WO2014019796A2 - Umlageschlauch, insbesondere zur verwendung bei hohen temperaturen - Google Patents

Umlageschlauch, insbesondere zur verwendung bei hohen temperaturen Download PDF

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Klaus Schmelter
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Definitions

  • the invention relates to a transfer tube, which is used in particular at high temperatures.
  • Transfer hoses are flexible hoses that come with an outer layer
  • Such hoses may comprise multiple layers or layers
  • the outer layer of reinforcements may be in the form of a braid, knitted fabric, knitted fabric, woven fabric or the like.
  • Textile transfer hoses are often used in the low-pressure area and / or in the
  • Low temperature range ( ⁇ 150 ° C), z. Eg as fuel. Oil or compressor hoses used.
  • For the high temperature range (> 150 ° C) usually hoses are used, but due to the necessary high-quality additional outer layer have a significant cost and weight penalty.
  • Transfer hoses for high-temperature applications based on thermoplastics can be designed inter alia as polytetrafluoroethylene (PTFE) pipes or as PTFE corrugated pipes (Teflon ® corrugated pipes) with additional stainless steel braiding.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Teflon ® corrugated pipes PTFE corrugated pipes
  • the disadvantage here is that such hoses have a higher weight, are very rigid and inflexible and have a low dynamic performance under motion.
  • transfer hoses are known whose charge is made up of glass fibers, and which are used in particular in the low pressure range. Have glass fibers but the disadvantage that they have an increased susceptibility to hydrolysis with increasing temperature. Furthermore, when processing glass fibers, special personal protection measures must be taken, which significantly increase the complexity in production.
  • the object of the invention is therefore to provide a transfer tube, which is characterized by a high dynamic service life even under high movement and in particular at high temperatures (> 150 ° C).
  • the Umlageschlauch a higher flexibility, a lower weight, low strictlybiegeradien and especially no corrosion or
  • the charge of the Umsetzeschlauches from at least 20% by weight polyphenylene sulfide (PPS) and / or polyoxadiazole (POD) and / or aramid (AR) and / or polyimide (PI) and / or polyetheretherketone (PEEK) and / or polyethylene-2,6-naphthalate (PEN) and / or polyphenylene (PPP) and / or
  • PPO Polyphenylene oxide
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Polyphenylene ether and / or Polybenzoxazole (PBO) and / or carbon fibers (CF) and / or metal fibers (MF) is constructed.
  • a transfer tube whose charge is composed of at least 20% by weight of the abovementioned materials alone or in combinations is characterized by a particularly high dynamic service life even under high movement at high temperatures (> 150 ° C.).
  • said materials are used in combination with elastomers, thermoplastic elastomers and / or thermoplastics, which is a
  • the coating tube according to the invention is therefore particularly suitable for temperatures greater than or equal to 150 ° C.
  • the transfer tube may in this case in straight or in a molded version, e.g. be used as a hose manifold.
  • such hoses may contain a plurality of layers or layers of different elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics.
  • the surcharge still one or more embedded
  • Reinforcing layers be present.
  • all known to the expert person strength materials can be used.
  • thermoplastic elastomers in principle, all elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics can be used according to the invention. Preference is given to elastomers, thermoplastic elastomers or thermoplastics which have a temperature resistance of greater than or equal to 150 ° C.
  • the elastomers are, for example, selected from the group consisting of:
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • FKM fluoro rubber
  • ECO polyepichlorohydrin
  • EVA ethylene-vinyl acetate rubber
  • ACM acrylate rubber
  • AEM ethylene acrylate - Rubber
  • MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ silicone rubber
  • FFPM perfluorinated propylene rubber
  • FFKM perfluorocarbon rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • Temperatures can be achieved using HNBR, FKM, FPM, ACM, AEM, and / or silicone rubber, with FKM, FPM, and AEM being particularly well suited.
  • the elastomers mentioned can be used alone or as a blend with at least two elastomers.
  • thermoplastic elastomer is preferably at least one thermoplastic elastomer with polycarbonate component (TPE-C) use.
  • polyphenylene sulfide and / or polyoxadiazole (POD) and / or aramid (AR) and / or polyimide (PI) and / or polyetheretherketone (PEEK) and / or polyethylene-2,6-naphthalate (PEN) and / or polyphenylene (PPP) and / or polyphenylene oxide (PPO) and / or polyphenylene sulfide (PPS) and / or polyphenylene ether (PPE) and / or polybenzoxazole (PBO) and / or carbon fibers (CF) and / or metal fibers ( MF) in amounts of at least
  • PPS POD
  • aramid in particular m-aramid.
  • aramid preferably meta-aramid (m-aramid), para-aramid (p-aramid) and as metal fiber preferably steel fibers, in particular stainless steel fibers
  • the charge must, according to the invention, consist of at least 20% by weight, preferably of at least 30% by weight, more preferably of at least 50% by weight, most preferably of at least 80% by weight, of the materials mentioned alone or in combination, e.g. as a hybrid or as a mixed braid exist. It is also possible that the levy consists of 100% by weight of the named materials alone or in combination.
  • the charge is free of glass fibers in order to avoid the disadvantages already mentioned.
  • hybrid or mixed-fiber concepts are: PPS / m-aramid,
  • a mixed braid here consists of at least two stand-alone threads, which intertwined, woven as woven fabric, knitted as knit fabric, are processed as fleece or felt.
  • the thread is made of at least two different materials.
  • the reinforcement material for the charge is preferably in a thread form, in particular as a monofilament, staple fiber, continuous filament, yarn or twisted yarn. Staple fibers are particularly suitable since they generally produce increased physical ply adhesion compared to untreated filament yarns. According to Römpp, Online Chemistry Dictionary, Version 3.14, the term staple fiber is an old name for staple fibers. Spun fibers are "a fiber of limited length produced by different processes using chemical processes (as opposed to
  • Staple fibers or consist of a combination of continuous and staple fibers consist of a combination of continuous and staple fibers.
  • the use of a staple fiber construction allows greater surface coverage as compared to a filament fiber and improved heat protection through the insulating effect of the air pockets in the staple fiber construction. In the untreated state, the staple fibers have better physical adhesion
  • Inner layer or to the intermediate layer there is the possibility of an improved possible surface treatment of the staple fibers.
  • the total denier per filament is preferably 500 to 10,000 dtex, more preferably 900 to 3000 dtex.
  • the rotation level is preferably 0 to 750 t / m, more preferably 300 to 500 t / m.
  • the transfer tube according to the invention can additionally be rigid with a bend
  • the rigid reinforcements are preferably monofilaments, also referred to as monofilaments, which are wound in the same direction or in opposite directions around or in the levy.
  • the monofilaments can also be wound crossed.
  • the monofilaments can be made of a metallic, such as. Stainless steel, or a non-metallic material, such as. PPS or POD be constructed. That is, the material of the rigid reinforcement can be the same as or different from the material of the levy.
  • the levy is used as a textile fabric in the form of braid, corduroy, knitted fabric,
  • the coating layer can be formed in one or more layers.
  • the overlay layer preferably has 1 to 5 layers, particularly preferably 1 to 3 layers and very particularly preferably 1 to 2 layers.
  • the levy i.
  • a protection can be applied, which protects the fibers from external influences, such as.
  • the reinforcements can also be completely or partially dyed, for example by spin dyeing, cross-dyeing or strand dyeing. This serves u.a. to the optical
  • a subsequent surface functionalization is e.g. with RFL or fluoropolymer solutions, if necessary in combination with a coloring possible.
  • This charge protection serves as a cut protection, which the fraying of the
  • test results FKM / m-aramid 230 ° C. Durability, 250 ° C. peak value
  • a coating tube according to the invention with an inner layer of FPM and a PPS staple fiber charge shows no loss of strength during a heat aging in a circulating air oven at 190 ° C. after 7 days.
  • the degradation was determined by determining the
  • a comparative coating hose with an inner layer of FPM and a coating of polyester (PES) fibers shows a heat aging in a convection oven at 190 ° C after 7 days, a loss of strength of over 30%. After 42 days arises
  • a comparative liner with an inner layer of NBR and a charge of modal (CMD) fibers shows such a hardening at a heat aging in a convection oven at 150 ° C after 7 days that further testing was no longer possible because it is broken apart at bending ,
  • Figures 1 to 8 each show different hose assemblies:
  • Fig. 1 shows a transfer tube constructed of:
  • Inner layer 1 embedded reinforcement layer 3, coating 4
  • FIG. 3 shows a transfer hose constructed from:
  • Inner layer 1 embedded reinforcement layer 3, intermediate layer 2, coating 4
  • FIG. 4 shows a transfer hose constructed from: Inner layer 1, intermediate layer 2, coating 4 shows a Umsetzeschlauch composed of:
  • Inner layer 1 intermediate layer 2, embedded strength carrier layer levy 4
  • FIG. 6 shows a transfer tube constructed from:
  • Inner layer 1 intermediate layer 2, embedded reinforcement layer 3, intermediate layer 2 ', coating 4
  • Fig. 7 shows a transfer tube constructed of:
  • the coil 5 can additionally be embedded in an elastomer matrix.
  • Inner layer 1 intermediate layer 2, embedded reinforcement layer 3, helix 5, coating 4
  • the helix 5 can additionally be embedded in an elastomer matrix.
  • the charge 4 is additionally equipped here with integrated monofilaments (bold lines) as a rigid reinforcement 6, as is known from EP 202 436 A2.
  • FIG. 10 shows a transfer tube constructed from:
  • the charge 4 is additionally equipped here with integrated cross-wound monofilaments (bold lines) as a rigid reinforcement 6, as is known from EP 202 436 A2.

Abstract

Der Umlageschlauch ist mehrschichtig ausgebildet und enthält wenigstens eine Innenschicht (1) und eine Umlageschicht (4), wobei die Umlageschicht (4) aus wenigstens 20 Gew.-% Polyphenylensulfid (PPS) und/oder Polyoxadiazol (POD) und/oder Aramid (AR) und / oder Polyimid (PI) und / oder Polyetheretherketon (PEEK) und/oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) und/oder Polyphenylen (PPP) und/oder Polyphenylenoxid (PPO) und/oder Polyphenylensulfid (PPS) und/oder Polyphenylenether (PPE) und/oder Polybenzoxazol (PBO) und/oder Kohlenstofffasern (CF) und/oder Metallfasern (MF) aufgebaut ist. Der schlauchförmige Artikel ist insbesondere ein Turboladerschlauch.

Description

Beschreibung
Umlageschlauch, insbesondere zur Verwendung bei hohen Temperaturen
Die Erfindung betrifft einen Umlageschlauch, der insbesondere bei hohen Temperaturen zum Einsatz kommt.
Umlageschläuche sind flexible Schläuche, die mit einer äußeren Lage aus
Festigkeitsträgern, der so genannten Umlage, versehen sind. Innerhalb der umhüllenden äußeren Lage können derartige Schläuche mehrere Lagen oder Schichten aus
unterschiedlichen, Elastomeren, thermoplastischen Elastomeren oder Thermoplasten und Festigkeitsträgern aufweisen. Die äußere Lage aus Festigkeitsträgern kann als Geflecht, Gestrick, Gewirke, Gewebe oder dergleichen vorliegen.
Textil-Umlageschläuche werden häufig im Niederdruckbereich und / oder im
Niedertemperaturbereich (<150°C), z. Bsp. als Kraftstoff-. Öl-, oder Kompressorschläuche eingesetzt. Für den Hochtemperaturbereich (>150°C) werden bisher üblicherweise Einlageschläuche verwendet, die allerdings aufgrund der notwendigen hochwertigen zusätzlichen Außenschicht einen deutlichen Kosten- und Gewichtsnachteil haben.
Umlageschläuche für Hochtemperaturanwendungen auf der Basis von Thermoplasten können unter anderem als Polytetrafluorethylen (PTFE)- Rohre oder auch als PTFE- Wellrohre (Teflon®-Wellrohre) mit zusätzlicher Edelstahlumflechtung ausgebildet sein. Nachteilig hierbei ist, dass derartige Schläuche ein höheres Gewicht haben, sehr steif und unflexibel sind und unter Bewegung eine geringe dynamische Leistungsfähigkeit aufweisen. Des Weiteren sind Umlageschläuche bekannt, deren Umlage aus Glasfasern aufgebaut ist, und die insbesondere im Niederdruckbereich Verwendung finden. Glasfasern haben allerdings den Nachteil, dass sie mit zunehmender Temperatur eine erhöhte Hydrolyseanfälligkeit haben. Des Weiteren müssen bei der Verarbeitung von Glasfasern besondere Personenschutzmaßnahmen getroffen werden, welche die Komplexität in der Produktion deutlich erhöhen.
Im Rahmen einer Weiterentwicklung besteht die Aufgabe der Erfindung daher darin, einen Umlageschlauch bereitzustellen, der sich durch eine hohe dynamische Lebensdauerleistung auch unter hoher Bewegung und insbesondere bei hohen Temperaturen (>150°C) auszeichnet. Gleichzeitig soll der Umlageschlauch eine höhere Flexibilität, ein geringeres Gewicht, geringe Mindestbiegeradien und vor allem keine Korrosions- bzw.
Hydrolyseanfälligkeit aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Umlage des Umlageschlauches aus wenigstens 20 Gew.- Polyphenylensulfid (PPS) und / oder Polyoxadiazol (POD) und / oder Aramid (AR) und / oder Polyimid (PI) und / oder Polyetheretherketon (PEEK) und / oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) und / oder Polyphenylen (PPP) und / oder
Polyphenylenoxid (PPO) und / oder Polyphenylensulfid (PPS) und / oder
Polyphenylenether (PPE) und / oder Polybenzoxazole (PBO) und / oder Kohlenstofffasern (CF) und / oder Metallfasern (MF) aufgebaut ist.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass ein Umlageschlauch, dessen Umlage aus wenigstens 20 Gew. -% der oben genannten Werkstoffe alleine oder in Kombinationen aufgebaut ist, sich durch eine besonders hohe dynamische Lebensdauerleistung auch unter hoher Bewegung bei hohen Temperaturen (>150°C) auszeichnet.
Vorzugsweise werden die genannten Werkstoffe in Kombination mit Elastomeren, Thermoplastischen Elastomeren und / oder Thermoplasten eingesetzt, die eine
Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 150°C aufweisen.
Ein derartiger Umlageschlauch findet vorzugsweise Verwendung im Bereich
Turboladerschmierung, Turboladerkühlung, Kompressoren, Kraftstoff Systemen,
Dieselpartikelfiltern (DPF), Getriebe- und Motorkühlung oder in Bereichen, in denen aggressive Medien unter hohen Temperaturen transportiert werden müssen. Der erfindungsgemäße Umlageschlauch ist daher besonders geeignet für Temperaturen von größer oder gleich 150°C.
Der Umlageschlauch kann hierbei in gerader oder auch in geformter Ausführung, z.B. als Schlauchkrümmer verwendet werden.
Wie bereits eingangs erwähnt können derartige Schläuche mehrere Lagen oder Schichten aus unterschiedlichen, Elastomeren, thermoplastischen Elastomeren oder Thermoplasten enthalten. Ebenso können neben der Umlage noch eine oder mehrere eingebettete
Festigkeitsträgerlagen vorhanden sein. Hierfür können alle der fachkundigen Person bekannten Festigkeitsträgerwerkstoffe verwendet werden.
Grundsätzlich können erfindungs gemäß alle Elastomere, thermoplastische Elastomere oder Thermoplaste eingesetzt werden. Bevorzugt sind Elastomere, thermoplastische Elastomere oder Thermoplaste, die eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 150°C aufweisen.
Die Elastomere sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
(teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR) und / oder Fluor- Kautschuk (FKM) und / oder Polyepichlorhydrin (ECO) und / oder Ethylen- Vinylacetat-Kautschuk (EVA) und / oder Acrylat-Kautschuk (ACM) und / oder Ethylen- Acrylat- Kautschuk (AEM) und / oder Silikonkautschuk (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ) und / oder Fluorierter
Methylsilikonkautschuk (MFQ) und / oder Perfluorinierter Propylen-Kautschuk (FFPM) und / oder Perfluorcarbon-Kautschuk (FFKM) und / oder Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM).
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der dynamischen Stabilität bei hohen
Temperaturen lassen sich erzielen, wenn HNBR, FKM, FPM, ACM, AEM und / oder Silikonkautschuk verwendet wird, wobei FKM, FPM und AEM besonders gut geeignet sind.
Die genannten Elastomere können alleine oder im Verschnitt mit wenigstens zwei Elastomeren eingesetzt werden.
Ebenso ist es möglich, die Elastomere im Verschnitt mit Thermoplastischen Elastomeren und / oder Thermoplasten zu verwenden. Als Thermoplastisches Elastomer findet vorzugsweise wenigstens ein Thermoplastisches Elastomer mit Polycarbonatanteil (TPE-C) Verwendung.
Als Festigkeitsträger für die Umlage finden erfindungs gemäß Polyphenylensulfid (PPS) und / oder Polyoxadiazol (POD) und / oder Aramid (AR) und / oder Polyimid (PI) und / oder Polyetheretherketon (PEEK) und / oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) und / oder Polyphenylen (PPP) und / oder Polyphenylenoxid (PPO) und / oder Polyphenylensulfid (PPS) und / oder Polyphenylenether (PPE) und / oder Polybenzoxazole (PBO) und / oder Kohlenstofffasern (CF) und / oder Metallfasern (MF) in Mengen von wenigstens
20 Gew.- Verwendung. Besonders bevorzugt sind hierbei PPS, POD und / oder Aramid, insbesondere m- Aramid.
Als Aramid kann vorzugsweise meta- Aramid (m- Aramid), para- Aramid (p-Aramid) und als Metallfaser vorzugsweise Stahlfasern, insbesondere Edelstahlfasern, eingesetzt werden. Die Umlage muss erfindungs gemäß aus wenigstens 20 Gew. - , bevorzugt aus wenigstens 30 Gew. - , besonders bevorzugt aus wenigstens 50 Gew. - , ganz besonders bevorzugt aus wenigstens 80 Gew. - , der genannten Werkstoffe alleine oder in Kombination, z.B. als Hybrid oder als Mischgeflecht, bestehen. Es ist auch möglich, dass die Umlage zu 100 Gew. -% aus den genannten Werkstoffen alleine oder in Kombination besteht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Umlage frei von Glasfasern, um die bereits eingangs erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Beispiele für derartige Hybrid- oder Mischgeflechtkonzepte sind: PPS/m- Aramid,
PPS/PBO, PPS/POD, Edelstahl/PPS.
Ein Mischgeflecht besteht hierbei aus wenigstens zwei alleinstehenden Fäden, die miteinander verflochten, als Webware verwoben, als Maschenware verstrickt, als Vlies oder Filz verarbeitet sind.
Bei einem Hybrid besteht der Faden aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien. Der Festigkeitsträgerwerkstoff für die Umlage liegt vorzugsweise in einer Fadenform, insbesondere als Monofil, Stapelfaser, Endlosfilament, Garn oder Zwirn, vor. Besonders geeignet sind Stapelfasern, da sie in der Regel im Vergleich zu unbehandelten Filamentgarnen eine erhöhte physikalische Lagenhaftung erzeugen. Gemäß Römpp, Online-Chemielexikon, Version 3.14 ist der Begriff Stapelfaser eine alte Bezeichnung für Spinnfasern. Bei Spinnfasern handelt es sich um„eine auf chemisch-technischem Wege nach unterschiedlichen Verfahren erzeugte Faser begrenzter Länge (im Gegensatz zu
Filamenten), die meist als Flocke anfällt und nach einem mechanischen Spinnverfahren zu Spinnfasergarn oder Spinnband versponnen oder zu Filzen, Vliesstoffen, Watte, Füll- und Isoliermaterial oder ähnlichen Erzeugnissen verarbeitet wird." Dies bedeutet, dass alle Stapelfasern Einzelfasern sind, deren Längen begrenzt sind. Bei Filamenten handelt es sich um Endlosfasern. Die Stapelfasern haben in der Regel eine Länge zwischen 10 und 70 mm. Die Stapelfasern können aus einer Sorte Fasern oder aus einer Kombination von zwei oder mehr verschiedenen Fasern bestehen.
Bei einem Mischgeflecht kann daher das Geflecht nur aus Endlosfasern, nur aus
Stapelfasern oder auch aus einer Kombination von Endlos- und Stapelfasern bestehen. Der Einsatz einer Stapelfaserkonstruktion ermöglicht eine größere Oberflächenabdeckung im Vergleich zu einer Filamentfaser und einen verbesserten Hitzeschutz durch die isolierende Wirkung der Lufteinschlüsse in der Stapelfaserkonstruktion. Im unbehandelten Zustand haben die Stapelfasern ein besseres physikalisches Haftung s vermögen zur
Innenschicht bzw. zur Zwischenschicht. Zugleich ergibt sich die Möglichkeit einer verbesserten möglichen Oberflächenbehandlung der Stapelfasern.
Der Gesamt- Titer pro Faden beträgt bevorzugt 500 bis 10000 dtex, besonders bevorzugt 900 bis 3000 dtex. Das Drehungsniveau liegt bevorzugt bei 0 bis 750 t/m, besonders bevorzugt bei 300 bis 500 t/m.
Der erfindungsgemäße Umlageschlauch kann zusätzlich mit einer biegesteifen
Verstärkung, wie sie bspw. aus EP 202 436 A2 für Schläuche mit einer (elastomeren) Deckschicht bekannt sind, ausgerüstet sein. Bei der biegesteifen Verstärkung handelt es sich vorzugsweise um Monofile, auch als Monofilamente bezeichnet, welche gleich- oder gegensinnig um bzw. in die Umlage gewickelt sind. Die Monofile können dabei auch gekreuzt gewickelt sein. Die Monofile können aus einem metallischen, wie bspw. Edelstahl, oder einem nicht-metallischen Werkstoff, wie bspw. PPS oder POD, aufgebaut sein. D.h. das Material der biegesteifen Verstärkung kann hierbei gleich oder verschieden vom Material der Umlage sein. Die Umlage wird als textiles Flächengebilde in Form von Geflecht, Cord, Gestrick,
Gewirk, Gewebe, Vlies oder Gelege aufgebracht, wobei vorzugsweise die Aufbringung als Geflecht erfolgt. Die Umlageschicht kann dabei einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Bevorzugt hat die Umlageschicht 1 bis 5 Lagen, besonders bevorzugt 1 bis 3 Lagen und ganz besonders bevorzugt 1 bis 2 Lagen.
Es ist ggf. möglich, dass auf die Umlage, d.h. auf die außen liegenden Festigkeitsträger, ein Schutz aufgebracht werden kann, der die Fasern vor äußeren Einflüssen, wie bspw.
mechanische oder chemische Beschädigungen, schützt.
Die Festigkeitsträger können auch ganz oder teilweise eingefärbt werden, bspw. durch Spinnfärbung, Kreuzspulfärbung oder Strangfärbung. Dies dient u.a. zur optischen
Kennzeichnung. Des Weiteren ist eine nachträgliche Oberflächenfunktionalisierung z.B. mit RFL oder Fluorpolymerlösungen, ggf. in Kombination mit einer Färbung, möglich.
Dieser Umlagenschutz dient zum Einen als Schnittschutz, welcher das Auffransen der
Schnittstelle verhindert, zum Anderen werden die Haftung zwischen Faser und
Innenschicht, die Kennzeichnungsmöglichkeit, die Optik und die
Verschmutzungsunanfälligkeit verbessert.
Besonders gute dynamische Beständigkeit bei hohen Temperaturen lässt sich durch folgende Kombinationen von Elastomer und Festigkeitsträger erzielen:
AEM / PPS 150°C Dauerhaltbarkeit, 175°C Spitzenwert
FKM / PPS 190°C Dauerhaltbarkeit, 210°C Spitzenwert
FKM / POD 210°C Dauerhaltbarkeit, 230°C Spitzenwert
FKM / m-Aramid 230°C Dauerhaltbarkeit, 250°C Spitzenwert Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Versuchsergebnisse und schematische Zeichnungen erläutert. Versuchsergebnisse
Ein erfindungsgemäßer Umlageschlauch mit einer Innenschicht aus FPM und einer Umlage aus PPS-Stapelfaser zeigt bei einer Wärmealterung im Umluftofen bei 190°C nach 7 Tagen keinerlei Festigkeitsverlust. Der Abbau wurde hierbei durch Ermittlung des
Berstdruckes an neuen Schläuchen im Vergleich zu gealterten Schläuchen ermittelt. Nach 42 Tagen ergibt sich ein Festigkeitsverlust von lediglich 15%.
Ein vergleichender Umlageschlauch mit einer Innenschicht aus FPM und einer Umlage aus Polyester (PES)-Fasern zeigt bei einer Wärmealterung im Umluftofen bei 190°C nach 7 Tagen einen Festigkeitsverlust von über 30%. Nach 42 Tagen ergibt sich ein
Festigkeitsverlust von über 40%, der bei Schlauchkonstruktionen, die auf
Fahrzeuglebensdauer ausgelegt sind, nicht akzeptabel ist.
Ein vergleichender Umlageschlauch mit einer Innenschicht aus NBR und einer Umlage aus Modal (CMD)-Fasern zeigt bei einer Wärmealterung im Umluftofen bei 150°C nach 7 Tagen eine derartige Verhärtung, dass eine weitere Prüfung nicht mehr möglich war, da er bei Biegung auseinandergebrochen ist.
Schematische Zeichnungen
Die Figuren 1 bis 8 zeigen jeweils unterschiedliche Schlauchaufbauten:
Fig. 1 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, Umlage 4
Fig. 2 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, eingebettete Festigkeitsträgerlage 3, Umlage 4
Fig. 3 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1 , eingebettete Festigkeitsträgerlage 3, Zwischenschicht 2, Umlage 4
Fig. 4 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus: Innenschicht 1, Zwischenschicht 2, Umlage 4 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, Zwischenschicht 2, eingebettete Festigkeitsträgerlag Umlage 4
Fig. 6 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, Zwischenschicht 2, eingebettete Festigkeitsträgerlage 3, Zwischenschicht 2', Umlage 4
Fig. 7 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, eingebettete Festigkeitsträgerlage 3, Wendel 5, Umlage 4 Der Wendel 5 kann zusätzlich in einer Elastomermatrix eingebettet werden. Als Alternative zur Einbringung der Wendel 5 zwischen zwei Festigkeitsträgerlagen 3, 3' kann zur Verbesserung der
Knickempfindlichkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der
Unterdruckbeständigkeit eine Monofile Verstärkung Verwendung finden (siehe auch Fig. 9 und Fig. 10). Fig. 8 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1, Zwischenschicht 2, eingebettete Festigkeitsträgerlage 3, Wendel 5, Umlage 4
Der Wendel 5 kann zusätzlich in einer Elastomermatrix eingebettet werden. Als Alternative zur Einbringung der Wendel 5 zwischen zwei Festigkeitsträgerlagen 3, 3' kann zur Verbesserung der
Knickempfindlichkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der
Unterdruckbeständigkeit eine Monofile Verstärkung Verwendung finden (siehe auch Fig. 9 und Fig. 10). Fig. 9 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1 und Umlage 4
Die Umlage 4 ist hierbei zusätzlich mit integrierten Monofilamenten (fette Linien) als biegesteife Verstärkung 6, wie sie aus EP 202 436 A2 bekannt ist, ausgestattet.
Fig. 10 zeigt einen Umlageschlauch aufgebaut aus:
Innenschicht 1 und Umlage 4
Die Umlage 4 ist hierbei zusätzlich mit integrierten kreuzweise gewickelten Monofilamenten (fette Linien) als biegesteife Verstärkung 6, wie sie aus EP 202 436 A2 bekannt ist, ausgestattet.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Innenschicht
2, 2' Zwischenschicht
3, 3' eingebettete Festigkeitsträgerschicht
4 äußere Festigkeitsträgerschicht (Umlage), einlagig oder mehrlagig
5 Wendel
6 biegesteife Verstärkung (Monofilamente)

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschichtiger Umlageschlauch enthaltend wenigstens eine Innenschicht (1) und eine Umlageschicht (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Umlageschicht (4) aus wenigstens 20 Gew. -% Polyphenylensulfid (PPS) und / oder Polyoxadiazol (POD) und / oder Aramid (AR) und / oder Polyimid (PI) und / oder Polyetheretherketon (PEEK) und / oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) und / oder Polyphenylen (PPP) und / oder Polyphenylenoxid (PPO) und / oder Polyphenylensulfid (PPS) und / oder Polyphenylenether (PPE) und / oder Polybenzoxazol (PBO) und / oder
Kohlenstofffasern (CF) und / oder Metallfasern (MF) aufgebaut ist.
2. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlageschicht (4) aus PPS und / oder POD und / oder Aramid ausgebaut ist.
3. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das PPS und / oder das POD und / oder das AR und / oder das PI und / oder das PEEK und / oder das PEN und / oder das PPP und / oder das PPO und / oder das PPS und / oder das PPE und / oder das PBO und / oder die CF und / oder die MF als Stapelfasern ausgebildet sind.
4. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Umlageschicht (4) frei von Glasfasern ist.
5. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Umlageschicht (4) zusätzlich mit einer biegesteifen Verstärkung ausgestattet ist.
6. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen der Innenschicht (1) und der Umlageschicht (4) wenigstens eine Zwischenschicht (2,2') und / oder wenigstens eine eingebettete Festigkeitsträgerschicht (3, 3') angeordnet ist.
7. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (1) und / oder die Zwischenschicht (2, 2') aus Fluorkautschuk (FKM) und / oder Ethylen-Acrylat- Kautschuk (AEM) aufgebaut sind.
8. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Innenschicht (1) aus FKM und die Umlageschicht (4) aus PPS oder POD aufgebaut sind.
9. Mehrschichtiger Umlageschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Innenschicht (1) aus AEM und die Umlageschicht (4) aus PPS oder POD aufgebaut sind.
10. Verwendung eines mehrschichtigen Umlageschlauchs nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Schlauch für die Turboladerschmierung, für Kompressor-Schläuche, für Dieselpartikelfiltersysteme, für Kraftstoffschläuche und für Ölschläuche.
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