DE69325661T2

DE69325661T2 - Mehrschichtiger wellschlauch mit fluorplastikschichten

Info

Publication number: DE69325661T2
Application number: DE69325661T
Authority: DE
Inventors: Frank Mitchell; David Noone
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: WO1994009303A1; EP0664864A1; DE69325661D1; US5284184A; BR9307261A; EP0664864B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gewellten Mehrschichtschlauch. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Mehrschichtschlauch mit wenigstens einem gewellten Bereich.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 90 01 467.7 ist ein gewellter Mehrschichtschlauch bekannt, welcher wenigstens zwei coextrudierte Schichten aus verschiedenen Materialien aufweist, was die Möglichkeit bietet, die innere Schicht an das geförderte Fluid anzupassen. Der Schlauch umfaßt ferner erste und zweite Bereiche, wobei der zweite Bereich Umfangssicken mit einem Querschnitts-Durchmesser hat, welcher positionsbedingt in Abhängigkeit vom Längsort in dem zweiten Bereich variiert, und wobei der Querschnitts-Durchmesser von dem gleichförmigen Querschnitts-Durchmesser des ersten Bereiches verschieden ist. Die Umfangssicken verbessern die Biegefähigkeit des Schlauches.
JP-A-4224939 zeigt einen Dreischicht-Schlauch mit einem Fluorharz-Material als erste (innere) Schicht. Die zweite (Zwischen-) Schicht ist aus einem Harzmaterial hergestellt, welches 100 Gew.-Tl. eines nicht starren Fluorharzes, 100 Gew.-Tl. eines Fluorharzes und 30 bis 170 Gew.-Tl. eines Polyamidharzes enthält. Der Schlauch hat eine erhöhte Druckfestigkeit.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrschichtschlauch zu schaffen, welcher in der Lage ist, den chemischen und mechanischen Einflüssen während seiner Verwendung in Motorfahrzeugen zu widerstehen. Insbesondere hat der Schlauch das Entweichen von Kohlenwasserstoffen und die Interaktion mit Materialien zu verhindern, die in dem transportierten Treibstoff vorhanden sind. Zusätzlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Mehrschichtschlauch zu schaffen, welcher in einer Vielzahl von Winkeln abgebogen werden kann, und zwar ohne Entlaminierung oder Versagen von Schichten in der Nähe des gebogenen Bereiches.
Diese Probleme werden durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Gemäß der Erfindung besteht die innere Schicht aus einem extrudierbaren, schmelzverarbeitbaren Thermoplast, welcher zu einer ausreichenden permanenten laminaren Adhäsionsverbindung mit der Zwischen-Klebeschicht fähig ist, wobei der Thermoplast als einen Hauptbestandteil einen Fluorkunststoff enthält, welcher aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyvinyliden-Fluorid, Polyvinyl-Fluorid, Polychlortrifluor-Ethylen, Ethylen-Tetrafluorethylen- Copolymeren und Gemischen derselben besteht, wobei das in der Zwischen-Klebeschicht verwendete Material als einen Hauptbestandteil einen extrudierbaren, schmelzverarbeitbaren Fluorkunststoff umfaßt, welcher aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyvinyliden-Fluorid, Polyvinyl- Fluorid, Polyvinylacetat-Urethan-Mischungen und Gemischen derselben besteht.
Ausgestaltungen und bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung kann man den Unteransprüchen entnehmen, die sich auf die beigefügte Beschreibung und die Zeichnung beziehen.

Beschreibung der Zeichnung

Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung besser ersichtlich, wobei auf die folgende Zeichnung Bezug genommen wird, in welcher die Figur eine Schnittansicht durch ein Schlauchstück gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung

Die vorliegende Erfindung ist eine Mehrschicht-Treibstoffleitung bzw. ein Mehrschicht-Dampfschlauch, welcher wenigstens eine Klebeschicht und wenigstens eine äußere sowie eine innere Schlauchschicht umfaßt. Der Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch wenigstens einen gewellten Bereich definiert, welcher in dessen Längsverlauf angeordnet ist, um ein Abknicken, Biegen oder Verdrehen zu ermöglichen. Der Mehrschichtschlauch mit örtlich festgelegten gewellten Bereichen kann durch einen Prozeß hergestellt werden, bei welchem ein lineares Schlauchmaterial mit mehrfach laminierten Schichten durch Coextrusion gebildet wird, und so ausgeformt wird, daß die erwünschte Wellung und Kontur geschaffen werden.
Der Schlauch kann entweder bis zu einer geeigneten Länge coextrudiert werden, oder er kann in einer fortlaufenden Länge coextrudiert und anschließend abgetrennt werden, so daß er der gegebenen Anwendung entspricht. Der Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen äußeren Durchmesser bis zu 50 mm aufweisen. Allerdings werden bei Anwendungen wie etwa Brennstoffleitungen und Dampfrückgewinnungssystemen äußere Durchmesser von bis zu 50,8 mm [2 Zoll] bevorzugt.
Das Material kann jede geeignete, gewünschte Wandstärke haben. Allerdings werden in Fahrzeugsystemen wie den hier beschriebenen im allgemeinen Wandstärken zwischen 0,5 mm und 2,0 mm verwendet, wobei Wandstärken von annähernd 0,8 bis 1,5 mm bevorzugt werden. Während es innerhalb des Umfanges dieser Erfindung liegt, ein Schlauchmaterial mit einer Vielzahl von sich überlagernden Schichten aus verschiedenen thermoplastischen Materialien zu bereiten, hat der Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen maximal fünf Schichten einschließlich der Klebeschichten. In der bevorzugten Ausgestaltung hat das Schlauchmaterial drei oder vier.
Der Schlauch 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Material, welches für eine Verwendung in Motorfahrzeugen geeignet ist, und welches eine relativ dicke äußere Schicht 12 umfaßt, die mit der äußeren Umgebung nicht reagiert, und die zahlreichen Schlägen, einer Schwingungsermüdung und Änderungen bei der Temperatur ebenso widerstehen kann wie einer Einwirkung durch verschiedene korrodierende oder schädigende Zusammensetzungen, denen sie durch den normalen Betriebsablauf des Motorfahrzeuges ausgesetzt wäre.
Es wird erwartet, daß sowohl die äußere Schlauchschicht 12 als auch irgendwelche inneren, mit dieser verklebten Schichten für einen Einsatz bei einem Außen-Einsatztemperaturbereich zwischen etwa -40ºC und etwa 150ºC geeignet sein sollte, wobei ein Bereich von -20ºC bis 120ºC bevorzugt wird. Die verschiedenen Schlauchschichten sind integral miteinander laminiert und über die gesamte Lebensdauer des Schlauches gegen eine Entlaminierung beständig. Der so gebildete Schlauch hat eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 25 N/mm² und einen Dehnungswert von wenigstens 150%. Der Schlauch hat eine Berstfestigkeit bei 23ºC und 120ºC von wenigstens 20 bar. Der Mehrschichtschlauch gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausreichend beständig gegen eine Einwirkung von Bremsflüssigkeit, Maschinenöl und Peroxiden, wie diejenigen, die man in Benzin finden kann.
Die äußere Schicht 12 kann aus einem beliebigen schmelzverarbeitbaren, extrudierbaren thermoplastischen Material gebildet sein, welches gegen eine Ultraviolett-Schädigung, extreme Änderungen der Wärme und eine Einwirkung von Umweltgefährdungen wie etwa Zinkchlorid beständig ist, sowie gegen eine Schädigung beim Kontakt mit Maschinenöl und Bremsflüssigkeit. Im allgemeinen wird die äußere Schicht aus der Gruppe ausgewählt, die aus 12 Kohlenstoff-Blockpolyamiden, 11 Kohlenstoff-Blockpolyamiden sowie gegen Zinkchlorid beständigen 6 Kohlenstoff-Blockpolyamid-Thermoplastelastomeren besteht. Diese Thermoplastelastomere sind durch Eigentumsrechte geschützte Zusammensetzungen, und sie sind im Handel unter Handelsnamen wie etwa SANTOPRENE, KRATON, SARLINK und VICHEM erhältlich. Diese Materialien, welche die äußeren Schichten bilden, können in ihrem nicht modifizierten Zustand vorhandensein, oder sie können mit verschiedenen Weichmachern, feuerhemmenden Mitteln und dergleichen auf eine Weise modifiziert sein, welche jemandem, der in dieser Technik eine angemessene Erfahrung hat, bekannt sein sollte.
In der bevorzugten Ausgestaltung kann ein Polyamid wie etwa Nylon 12 wirkungsvoll verwendet werden. Es wird erwartet, daß das Nylon 12 entweder modifiziert oder nicht modifiziert ist. Wenn es modifiziert ist, wird vorausgesetzt, daß das Material verschiedene Weichmacher enthält, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist.
Die äußere Schicht 12 aus Nylon 12 hat vorzugsweise eine Wandstärke zwischen etwa 0,5 mm und etwa 0,9 mm, mit einem bevorzugten Bereich zwischen etwa 0,7 und etwa 0,8 mm. Wie zuvor angegeben wurde, wird das Material durch herkömmliche Coextrusionsverfahren in jeder fortlaufenden, erwünschten Länge extrudiert.
In dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Nylon 12 fortlaufend aus einem geeigneten Coextrusionskopf mit einer Wandstärke extrudiert, die ausreichend ist, um eine örtliche Expansion und Längung in ausgeformten und konturierten Bereichen vorzusehen. Die konturierten Bereiche zeigen oder erleiden möglicherweise einen bestimmten Grad einer örtlichen Dehnung oder Dünnung, sie haben jedoch eine ausreichende Anfangsstärke, um der Ausdehnung ohne Gefährdung der Unversehrtheit der mehrschichtigen Wandstruktur zu widerstehen. In der bevorzugten Ausgestaltung wird die äußere Schicht zu einer anfänglichen Wandstärke zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5 mm extrudiert, mit einer bevorzugten Dicke zwischen etwa 0,75 mm und etwa 1,25 mm.
Die innere Schicht 14 ist integral mit der Innenfläche der dicken äußeren Polyamidschicht 12 verklebt. In der vorliegenden Erfindung ist die innere Schicht 14 ein gegen eine Durchdringung beständiges, chemisch beständiges, gegen Brennstoff beständiges thermoplastisches Material, welches in normalen Extrusionsbereichen, d. h. etwa 175º bis etwa 250ºC schmelzverarbeitbar ist. Das verwendete Material ist vorzugsweise ein Material, welches zu dem in der äußeren Schicht verwendeten Material vollständig ungleichartig ist.
Mit dem Ausdruck "vollständig ungleichartig" ist gemeint, daß die innere Schicht 14 ein Nicht-Polyamid-Material ist, welches zu einer Adhäsion an einer Klebeschicht fähig ist, die zwischen der dicken äußeren Schicht und der inneren Schicht in einer Weise eingefügt wird, die nachfolgend beschrieben wird.
Das in dem gewellten Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Material hat im allgemeinen einen minimalen Dehnungswert von etwa 150%, wobei Dehnungswerte zwischen etwa 150% bis etwa 250% bevorzugt werden.
Wo ein vollständig ungleichartiges Material verwendet wird, wird das thermoplastische Material, welches die innere Schicht umfaßt, aus der Gruppe ausgewählt, die aus Polyvinyliden-Fluorid, Polyvinyl-Fluorid, Polychlortrifluor-Ethylen, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymeren und Gemischen derselben besteht. Das bevorzugte Material kann ein Polyvinyliden-Fluorkunststoff sein, welcher aus der thermischen Enthalogenisierung von Chlordi-Fluorethan abgeleitet wird, welches im Handel unter den Handelsnamen "FLORAFLON" und "KYNAR" von der Atochem Inc. Elf-Aquitaine- Gruppe aus Philadelphia, Pennsylvania erhältlich ist. Alternativ dazu kann das bevorzugte Material ein Ethylen- Tetrafluorethylen-Copolymer sein mit einer Schmelztemperatur zwischen etwa 270ºC und 560ºC, sowie einem spezifischen Gewicht von 1,7. Das Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer, welches hier erfolgreich verwendet werden kann, wird aus der Copolymerisation von Ethylen mit Tetrafluorethylen abgeleitet. Das bevorzugte polymere Material hat einen von Ethylen abgeleiteten Gehalt zwischen etwa 40% und etwa 70%, und einen Tetrafluorethylen-Gehalt zwischen etwa 30% und etwa 40% vom gesamten Polymergewicht, und ist im Han del unter den Handelsnamen "TEFZEL 210", "TEFZEL 200" und "TEFZEL 280" von I. G. duPont de Nemours, Inc. aus Wilmington, Delaware, erhältlich.
Das in der inneren Schicht verwendete thermoplastische Material ist in der Lage, als Kohlenwasserstoff-Sperre zu dienen, um einen signifikanten Durchtritt der aromatischen und aliphatischen Komponenten von Benzin hindurch zu der Polyamid-Außenschicht des Schlauches und damit hinaus in die umgebende Umwelt zu verhindern.
In der bevorzugten Ausgestaltung ist die innere Schicht 14 aus einem Fluorkunststoff-Material zusammengesetzt, und sie kann auch leitende Eigenschaften aufweisen, indem sie zu einer Ableitung von elektrostatischer Ladung im Bereich von 104 bis 109 Ohm/cm² fähig ist. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Fluorkunststoff-Material kann von sich aus in diesen Bereichen leitfähig sein, oder es umfaßt vorzugsweise in seiner Zusammensetzung ein leitfähiges Mittel in ausreichender Menge, um eine elektrostatische Ableitung in dem definierten Bereich zu ermöglichen. Das leitfähige Mittel kann jedes geeignete Material von einer Zusammensetzung und Form sein, das es ermöglicht, diese statische Ableitung zu bewirken. Das leitfähige Material kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus reinem Kohlenstoff, rostfreiem Stahl und hochleitfähigen Metallen wie etwa Kupfer, Silber, Gold, Nickel, Silicium und Gemischen daraus besteht. Der Ausdruck "reiner Kohlenstoff", wie er hier gebraucht wird, wird verwendet, um Materialien zu beschreiben und zu umfassen, die man gemeinhin als "Ruß" bezeichnet. Der Ruß kann in der Form von Kohlenstoffasern, Pulver, Kugeln und dergleichen vorhanden sein.
Die Menge an in dem Fluorkunststoff-Material enthaltenem leitfähigen Material ist im allgemeinen durch die Beachtung von Niedrigtemperaturhaltbarkeit und Beständigkeit gegen die schädigenden Effekte des Benzins oder Treibstoffes begrenzt, welcher durch den Schlauch hindurchtritt. In der bevorzugten Ausgestaltung enthält das Fluorkunststoff-Material leitfähiges Material in einer Menge, die ausreicht, um eine elektrostatische Ableitung zu bewirken. Allerdings ist die darin verwendete maximale Menge kleiner als 5 Vol.-%.
Das leitfähige Material kann entweder in die kristalline Struktur des Polymers durch Einlagerung integriert sein, oder es kann mit diesem copolymerisiert sein. Ohne sich an irgendeine Theorie zu binden, glaubt man, daß kohlenstoffhaltige Materialien wie etwa Ruß Gegenstand einer Kohlenstoff-Copolymerisation mit dem umgebenden Fluorkunststoff- Material sein kann. Material wie etwa rostfreier Stahl werden wahrscheinlicher in die kristalline Struktur des Polymers durch Einlagerung integriert.
Das in der inneren Schicht verwendete Material hat im allgemeinen einen Ausdehnungsgrad, welcher größer als der der äußeren Schicht ist. Im allgemeinen ist der Dehnungswert der inneren Schicht zwischen etwa 150% und etwa 200%. Das Material hat im allgemeinen ein elastisches Gedächtnis, welches zu der Kontraktion des Materials auf etwa 200% von dessen gedehntem Betrag beim Strecken oder anderen Verformungsaktivitäten führen kann.
Vorzugsweise hat die innere Schicht 14 eine Dicke, die ausreicht, den gewellten Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Sperrschicht auszustatten, welche einen beträchtlichen Durchtritt von organischem Material wie etwa Kohlenwasserstoffen durch das Schlauchmaterial verhindert. Es wird bevorzugt, daß der Betrag eines Kohlenwasserstoffdurchtritts nicht größer als 0,5 gm/m² in einem Zeitraum von 24 Stunden ist. In der bevorzugten Ausgestaltung hat die innere Schicht eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,2 mm, wobei eine Dicke von etwa 0,05 mm bis etwa 0,17 mm bevorzugt wird.
Um eine wirkungsvolle Laminierung der beiden ungleichartigen Materialien durchzuführen, umfaßt der Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung auch wenigstens eine Zwischenschicht 16, die zwischen die beiden zuvor beschriebenen Schichten eingefügt und mit diesen coextrudiert wird, und die in der Lage ist, eine geeignete homogene Verklebung zwischen dieser selbst und den beiden jeweiligen Schichten zu erzielen. Die Zwischen-Klebeschicht 16 ist allgemein aus einem elastischeren Material als dem bei der inneren Schicht verwendeten zusammengesetzt.
In der bevorzugten Ausgestaltung ist die Zwischen-Klebeschicht 16 aus einem thermoplastischen Material zusammengesetzt, welches auch Eigenschaften eines Widerstandes gegen den Durchtritt von aliphatischen und aromatischen Materialien, wie etwa den im Treibstoff gefundenen Materialien, aufweist. Das hier verwendete thermoplastische Material ist vorzugsweise ein schmelzverarbeitbarer coextrudierbarer Thermoplast, welcher verschiedene Weichmacher und andere Modifizierungsmittel enthalten kann oder nicht enthalten kann. Das in der Zusammensetzung der Zwischen-Klebeschicht 16 verwendete Material hat vorzugsweise einen minimalen Dehnungswert von 150%, wobei Werte zwischen etwa 150% und etwa 250% bevorzugt werden. Die Zwischen-Klebeschicht 16 ist vorzugsweise ein Thermoplast, welcher aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyvinyliden-Fluorid, Polyvinyl- Fluorid, Polyvinylacetat-Urethan-Mischungen und Gemischen derselben besteht und welcher eine Affinität zu herkömmlichen Polymeren wie etwa Nylon 12 aufweist. Ein bevorzugtes Fluorkunststoff-Material ist ein Polyvinyliden, welches von der thermischen Enthalogenisierung von Chlordifluorethan abgeleitet wird. Ein bevorzugtes Nicht-Fluorkohlenstoff- Material ist eine Polyvinylacetat/Urethan-Mischung. Das Material der Wahl zeigt eine Affinität zu herkömmlichen Polymeren wie etwa Nylon 12. Geeignete Fluorkunststoff- Materialien sind im Handel unter dem Handelsnamen "ADEFLON A" erhältlich; während geeignete Nicht-Fluorkunststoff- Materialien unter dem Handelsnamen "ADEFLON D" von der Atochem Inc. Elf-Aquitaine-Gruppe aus Philadelphia, Pennsylvania, erhältlich sind.
Die Zwischen-Klebeschicht 16 kann auch zusätzlich dazu, daß sie eine homogene Verklebung zwischen den inneren und äußeren Schichten ermöglicht und einen Widerstand gegen den Durchtritt von Brennstoffkomponenten bietet, leitfähige oder eine statische Ladung ableitende Eigenschaften aufweisen, wie sie zuvor beschrieben wurden. Die Zwischen-Klebeschicht 16 kann nach Wunsch ausreichende Mengen eines leitfähigen Mittels umfassen, um eine elektrostatische Ableitung in dem Bereich von 10&sup4; bis 10&sup9; Ohm/cm² zu bewirken. Wie bei der inneren Schicht kann die Zwischen-Klebeschicht von selbst elektrostatisch ableitend sein, oder sie kann dazu durch den Einschluß eines bestimmten leitfähigen Materials ausgebildet werden, beispielsweise solcher, die aus der Gruppe ausgewählt werden, welche aus reinem Kohlenstoff, rostfreiem Stahl, Kupfer, Silber, Gold, Nickel, Silicium sowie Gemischen davon besteht.
In der bevorzugten Ausgestaltung wird die Zwischen-Klebeschicht 16 vorzugsweise auf der geringstmöglichen Dicke gehalten, die nötig ist, eine wirksame Verklebung zwischen den inneren und den äußeren Schichten zu bewirken. Ferner kann die Zwischen-Klebeschicht auch im Zusammenwirken mit der inneren Schicht dahingehend funktionieren, einen Durchtritt des Brennstoffes durch das Schlauchmaterial zu verhindern. Wie zuvor schon dargelegt wurde, wird bevorzugt, daß der Betrag eines Kohlenwasserstoff-Durchtrittes 0,5 gm/m² in einem Zeitraum von 24 Stunden nicht überschreitet. Wo demnach die Klebeschicht etwas zu dem Durchtrittswiderstand beiträgt, wird vorausgesetzt, daß die Dicke der inneren sowie der Zwischenschichten modifiziert werden kann, um dieses Ziel zu erreichen. Die Zwischen- Klebeschicht 16 hat allgemein eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,2 mm, wobei eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,15 mm bevorzugt wird.
Zusätzlich dazu, daß sie die Bildung einer homogenen Verklebung zwischen den inneren und äußeren Schichten ermöglicht, kann die Zwischen-Klebeschicht auch einen Widerstand gegen den Durchtritt von aliphatischen und aromatischen Komponenten durch diese hindurch bieten. Ferner kann die Zwischen-Klebeschicht leitfähige oder eine statische Ladung ableitende Eigenschaften haben, wie sie zuvor beschrieben wurden.
Der Mehrschichtschlauch 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus einer langgestreckten zylindrischen Wand 18 gebildet, die senkrecht zu ihrer Längsachse 20 vorzugsweise einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. Die zylindrische Wand 18 hat eine im wesentlichen gleichförmige Wanddicke über ihre Länge und über ihren Umfang, und sie wird durch eine innere Fläche 22 und eine dieser abgewandte äußere Fläche 24 definiert. Die innere Fläche 22 definiert eine im wesentlichen zylindrische Öffnung, die sich im nicht gebogenen Zustand des Schlauches in Längsrichtung durch den Schlauch 10 der vorliegenden Erfindung im wesentlichen koaxial zu der Längsachse 20 hindurcherstreckt.
Die zylindrische Wand 18 des Mehrschichtschlauches 10 umfaßt wenigstens zwei getrennte Bereiche. Die zylindrische Wand hat einen ersten Bereich 26, in welchem die zylindrische Wand 18 im wesentlichen parallel zu der Längsachse 20 verbleibt. Anschließend an den ersten Bereich 26 ist ein zweiter Bereich 28 gegeben, welcher durch wenigstens eine Umfangssicke 30 definiert ist, die in der zylindrischen Wand 18 angeordnet ist. In der hier vorliegenden Verwendung ist der Begriff Umfangssicke als ein Bereich der zylindrischen Wand 18 definiert, welcher von einer Lage parallel zu der Längsachse 20 aus nach außen abweicht. Diese Abweichung kann einen inneren Durchmesser erzeugen, welcher mit seinem größten Wert zwischen etwa 20% und 300% größer als der innere Durchmesser des ersten Bereiches 26 ist. In der bevorzugten Ausgestaltung ist der innere Durchmesser der Umfangssicke 30 zwischen 20% und 100% größer als der innere Durchmesser des ersten Bereiches 26.
Der Schlauch 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kann so viele Umfangssicken mit beliebigen nach Wunsch dazwischen angeordneten Längsabschnitten von zylindrischem Schlauch aufweisen, wie zum Erreichen des erwünschten Grades an Flexibilität verlangt wird. Die Geometrie der Umfangssicken kann jedes beliebige, gewünschte Querschnittsprofil haben. Die Umfangssicken 30 können demnach winkelförmige, rechteckige oder sinusförmige Profile haben, je nach Wunsch. In der bevorzugten Ausgestaltung wird vorausgesetzt, daß der Schlauch gemäß der vorliegenden Erfindung ausreichend viele über die Länge des Schlauches angeordnete Umfangssicken hat, um Biegungen von mehr als 90º aus der Vertikalen zu ermöglichen. Es versteht sich, daß der Schlauch 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kundenspezifisch ausgebildet werden kann, um dem Endverbraucher zu genügen. In Fällen, in denen solche scharfen Abbiegungen nicht gefordert werden, kann der Schlauch weniger oder flachere Umfangssicken haben.
Um eine Abbiegung, wie etwa eine winklige Abbiegung in dem Schlauch 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zu bewirken, kann ein Längsbereich auf einer Seite des zweiten Bereiches 26 zusammengedrückt werden, so daß die Segmente der verschiedenen Umfangssicken 30 in einen seitlichen Kontakt miteinander gebracht werden, während der diametral gegenüberliegende Längsbereich in umgekehrter Weise gelängt wird.
Der Schlauch 10 kann auch verschiedene geformte Flansche und dergleichen aufweisen, wie etwa die in der Figur dargestellte Schlauchausbeulung 38. Es versteht sich, daß in der Schlauchausbeulung 38 wie bei allen geformten Bereichen die Wanddicke über den nach außen erweiterten Bereich im wesentlichen linear konstant bleibt, so wie es auch bei der relativen Dicke der mehreren unterschiedlichen Schichten der Fall ist.
Die vorliegende Erfindung ist demnach ein Mehrschicht- Schlauchmaterial, welches die Ausführung verschiedener Biegungen und Konturen während seiner Installation ermöglichen kann. Das Material gemäß der vorliegenden Erfindung ist brennstoffbeständig, d. h. beständig gegen ein Hindurchtreten von Brennstoff, und kann eine Ableitung von elektrostatischer Ladung ermöglichen.

Claims

1. Mehrschicht-Schlauch (10), welcher für eine Verwendung bei Motorfahrzeugen geeignet ist, umfassend eine zylindrische Wand (18) mit einer Außenfläche (24) und einer im wesentlichen zu der Außenfläche (24) parallelen Innenfläche (22), wobei die Innenfläche (22) einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum definiert und sich dieser im wesentlichen zylindrische Innenraum in Längsrichtung entlang der Koaxialen zu einer Längsachse (20) erstreckt, und wobei die zylindrische Wand (18) selbst umfaßt:

einen ersten Bereich (26) mit einem im wesentlichen gleichförmigen Querschnitts-Durchmesser, in welchem die zylindrische Wand (18) im Längsschnitt eine ebene Form hat, wobei die zylindrische Wand (18) im wesentlichen parallel zu der koaxialen Längsachse (20) ausgerichtet ist; und

einen zweiten Bereich (28), in welchem die zylindrische Wand (18) wenigstens eine Umfangssicke (30, 30') mit einem Querschnitts-Durchmesser hat, welcher örtlich in Abhängigkeit vom Längsort in dem zweiten Bereich (28) variiert, wobei die Umfangssicke (30, 30') einen Querschnitts-Durchmesser hat, der verschieden von dem im wesentlichen gleichförmigen Querschnitts-Durchmesser des ersten Bereiches (26) ist, wobei der Schlauch (10) der vorliegenden Erfindung umfaßt:

eine dicke, flexible äußere Schicht (12) mit einer inneren und einer äußeren Fläche, wobei die äußere Schicht (12) im wesentlichen aus einem extrudierbaren, schmelzverarbeitbaren Thermoplast mit einem Dehnungswert von wenigstens 150% und einer Fähigkeit, Schlägen von wenigstens 2,712 Mn [2 ft lb] bei Temperaturen unter etwa -20ºC zu widerstehen, besteht;

eine dünne Zwischen-Klebeschicht (16), die an die innere Fläche der dicken äußeren Schicht (12) geklebt ist, wobei die Klebeschicht (16) im wesentlichen aus einem extrudierbaren, schmelzverarbeitbaren Thermoplast besteht, welcher zu einer ausreichenden, permanenten laminaren Adhäsion an der äußeren Schicht (12) fähig ist; und

eine innere Kohlenwasserstoffsperr-Schicht (14), welche an die Zwischen-Klebeschicht (16) geklebt ist, wobei die innere Schicht (14) aus einem extrudierbaren, schmelzverarbeitbaren Thermoplast besteht, welcher zu einer ausreichenden, permanenten laminaren Adhäsionsverbindung mit der Zwischen-Klebeschicht (16) fähig ist, wobei der Thermoplast als einen Hauptbestandteil einen Fluorkunststoff enthält, welcher aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyvinyliden-Fluorid, Polyvinyl-Fluorid, Polychlortrifluor-Ethylen, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymeren und Gemischen derselben besteht, wobei das in der Zwischen-Klebeschicht (16) verwendete Material als einen Hauptbestandteil einen extrudierbaren, schmelzverarbeitbaren Fluorkunststoff umfaßt, welcher aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyvinyliden-Fluorid, Polyvinyl-Fluorid, Polyvinylacetat-Urethan-Mischungen und Gemischen derselben besteht.

2. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem der zylindrische Durchmesser der Umfangssicke (30, 30') zwischen etwa 20% und etwa 300% größer als der Innendurchmesser des ersten Bereiches (26) ist.

3. Schlauch nach Anspruch 2, bei welchem der zylindrische Durchmesser der Umfangssicke (30, 30') zwischen etwa 20% und etwa 100% größer als der Innendurchmesser des ersten Bereiches (26) ist.

4. Schlauch nach Anspruch 2, bei welchem die Umfangssicke (30, 30') ein abgewinkeltes Längsschnitt-Profil hat.

5. Schlauch nach Anspruch 2, bei welchem die Umfangssicke (30, 30') ein rechtwinkliges Längssschnitt-Profil hat.

6. Schlauch nach Anspruch 2, bei welchem die Umfangssicke (30, 30') ein sinusförmiges Längsschnitt-Profil hat.

7. Schlauch nach Anspruch 2, bei welchem der Außendurchmesser des ersten Bereiches (26) kleiner als etwa 50,8 mm [2,0 Zoll] ist.

8. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem die innere Kohlenwasserstoff-Schicht (14) in der Lage ist, elektrostatische Energie abzuleiten, wobei die Kapazität zur Ableitung elektrostatischer Energie in einem Bereich zwischen etwa 10&sup4; bis 10&sup9; Ohm/cm² liegt.

9. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem die innere Kohlenwasserstoffsperr-Schicht (14) einen minimalen Dehnungswert von etwa 150% hat.

10. Schlauch nach Anspruch 9, bei welchem die innere Kohlenwasserstoffsperr-Schicht (14) einen Dehnungswert zwischen etwa 150% und etwa 250% hat.

11. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem die äußere Schicht (12) aus einem thermoplastischen Material zusammengesetzt ist, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Zwölfkohlenstoff-Blockpolyamiden, Elfkohlenstoff-Blockpolyamiden, Sechskohlenstoff-Blockpolyamiden, thermoplastischen Elastomeren und Gemischen aus denselben gebildet ist.

12. Schlauch nach Anspruch 8, bei welchem die innere Schicht (14) ein leitfähiges Material enthält, welches in der Lage ist, elektrostatische Energie abzuleiten, wobei das leitfähige Material aus der Gruppe gewählt wird, die aus reinem Kohlenstoff, Kupfer, Silber, Gold, Nickel, Silicium und Mischungen aus diesen besteht.

13. Schlauch nach Anspruch 11, bei welchem das leitfähige Material in einer Menge vorhanden ist, die kleiner als etwa 5 Vol.-% des polymeren Materials ist.

14. Schlauch nach Anspruch 11, bei welchem das leitfähige Material durch Einlagerung in das Mahlprozeß-Fluorkunststoff-Material integriert wird.

15. Schlauch nach Anspruch 11, bei welchem das leitfähige Material reiner Kohlenstoff ist und mit dem extrudierbaren Fluorkunststoff-Material copolymerisiert wird.

16. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem der extrudierbare Thermoplast des dicken äußeren Schlauches (12) ein Polyamid ist, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Nylon 11, Nylon 12, zinkchloridbeständigem Nylon 6, Santoprene, Kraton, Vichem, Sarlink und Gemischen aus diesen gebildet ist.

17. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem das in der Zwischen-Klebeschicht (16) verwendete thermoplastische Material einen Dehnungswert von wenigstens 150% hat.

18. Schlauch nach Anspruch 1, bei welchem das in der Zwischen-Klebeschicht (16) verwendete thermoplastische Material zumindest einige Beständigkeit gegen eine Interaktion mit kurzkettigen Kohlenwasserstoff-Molekülen auf weist, die in durch den Schlauch geleiteten Material vorhanden sind.

19. Schlauch nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Zwischen-Klebeschicht (16) eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,2 mm sowie einen Dehnungswert zwischen etwa 150% und etwa 250% hat, und bei welchem die mit der Zwischen-Klebeschicht (16) verklebte innere Kohlenwasserstoffsperr-Schicht (14) eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,2 mm sowie einen Dehnungswert von wenigstens 150% hat.

20. Schlauch nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das thermoplastische Material der inneren Kohlenwasserstoffsperr-Schicht (16) Mengen eines leitfähigen Materials enthält, die ausreichend sind, um eine Kapazität zur Ableitung elektrostatischer Energie in einem Bereich zwischen etwa 10&sup4; bis 10&sup9; Ohm/cm² zu bieten.