DE4202397C2 - Kraftfahrzeug-Rohrleitung aus einem einschichtigen oder einem mehrschichtigen extrudierten Kunststoffrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Rohrlei­ tung aus einem einschichtigen oder einem mehrschichti­ gen extrudierten Kunststoffrohr vorgegebener Rohr­ wanddicke mit vorgegebener Härte, Festigkeit, Bruch­ dehnung und Kerbschlagzähigkeit, welche Rohrleitung für eine vorgegebene Sollfunktion im gesamten Anwen­ dungstemperaturbereich bis minus 40°C eingerichtet ist und aus kraftfahrzeugüblichem Rohrwandkunststoff be­ steht, als Kraftfahrzeug-Rohrleitung. Der Ausdruck Rohr umfaßt auch einen wenig fle­ xiblen Schlauch. Die Sollfunktion ist beispielsweise die einer Kraftstoffleitung, einer Bremsleitung einer Unter­ druckleitung, einer Kühlwasserleitung oder einer Steu­ erleitung, Härte, Festigkeit, Bruchdehnung und Kerb­ schlagzähigkeit werden durch Auswahl des Rohrwand­ kunststoffes für die einschichtige oder mehrschichtige Rohrwand so eingerichtet, daß die Sollfunktionen erfüllt werden. Härte, Festigkeit, Bruchdehnung und Kerb­ schlagzähigkeit werden im folgenden auch als mechani­ sche Qualitätsparameter bezeichnet. Typische Kraft­ fahrzeug-Rohrleitungen oder Kunststoffrohre für kraftfahrzeug-Rohrleitungen sind z. B. beschrieben in DE 35 10 395, DE 37 15 251, DE 38 21 723 und DE 40 01 125. Die Kunststoffrohre solcher Kraftfahrzeug- Rohrleitungen erfahren im Zusammenhang mit der Ex­ trusion regelmäßig auch eine Kalibrierung in besonde­ ren, zumeist gekühlten Kalibrierwerkzeugen, z. B. im Wege einer sog. Vakuumkalibrierung.

Bei den bekannten Kraftfahrzeug-Rohrleitungen des eingangs beschriebenen Aufbaus, von denen die Erfin­ dung ausgeht, definiert die einschichtige oder mehr­ schichtige Rohrwand die mechanischen Qualitätspara­ meter, die regelmäßig den Anforderungen in hohem Maße genügen. Insoweit haben die bekannten Kraft­ fahrzeug-Rohrleitungen sich bewährt. Nichtsdestoweni­ ger werden bei den üblichen fabrikmäßigen oder ein­ bauseitig vorgenommenen Qualitätskontrollen Ausfal­ lerscheinungen festgestellt, und zwar insbes. bei den tie­ fen Temperaturen von bis minus 40°C. Die Ausfaller­ scheinungen bestehen in einem unkontrollierten Abfall der mechanischen Qualitätsparameter mit unkontrol­ lierter Riß- oder Bruchbildung. In neuerer Zeit werden diese Ausfallerscheinungen darauf zurückgeführt (EP 02 45 125, Seite 2, Zeilen 16 bis 26), daß insbes. bei der Kalibrierung des Kunststoffrohres im Zuge der Extru­ sion eine Kalibrierungsorientierung in einer verhältnis­ mäßig dünnen Oberflächenschicht von 20 bis 200 µm entsteht. Dabei werden vermutlich auch innere Span­ nungen eingefroren. Werden solche Kunststoffrohre in eine Kraftfahrzeug-Rohrleitung eingebaut, so können die Kalibrierungsorienticrung und dir damit verbun­ denen, korrelierten Phänomene, insbes. bei tiefen Tem­ peraturen, die Ausfallerscheinungen auslösen. Um sol­ che Ausfallerscheinungen zu verhindern, geht die herr­ schende Lehre dahin (EP 02 45 125, Seite 2, Zeile 37, bis Seite 4. Zeile 41), nach der Herstellung der Kunststoff­ rohre die eine Kalibrierungsorientierung aufweisende Oberflächenschicht aufzuschmelzen und danach einer Rekristallisation zu unterwerfen, wodurch die Kalibrie­ rungsorientierung und die damit korrelierten Phänome­ ne beseitigt werden. Das ist aufwendig und verlangt eine besondere Fertigungsstufe. Wo das Aufschmelzen der Oberflächenschicht durch eine Beaufschlagung mit Flammen erfolgt, kann je nach dem eingesetzten Werk­ stoff und der Sorgfalt bei der Beflammung nicht ausge­ schlossen werden, daß störende chemische Reaktionen auftreten. In der Oberflächenschicht der üblichen Kunststoffrohre können Beschädigungen auftreten, an denen Kerbspannungen entstehen und von denen Riß­ bildungen ausgehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug-Rohrleitung, die den eingangs beschrie­ benen Aufbau aufweist und die beschriebenen Sollfunk­ tionen erfüllt, anzugeben, die von störenden Kalibrie­ rungsorientierungen frei ist und einfach, ohne Auf­ schmelzen einer Oberflächenschicht, hergestellt werden kann.

- Die Erfindung betrifft grundsätzlich Kraftfahr­ zeug-Rohrleitungen, deren Kunststoffrohre auf bekann­ te Art und Weise hergestellt sind. Insoweit lassen sich die vorgegebenen und vorgeschriebenen mechanischen Qualitätsparameter auf bekannte Weise einrichten und es kann insoweit auf bekannte Technologien zurückgegrif­ fen werden. Es brauchen jedoch die herstellungsbeding­ ten Kalibrierungsorientierungen nicht in Kauf genom­ men und nicht nachträglich beseitigt zu werden, weil sie gar nicht erst auftreten. Das beruht darauf, daß die im Wege der Coextrusion aufgebrachte dünne Relax­ schicht aus weichem Kunststoff in der Außenschicht des eigentlichen Kunststoffrohres die Entstehung von Kali­ brierungsorientierungen verhindert hat. Dabei kann da­ hingestellt bleiben, ob diese Relaxschicht selbst eine mehr oder weniger ausgeprägte Kalibrierungsorientie­ rung aufweist infolge der Weichheit dieser Schicht kön­ nen die Kalibrierungsorientierung und damit korrelie­ rende Phänomene in der Relaxschicht die mechanischen Qualitätsparameter des eigentlichen Kunststoffrohres nicht beeinflussen. Darüber hinaus ist das eigentliche Kunststoffrohr durch die Relaxschicht schützend ka­ schiert. Mechanische Beschädigungen der Oberfläche eines erfindungsgemäßen, mit der Relaxschicht versehe­ nen Kunststoffrohres betreffen regelmäßig nur die Re­ laxschicht und können daher in dem eigentlichen Kunst­ stoffrohr Kerbspannungen oder andere Störungen nicht auslösen. Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfin­ dung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung der Kraftfahrzeug-Rohrleitung. Grund­ sätzlich kann auf die bekannten und bewährten Rohr­ wandkunststoffe zurückgegriffen werden, vorzugsweise auf einen Rohrwandkunststoff, wie er im Patentan­ spruch 2 spezifiziert ist. Dabei kann das Kunststoffrohr eine Wanddicke in dem in Anspruch 3 angegebenen Bereich aufweisen.

Da bei der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Rohr­ leitung das eigentliche Kunststoffrohr zwar von den ein­ gangs beschriebenen Mängeln befreit, im übrigen aber unverändert ist, können die üblichen mechanischen Qualitätsparameter eingehalten und sogar verbessert werden. Verbessert deshalb, weil die eine störende Kali­ brierungsorientierung aufweisende Oberflächenschicht fehlt. Die mechanischen Qualitätsparameter im einzel­ nen können so gewählt werden, wie es der Patentan­ spruch 4 angibt.

Die Dicke der Relax- Kunststoffschicht soll in dem Bereich liegen, den der Patentanspruch 5 angibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ledig­ lich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. - Die einzige Figur zeigt in starker Vergrößerung einen Querschnitt durch eine er­ findungsgemäße Kraftfahrzeug-Rohrleitung.

Die in der Figur dargestellte Kraftfahrzeug-Rohrlei­ tung besteht aus einem im linken Teil der Figur ein­ schichtigen, im rechten Teil der Figur mehrschichtigen Kunststoffrohr vorgegebener Rohrwanddicke mit vor­ gegebener Härte, Festigkeit, Bruchdehnung und Kerb­ schlagzähigkeit. Die Rohrleitung ist für eine der ein­ gangs angegebenen Sollfunktionen eingerichtet, und zwar im gesamten Anwendungstemperaturbereich bis minus 40°C. Sie besteht aus einem kraftfahrzeugübli­ chen Rohrwandkunststoff. Insoweit wird auch auf die eingangs angegebenen Literaturstellen verwiesen.

Auf die Oberfläche des eigentlichen Kunststoffrohres 1 ist im Wege der Coextrusion bei der Herstellung des Kunststoffohres 1 eine Relax-Kunststoffschicht 2 stoffschlüssig aufgebracht. Darunter wird verstanden, daß der Anschluß ohne Schichtentrennung, gleichsam mit molekularer Verschmelzung, erfolgt. Die Relax- Kunststoffschicht 2 ist besonders eingestellt. Sie weist im Vergleich zu dem Rohrwandkunststoff im gesamten Anwendungstemperaturbereich eine geringere Härte auf und ist damit verhältnismäßig weich eingestellt. In­ soweit wird auf den Patentanspruch 1 verwiesen. Aber auch die Dicke der Relax-Kunststoffschicht 2 ist beson­ ders eingestellt. Sie ist geringer, als es der Rohrwanddic­ ke der einschichtigen oder mehrschichtigen Rohrwand des Kunststoffrohres 1 entspricht. Dadurch kann er­ reicht werden, daß das Kunststoffrohr 1 im gesamten Anwendungstemperaturbereich freigehalten ist von die so Werte der Festigkeit, der Bruchdehnung und Kerb­ schlagzähigkeit störend beeinflussenden Kalibrierungs­ orientierungen der Moleküle. Die Relax-Kunststoff­ schicht darf nicht zu dünn sein, soll aber auch nicht zu dick sein, wozu auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird. Die geeignete Dicke kann durch Versuche im La­ bor ohne weiteres festgestellt werden.

Claims (5)

1. Verwendung einer Rohrleitung aus einem einschichtigen oder einem mehrschichtigen extrudierten Kunststoffohr (1) vorgegebener Rohrwanddicke sowie mit vorgegebener Shore-Härte D im Bereich von Shore D30 bis Shore D85, Härte definiert und gemessen nach DIN 53505, Festigkeit, Bruchdehnung und Kerbschlagzähigkeit, welche Rohrleitung für eine vorgegebene Sollfunktion im gesamten Anwendungstemperaturbereich bis minus 40°C eingerichtet ist und aus kraftfahrzeugüblichem Rohrwandkunststoff besteht,
wobei auf die Außenfläche des Kunststoffrohres (1) im Wege der Koextrusion bei der Herstellung des Kunststoffrohres eine für die Sollfunktion unerhebliche Relax-Kunst­ stoffschicht (2) stoffschlüssig aufgebracht ist, die im Vergleich zu dem Rohrwandkunststoff im gesamten Anwendungs­ temperatubereich eine um einen Faktor von höchstens 0,8 geringere Shore-Härte D aufweist und damit weich eingestellt ist,
als im gesamten Anwendungstemperaturbereich von die Werte der Festigkeit, der Bruchdehnung und der Kerbschlagzähigkeit störend beeinflussenden Kalibrie­ rungsorientierungen freie Kraftfahrzeug-Rohrleitung,
mit der Maßgabe, daß die Dicke der Relax-Kunststoffschicht (2) um einen Faktor von zumindest 0,5 geringer ist als die Rohrwanddicke der einschichtigen oder mehrschichtigen Rohrwand und
mit der Maßgabe, daß die Relax-Kunststoffschicht (2) aus einem Kunststoff der Gruppe PP, beschrieben in DIN 16774, der Gruppe PET PBT, beschrieben in DIN 16779, der Gruppe Polyesterelastomere TEEE, beschrieben in ASTM D1972, oder kompatiblen Mischungen davon besteht und ihrerseits mit dem Rohrwandkunststoff kompatibel ausgewählt ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1, mit der Maßgabe, daß das Kunststoffrohr (1) aus einem Rohrwandkunststoff der Gruppe PA 6, PA 66, PA 46, PA 69, PA 610, PA 612, PA 6-3T, PA 11, PA 12, beschrieben in DIN 16773 Teil 1, der Gruppe PP, beschrieben in DIN 16774, der Gruppe PET PBT, beschrieben in DIN 16779, der Gruppe Polyesterelastomere TEEE, beschrieben in ASTM D1972 oder kompatiblen Mischungen davon besteht.

3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit der Maßgabe, daß das Kunststoffrohr (1) eine Wanddicke im Bereich von 0,5 bis 4 mm aufweist.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit der Maßgabe, daß das Kunststoffrohr (1) aufweist:
eine Festigkeit im Bereich von 10 N/mm² bis 60 N/mm²,
eine Bruchdehnung im Bereich von 30% bis 600% und
eine Kerbschlagzähigkeit bei minus 40°C von 2 kJ/m² bis nicht gebrochen
Festigkeit definiert und gemessen nach DIN 53455, Bruchdehnung definiert und gemessen nach DIN 53455, Kerbschlagzähigkeit definiert und gemessen nach ISO180/1A.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 oder 4 mit der Maßgabe, daß die Relax-Kunststoffschicht (2) eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm aufweist.