EP3463849A1 - Mehrschichtiger flexibler schlauch - Google Patents

Mehrschichtiger flexibler schlauch

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EP3463849A1
EP3463849A1 EP17707543.9A EP17707543A EP3463849A1 EP 3463849 A1 EP3463849 A1 EP 3463849A1 EP 17707543 A EP17707543 A EP 17707543A EP 3463849 A1 EP3463849 A1 EP 3463849A1
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EP
European Patent Office
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layer
ply
flexible hose
brake
hose
Prior art date
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Pending
Application number
EP17707543.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Thum
Erika WITT
Lars Döring
Harald Koch
Frank Jungrichter
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ContiTech Schlauch GmbH
Original Assignee
ContiTech Schlauch GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a multilayer flexible hose, in particular a multilayer flexible brake hose.
  • Brake hoses are used in brake systems of motor vehicles to produce via the brake pedal a static brake fluid column, which should forward the loss lossless on the wheel brake cylinder. Passing on the applied foot force takes place smoothly and without loss in the brake hoses or brake lines.
  • the brake cylinders flexible transitions are needed to balance between compression and rebound.
  • Rubber base have installed. Compared to rigid brake lines they are stretchable and change this property with changing temperature conditions.
  • Humidity due to old brake hoses which leads to a connection with the hygroscopic brake fluid.
  • the resulting vapor bubble formation in hot brakes changes the pressure point and leads to a long pedal travel, which in the limit case can lead to failure of the brake system when no pressure point is built more.
  • especially for autonomous driving brake systems are needed, which require a brake system in which the brake hose reacts much more sensitive to the relationship between pressure, temperature and volume.
  • conventional brake hoses in the lower pressure range have a different volume increase than in the higher pressure range. This also applies to different temperature ranges.
  • the object of the present invention is therefore to provide a multilayer flexible hose, in particular a multilayer flexible brake hose, which is characterized by a uniform volume increase over the entire pressure range of 0 to 200 bar and over the entire temperature range of - 40 ° C to 160 ° C distinguishes.
  • the multilayer flexible hose has at least the following layer structure:
  • a second single layer or multi-ply textile reinforcement layer of aramid a second single layer or multi-ply textile reinforcement layer of aramid
  • the outer layer and the inner layer may be the same or different with respect to their quantitative and / or qualitative composition.
  • both layers are based on at least one elastomer and other blend ingredients.
  • Elastomers may be rubbers and / or thermoplastic elastomers which may be used alone or in combination.
  • Particularly suitable rubber components are: ethylene-propylene copolymer (EPM), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM),
  • Nitrile rubber (NBR), (partially) hydrogenated nitrile rubber (HNBR), fluoro rubber (FPM or FKM), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR ), Butyl rubber (HR), bromobutyl rubber (BIIR), chlorobutyl rubber (CUR), butadiene rubber (BR), chlorinated polyethylene (CM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), polyepichlorohydrin (ECO), ethylene-vinyl acetate rubber (EVA), Acrylic Rubber (ACM), Silicone Rubber (MVQ), Fluorinated Methylsilicone Rubber (MFQ), Perfluororubber (FFPM or FFKM), Polyurethane (PU). Of particular importance are EPM or EPDM, since they have a particularly good resistance to the brake fluid.
  • the mixture ingredients comprise at least one crosslinker or a
  • Crosslinking system crosslinking agent and accelerator
  • Other mixing ingredients are usually still a filler and / or a processing aid and / or a plasticizer and / or an anti-aging agent and optionally further
  • Additives e.g., fibers, colored pigments. Again, reference is made in this regard to the general state of rubber mixing technology.
  • the tube contains a first single-layer or multi-ply textile reinforcement layer of polyvinyl alcohol and / or rayon and a second single-layer or multi-layer textile reinforcement layer of aramid.
  • aramid As the aramid, m-aramid and p-aramid can be used alone or in combination. Preference is given to the use of p-aramid, since p-aramid proves to be more stable in terms of volume increase.
  • Rayon and polyvinyl alcohol can each be used alone or in combination, for.
  • a hybrid fabric or hybrid knit or Hybridgeflecht used.
  • the reinforcement layers are each usually in the form of a single-layer or multi-layer reinforcement layer and may be in the form of felt, nonwoven, woven, braided, knitted or knitted fabric, scrim. It is also possible that the reinforcing layers are each formed of components of felt, fleece, fabric, braid, knitted or knitted fabric, scrim.
  • the reinforcing layers may be formed by braiding, spirally winding, knitting, knitting or helically knitting yarn or by fabric inserts.
  • the first single-layer or multi-ply textile reinforcement layer of polyvinyl alcohol and / or rayon is in the form of a single-ply braid.
  • the braid is preferably formed from 16 to 25 coils.
  • the dtex value is preferably between 1000 and 2000 dtex, particularly preferably between 1200 and 1500 dtex, with rotation numbers between 30 and 200.
  • the second single-layer or multi-ply textile reinforcement layer of aramid is in the form of a single-ply braid.
  • the braid is preferably formed from 16 to 25 coils.
  • the dtex value is preferably between 1000 and 1700 dtex, more preferably between 1000 and 1200 dtex, with rotation numbers between 30 and 200.
  • the dtex values of the first and second reinforcement layers are preferably different from each other.
  • the individual layers of the hose form an adhesive bond.
  • chemical auxiliaries such as, for example, the use of an adhesion promoter or an etchant for etching, or even physical
  • Adhesion promoters may be, for example, rubber solutions, in particular based on the already mentioned for the inner layer or outer layer rubbers serve. These adhesion promoters are preferably applied directly to the respective reinforcement layer.
  • the hose can furthermore additionally contain at least one further intermediate layer, preferably based on at least one rubber.
  • FIG. 1 shows a schematic hose construction according to the invention, in which an additional one between the first and second reinforcement layer

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen flexiblen Schlauch, insbesondere einen mehrschichtigen flexiblen Bremsschlauch. Um eine gleichmäßige Volumenzunahme über den gesamten Druckbereich von 0 bis 200 bar und über den gesamten Temperaturbereich von –40 °C bis 160°C zu gewährleisten, weist der Schlauch folgenden Schichtenaufbau auf: - eine einlagige oder mehrlagige Außenschicht auf Basis wenigstens eines Elastomers; - eine erste einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Polyvinylalkohol und/oder Rayon; - eine zweite einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Aramid; - eine einlagige oder mehrlagige Innenschicht auf Basis wenigstens eines Elastomers.

Description

Beschreibung
Mehrschichtiger flexibler Schlauch
Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen flexiblen Schlauch, insbesondere einen mehrschichtigen flexiblen Bremsschlauch. Bremsschläuche werden in Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um über das Bremspedal eine statische Bremsflüssigkeitssäule zu erzeugen, die den Druck verlustfrei auf die Radbremszylinder weiterleiten soll. Die Weitergabe der aufgewendeten Fußkraft erfolgt in den Bremsschläuchen bzw. Bremsleitungen reibungslos und verlustfrei. Bei der Überbrückung vom Fahrzeugboden zu den Rädern, d.h. den Bremszylindern, sind flexible Übergänge nötig, um einen Ausgleich zwischen Ein- und Ausfedern zu schaffen. Hierzu werden in der Regel flexible Bremsschläuche, die wenigstens eine Schicht auf
Kautschukbasis haben, verbaut. Gegenüber starren Bremsleitungen sind sie dehnbar und verändern diese Eigenschaft mit wechselnden Temperaturbedingungen. Die
Volumenänderung in den flexiblen Bremsschläuchen wird über den Pedalweg
ausgeglichen, was einen sich ständig verändernden Druckpunkt zur Folge hat. Flexible Bremsschläuche und auch starre Bremsleitungen sind bspw. aus DE10108846A1, DE3513267A1, DE2522288A1, DE69905525T2 und DE10244741A1 bereits bekannt.
Problematisch bei flexiblen Bremsschläuchen ist es, dass sich die Volumenerhöhung bei diesen Schläuchen negativ auf den Druckpunkt ausübt. Des Weiteren diffundiert
Luftfeuchtigkeit durch überalterte Bremsschläuche, was zu einer Verbindung mit der hygroskopischen Bremsflüssigkeit führt. Die daraus resultierende Dampfblasenbildung bei heißen Bremsen verändert den Druckpunkt und führt zu einem langen Pedalweg, was im Grenzfall zum Ausfall der Bremsanlage führen kann, wenn kein Druckpunkt mehr aufgebaut wird. Zukünftig werden insbesondere für das autonome Fahren Bremssysteme benötigt, die ein Bremssystem benötigen, bei dem der Bremsschlauch deutlich sensitiver auf das Verhältnis zwischen Druck, Temperatur und Volumen reagiert. Derzeit besitzen herkömmliche Bremsschläuche im unteren Druckbereich eine andere Volumenzunahme als im höheren Druckbereich. Dies gilt auch bei verschiedenen Temperaturbereichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen mehrschichtigen flexiblen Schlauch, insbesondere einen mehrschichtigen flexiblen Bremsschlauch, bereitzustellen, der sich durch eine gleichmäßige Volumenzunahme über den gesamten Druckbereich von 0 bis 200 bar und über den gesamten Temperaturbereich von - 40 °C bis 160°C auszeichnet.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der mehrschichtige flexible Schlauch wenigstens folgenden Schichtenaufbau aufweist:
- eine einlagige oder mehrlagige Außenschicht auf Basis wenigstens eines
Elastomers;
- eine erste einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus
Polyvinylalkohol und / oder Rayon;
- eine zweite einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Aramid;
- eine einlagige oder mehrlagige Innenschicht auf Basis wenigstens eines Elastomers.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch einen derartigen Schlauchaufbau ein geringerer Pedalweg ermöglicht wird und somit die Bremse besser angesprochen werden kann. Als Folge kann das Volumen der Bremsflüssigkeit im Fahrzeug reduziert werden. Gleichzeitig kann der Schlauch in einem größeren Temperaturbereich eingesetzt werden, wodurch ggf. zusätzliche Bauteile im Fahrzeug zur Kühlung entfallen können.
Die Außenschicht und die Innenschicht können hinsichtlich ihrer quantitativen und / oder qualitativen Zusammensetzung gleich oder verschieden voneinander sein.
Zur Erzielung der höchst möglichen Flexibilität sind beide Schichten auf der Basis wenigstens eines Elastomers und weiterer Mischungsingredienzien aufgebaut. Bei dem Elastomer kann es sich um Kautschuke und / oder um thermoplastische Elastomere handeln, die alleine oder in Kombination verwendet werden können.
Als Kautschukkomponenten sind insbesondere zu nennen: Ethylen-Propylen- Mischpolymerisat (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM),
Nitrilkautschuk (NBR), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Fluor-Kautschuk (FPM bzw. FKM), Chloropren-Kautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Styrol-Butadien- Kautschuk (SBR), Isopren-Kautschuk (IR), Butylkautschuk (HR), Brombutylkautschuk (BIIR), Chlorbutylkautschuk (CUR), Butadien-Kautschuk (BR), Chloriertes Polyethylen (CM), Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Polyepichlorhydrin (ECO), Ethylen- Vinylacetat-Kautschuk (EVA), Acrylat-Kautschuk (ACM), Siliconkautschuk (MVQ), Fluorierter Methylsilikonkautschuk (MFQ), Perfluorkautschuk (FFPM oder FFKM), Polyurethan (PU). Von besonderer Bedeutung sind EPM bzw. EPDM, da diese eine besonders gute Beständigkeit gegenüber der Bremsflüssigkeit besitzen. Die Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer oder ein
Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere
Zusatzstoffe (z.B. Fasern, Farbpigmente). Auch hier wird diesbezüglich auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
Erfindungswesentlich ist es, dass der Schlauch eine erste einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Polyvinylalkohol und / oder Rayon und eine zweite einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Aramid enthält.
Diese Kombinationen ermöglichen erst die gleichmäßige Volumenzunahme über den gesamten Druck- und Temperaturbereich, wobei insbesondere die Festigkeitsträgerschicht aus Aramid die verbesserte Temperaturbeständigkeit ermöglicht.
Als Aramid können hierbei m- Aramid und p-Aramid alleine oder in Kombination verwendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung von p-Aramid, da p-Aramid sich hinsichtlich der Volumenzunahme als stabiler erweist.
Als Rayon, häufig auch Reyon geschrieben, werden seidig glänzende Chemiefasern aus regenerierter Cellulose oder aus Celluloseestem bezeichnet. Für die vorliegende Erfindung sind alle der fachkundigen Person bekannten Rayonfasern verwendbar.
Rayon und Polyvinylakohol können hierbei jeweils alleine oder in Kombination, z. Bsp. als Hybridgewebe oder Hybridgestrick oder Hybridgeflecht, eingesetzt werden.
Die Festigkeitsträgerschichten liegen jeweils zumeist als einlagige oder mehrlagige Festigkeitsträgerschicht vor und können als Filz, Vlies, Gewebe, Geflecht, Gewirk oder Gestrick, Gelege ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Festigkeitsträgerschichten jeweils aus Komponenten aus Filz, Vlies, Gewebe, Geflecht, Gewirk oder Gestrick, Gelege ausgebildet ist.
Die Festigkeitsträgerschichten können durch Flechten, spiralförmiges Wickeln, Stricken, Wirken oder schraubenförmiges Wirken von Garn oder durch Gewebeeinlagen gebildet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die erste einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Polyvinylalkohol und / oder Rayon in Form eines einlagigen Geflechts vor. Das Geflecht wird hierbei bevorzugt aus 16 bis 25 Spulen gebildet. Der dtex- Wert liegt bevorzugt zwischen 1000 und 2000 dtex, besonders bevorzugt zwischen 1200 und 1500 dtex , mit Drehungszahlen zwischen 30 und 200. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die zweite einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Aramid in Form eines einlagigen Geflechts vor. Das Geflecht wird hierbei bevorzugt aus 16 bis 25 Spulen gebildet. Der dtex- Wert liegt bevorzugt zwischen 1000 und 1700 dtex, besonders bevorzugt zwischen 1000 und 1200 dtex, , mit Drehungszahlen zwischen 30 und 200..
Die dtex- Werte der ersten und zweiten Festigkeitsträgerschicht sind bevorzugt verschieden voneinander.
Vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Schichten des Schlauches einen Haftverbund bilden. Hierzu kann gegebenenfalls auch auf chemische Hilfsmittel, wie bspw. der Einsatz eines Haftvermittlers oder eines Ätzmittels zum Anätzen, oder auch physikalische
Möglichkeiten, wie bspw. Strahlenbehandlung, etc. zurückgegriffen werden.
Als Haftvermittler können beispielsweise Kautschuklösungen, insbesondere auf der Basis der bereits für die Innenschicht bzw. Außenschicht genannten Kautschuke dienen. Diese Haftvermittler werden bevorzugt direkt auf die jeweilige Festigkeitsträgerschicht aufgebracht.
Der Schlauch kann desweiteren zusätzlich noch wenigstens eine weitere Zwischenschicht, bevorzugt auf der Basis wenigstens eines Kautschuks enthalten.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt einen schematischen erfindungsgemäßen Schlauchaufbau, bei dem sich zwischen der ersten und zweiten Festigkeitsträgerschicht noch eine zusätzliche
Zwischenschicht befindet
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
01 Innenschicht
02 Zwischenschicht
03 zweite textile Festigkeitsträgerschicht aus Aramid
04 Außenschicht
05 erste textile Festigkeitsträgerschicht aus Polyvinylalkohol und / oder Rayon

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschichtiger flexibler Schlauch, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens folgenden Schichtenaufbau aufweist:
- eine einlagige oder mehrlagige Außenschicht auf Basis wenigstens eines
Elastomers;
- eine erste einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus
Polyvinylalkohol und / oder Rayon;
- eine zweite einlagige oder mehrlagige textile Festigkeitsträgerschicht aus Aramid;
- eine einlagige oder mehrlagige Innenschicht auf Basis wenigstens eines Elastomers.
2. Mehrschichtiger flexibler Schlauch nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht auf Basis wenigstens eines EPM- oder EPDM-Kautschuks ist.
3. Mehrschichtiger flexibler Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Innenschicht auf Basis wenigstens eines EPM- oder EPDM- Kautschuks ist.
4. Mehrschichtiger flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite einlagige oder mehrlagige textile
Festigkeitsträgerschicht aus p-Aramid besteht.
5. Mehrschichtiger flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass er ein Bremsschlauch ist.
EP17707543.9A 2016-05-24 2017-02-27 Mehrschichtiger flexibler schlauch Pending EP3463849A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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