Terumitsu Aichi Jp Shigeki
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1984-04-14
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1988-07-07
Also published as: AU552159B2; AU4122285A; US4617213A; DE3513267A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikbremsschlauch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Schlauch ist z. B. aus der DE-OS 26 54 719 bekannt. Dieser bekannte Schlauch ist speziell ausgelegt für die Verwendung in nicht ortsfesten Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen. Bei der vorliegenden Erfindung geht es speziell um einen Hydraulikbremsschlauch.

An Bremsschläuche werden besondere Anforderungen gestellt, nämlich einerseits geringe Dehnbarkeit, andererseits eine hervorragende Flexibilität. Die üblichen Verbundschläuche besitzen jeweils nur eine dieser Eigenschaften in dem ge wünschten Maße.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikbremsschlauch zu schaffen, der sich durch geringe Ausdehnbarkeit und gleichzeitig durch hervorragende Flexi bilität und gute Haltbarkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Er findung gelöst. Im Unteranspruch ist eine besonders bevor zugte Ausführungsform der Erfindung angegeben.

Durch eine umfangreiche Reihe von Versuchen mit bestimmten Stoffen und ganz gezielt gewählten Schlauchabmessungen wurde herausgefunden, daß die erfindungsgemäße Aufgabe bei Einhaltung der im Anspruch 1 angegebenen Bedingungen gelöst wird. Zu diesen Bedingungen gehört der im Anspruch angege bene Elastizitätsmodul des Innenrohrs ebenso wie die spe zielle Wahl von Innendurchmesser, Außendurchmesser und Dicke des Innenrohrs. Für die Bemessung beispielsweise des Innendurchmessers ist hier die einschlägige japanische In dustrienorm (JIS) maßgeblich.

In der DE-OS 24 29 680 ist ein Hochdruckschlauch beschrie ben, bei dem zwischen einem Innenschlauch und einem Kunst stoff-Außenschlauch eine Bewehrung aus Fasersträngen ange ordnet ist. Die speziellen Merkmale des erfindungsgemäßen Hydraulikbremsschlauchs lassen sich der DE-OS jedoch nicht entnehmen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen eines erfindungsgemä ßen Bremsschlauchs,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Brems schlauchs nach Fig. 1, und

Fig. 3 und 4 graphische Darstellungen, die die Eigenschaf ten des erfindungsgemäßen Bremsschlauchs in Form von Versuchsergebnissen darstellen.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Bremsschlauch, bei dem um ein aus Polyamid-Kunstharz wie Nylon-11 bestehen des Innenrohr 1 netzförmig eine Verstärkungsfaserschicht 3 gewickelt ist, die aus hochmolekularem Material wie Kunstseide, Polyester, Polyamid und Polyvinylalkohol be steht.

Auf die Verstärkungsfaserschicht 3 ist eine aus Chloro pren-Gummi oder dergleichen bestehende Außenschicht 5 ge wickelt. Das Innenrohr 1, die Verstärkungsfaserschicht 3 und das Außenrohr 5 sind mittels einer Klebeschicht 2 fest miteinander verbunden.

Es wurden verschiedene Versuche mit dem erfindungsgemäßen Bremsschlauch durchgeführt. Proben wurden nach folgenden Verfahren hergestellt:

Zunächst wurde auf die äußere Umfangsfläche des aus Nylon- 11 bestehenden Innenrohrs 1 ein Isocyanat-Klebstoff (Chem lok 402, LORD FAR EAST INC.) mit einer Dicke von etwa 20 µm aufgebracht. Dann wurde auf die Isocyanat-Klebe schicht von einem organischen Lösungsmittel gelöster Chloropren-Gummi mit einer Dicke von etwa 40 µm aufge bracht. Anschließend wurde der Chloropren-Gummi getrock net.

Um die Chloropren-Gummi-Schicht wurde eine Kunstseidefa ser netzförmig aufgewickelt, wobei die Kunstseidefaser imprägniert war mit Resorcin-Formaldehyd-Latex (ein Klebstoff, der gebildet wird durch Kombinieren eines Kondensats aus Resorcin und Formalin mit Chloropren- Gummi-Latex, im folgenden als RFL bezeichnet.) Dann wurde das aus Chloropren-Gummi bestehende Außenrohr auf das mit den Kunstseidefasern bewickelte Innenrohr durch Extrudieren aufgebracht.

Es wurde ein Schlauch erhalten, der sich zusammensetzte aus dem Innenrohr 1 aus Polyamid-Kunstharz (Nylon-11), der Klebeschicht 2, die sich zusammensetzte aus der Iso cyanat-Klebeschicht 2 a und der Chloropren-Gummi-Schicht 2 b, der Verstärkungsfaserschicht 2 aus Seidefaser, im prägniert mit RFL 4, und dem Außenrohr 5 aus Chloropren- Gummi.

Als nächstes wurde entsprechend der japanischen Industrie norm JIS K 6301 der Abschältest (peeling test) durchge führt.

Zu Vergleichszwecken wurde ein anderer Schlauch gebildet, indem auf die Außenfläche des aus Nylon-11 bestehenden Innenrohrs "Chemlok 402" nach dem obenerwähnten Verfah ren aufgebracht wurde und auf das so behandelte Innenrohr direkt mit RFL imprägnierte Kunstseidefaser gewickelt wurde, ohne daß Chloropren-Gummi angewendet wurde. Damit wurde der Abschältest durchgeführt.

Die Versuchsergebnisse liefen darauf hinaus, daß die Ab schälbelastung der Faserschicht des erfindungsgemäßen Schlauchs 2,5 bis 4,5 kg/cm betrug, gegenüber 1,0 bis 2,0 kg/cm bei dem Vergleichsschlauch.

Es ist bekannt, daß Isocyanat-Klebstoff die Eigenschaft besitzt, fest an Polyamid-Harz und Chloropren-Gummi zu haften.

Erfindungsgemäß wird die Isocyanat-Klebeschicht auf der Außenfläche des Innenrohrs, welches aus Polyamid-Kunst harz besteht, gebildet, und die mit Chloropren-Gummi ent haltendem RFL imprägnierte Faserschicht wird auf der ge bildeten Isocyanat-Klebeschicht durch die Chloropren- Gummi-Schicht hindurch gebunden. Auf diese Weise werden Innenrohr, Chloropren-Gummi-Schicht und Faserschicht fest miteinander verbunden.

Als nächstes wird anhand von Fig. 3 die Beziehung zwi schen der Ausdehnung und der Biegefestigkeit für den Fall gezeigt, daß die Elastizitätsmodulen des aus Nylon bestehenden Innenrohrs 1 auf unterschiedliche Weise ge ändert werden. In diesem Fall betrug der Innendurchmesser des Innenrohrs 1,3 mm, und der Außendurchmesser betrug 5 mm. Folglich betrug die Dicke des Innenrohrs 1 mm.

In Fig. 3 zeigt die Linie A die Ausdehnung, während die Linie B die Biegefestigkeit zeigt. Die Ausdehnung bedeutet die volumenmäßige Ausdehnung des Schlauchs mit einer frei en Länge von 305 mm bei einem Innendruck von 50 kg/cm².

Von einem niedrige Ausdehnbarkeit aufweisenden Brems schlauch bei einem Kraft-Zweirad wird gewünscht, daß die Ausdehnung etwa 40 kg-cm oder weniger beträgt. Daher be trägt, wie aus Fig. 3 hervorgeht, der geeignete Bereich für den Elastizitätsmodul des inneren Rohrs 1 7000 bis 15 000 kg/cm².

Es wurde durch Versuche bestätigt, daß der Elastizitäts modul sowohl der Verstärkungsfaserschicht 3 als auch des Außenrohrs 5 des Bremsschlauchs mit dem oben beschriebenen Aufbau extrem klein war im Vergleich zu dem des Innenrohrs 1, so daß der Elastizitätsmodul des gesamten Schlauchs etwa dem des Innenrohrs 1 entsprach.

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Ausdehnung und der Biegefestigkeit für den Fall, daß der Innendurchmes ser und der Außendurchmesser des Innenrohrs 1 unterschied lich geändert werden. In diesem Fall besteht das Innen rohr 1 aus Nylon mit einem Elastizitätsmodul von 7000 kg/cm².

Die Linien A ₁, A ₂ und A ₃ zeigen die Schwankungen der Aus dehnung der Schläuche mit Innendurchmessern von 3,0 mm, 2,8 mm bzw. 2,6 mm.

Die Linie B ₁ zeigt die Schwankung der Biegefestigkeit. Die Biegefestigkeit wird kaum beeinflußt von dem Unter schied des Innendurchmessers des Innenrohrs 1 und ledig lich durch dessen Außendurchmesser bestimmt.

Aus Fig. 4 ist klar ersichtlich, daß der Außendurchmesser des Innenrohrs 1 auf 6,0 mm oder weniger eingestellt wer den sollte, um die Ausdehnung des Schlauchs auf nicht mehr als 0,08 cm³ und die Biegefestigkeit des Schlauchs auf nicht mehr als 40 kg-cm zu beschränken.

Der Innendurchmesser des Innenrohrs des Bremsschlauchs soll gemäß der japanischen Industrienorm JIS im Hinblick auf den Strömungswiderstand und dergleichen innerhalb des Innenrohrs nicht weniger als 2,0 mm betragen. Vorzugsweise wird die Dicke des Innenrohrs auf nicht weniger als 0,7 mm eingestellt, um zu verhindern, daß das Innenrohr durch Steine von der Straße oder dergleichen beschädigt wird.

Durch von den Erfindern durchgeführte Versuche wurde be stätigt, daß, wenn das Innenrohr eine Dicke von weniger als 0,7 mm besitzt, in das Innenrohr ein Dorn eingefügt wer den muß, damit das Innenrohr nicht durch die beim Bilden der Verstärkungsfaserschicht auf die Außenumfangsfläche aufgebrachte hohe Zugkraft zusammengequetscht wird. Das Einbringen des Dorns würde die Herstellung kompliziert machen. Daher muß das Innenrohr eine Dicke von nicht weni ger als 0,7 mm besitzen.

Wenn gemäß Fig. 4 die Dicke des Innenrohrs mit einem In nendurchmesser von 3,0 mm (Linie A ₁) auf 0,7 mm einge stellt wird, wird der Außendurchmesser des Innenrohrs 4,4 mm. In diesem Fall beträgt die Ausdehnung etwas weniger als 0,09 cm³, und die Biegefestigkeit beträgt 10 kg-cm. Dieses Innenrohr A ₁ weist eine hervorragende Flexibilität auf, ist jedoch hinsichtlich der geringen Ausdehnbarkeit etwas ungünstiger.

Nimmt die Dicke des Innenrohrs A ₁ zu, so wird der Außen durchmesser erhöht, und die Ausdehnung nimmt auf 0,08 cm³ oder weniger ab.

Wenn die Dicke des Innenrohrs mit einem Innendurchmesser von 2,8 mm (Linie A ₂) auf 0,7 mm eingestellt wird, be trägt der Außendurchmesser 4,2 mm. In diesem Fall beträgt die Ausdehnung etwas weniger als 0,08 cm³. Daher weist das Innenrohr A ₂ eine hervorragend niedrige Ausdehnbarkeit auf. Die Ausdehnung des Innenrohrs A ₂ wird weiter herab gesetzt, wenn die Dicke des Rohrs zunimmt.

Bei den Versuchen, deren Ergebnisse in Fig. 4 dargestellt sind, wurde Nylon-11 mit einem Elastizitätsmodul von 7000 kg/cm² als Material für das Innenrohr verwendet. Wenn das Material einen Elastizitätsmodul von nicht weniger als 7000 kg/cm² verwendet, wird die Biegefestigkeit des Innen rohrs erhöht. In diesem Fall muß der Außendurchmesser des Innenrohrs im Hinblick auf die Zunahme der Biegefestigkeit auf weniger als 6 mm eingestellt werden.

Als nächstes wurde die in der japanischen Industrienorm JIS D 2601 beschriebene Dauertest durchgeführt. Das Test ergebnis zeigt, daß der erfindungsgemäße Schlauch (Innen rohr: Nylon-11 mit einem Elastizitätsmodul von 10 000 kg/cm², mit einem Innendurchmesser von 3,0 mm und einem Außendurchmesser von 5,0 mm; Verstärkungsrohr: Kunst seidefaser; Außenrohr: Chloropren-Gummi) eine Dauerfestig keit aufweist, die etwa fünfmal so groß ist wie die des herkömmlichen Bremsschlauchs, der im Handel erhältlich ist (Innenrohr: Teflon; Verstärkungsrohr: rostfreier Stahldraht).

Wie oben beschrieben wurde, ist zur Verbesserung der ge ringen Dauerfestigkeit der herkömmlichen Verstärkungs schicht aus Metalldraht die Verstärkungsschicht aus der Faserschicht gebildet, die aus hochpolymerem Material wie Kunstseide, Polyester, Polyamid und Polyvinylalkohol besteht, und es ist keine metallische Verstärkungsschicht vorgesehen. Erfindungsgemäß läßt sich die Ausdehnbarkeit des Schlauchs dadurch niedrig halten, daß man die geeig neten physikalischen Eigenschaften des Innenrohrs aus wählt. Durch geeignetes Kombinieren von Elastizitäts modul, Außendurchmesser, Innendurchmesser und Dicke des aus Polyamid-Kunstharz bestehenden Innenrohrs wird ein Hyrdraulikbremsenschlauch geschaffen, der geringe Ausdehn barkeit, hervorragende Flexibilität und Haltbarkeit auf weist.

Claims

1. Hydraulikbremsschlauch, mit

- einem aus Polyamid-Kunstharz, insbesondere Nylon, beste henden Innenrohr (1),
- einer auf der Außenfläche des Innenrohrs gebildeten Klebe schicht (2),
- einer Verstärkungsfaserschicht (3) mit Fasern aus hoch polymerem Material, die auf der Außenfläche der Klebe schicht (2) gebildet ist, und
- einem Außenrohr (5) aus Gummi, das an der Außenfläche der Verstärkungsfaserschicht (3) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Klebe schicht zusammensetzt aus einer Isocyanat-Klebeschicht auf der Außenfläche des Innenrohrs und einer Chloropren-Gummi- Klebeschicht auf der Außenseite der Isocyanat-Klebeschicht, daß die Faser für die Verstärkungsfaserschicht imprägniert ist mit Chloropren-Gummi enthaltendem Resorcin-Formaldehyd- Latex, und daß das Innenrohr einen Elastizitätsmodul von 7000 bis 15 000 kg/cm², einen Innendurchmesser von nicht weniger als 2,0 mm, einen Außendurchmesser von nicht mehr als 6,0 mm und eine Dicke von nicht weniger als 0,7 mm be sitzt.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochpoly mere Material für die Verstärkungsfaserschicht ausgewählt ist aus der Gruppe Kunstseide, Polyester, Polyamid und Polyvinylalkohol, und daß der Gummi des Außenrohrs Chloro pren-Gummi ist.