DE10140774B4

DE10140774B4 - Formschlauch

Info

Publication number: DE10140774B4
Application number: DE2001140774
Authority: DE
Inventors: Melanie Dr. Gräfen; Leopold Lederer; Lutz Dr. Wohlfarth
Original assignee: Metzeler Automotive Profiles GmbH; Volkswagen AG; Metzeler Automotive Profile Systems GmbH
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: DE10140774A1

Abstract

Formschlauch für den Kühl- oder Heizkreislauf eines Verbrennungsmotors mit einer Innenlage (11) aus einem vulkanisierbaren gummielastischen Material, einer hierauf aufgebrachten Verstärkungslage (12) aus einem Textilgestrick und einer Aussenlage (13) aus einem vulkanisierbaren gummielastischen Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilgestrick der Verstärkungslage (12) aus einem hochfesten Polyethylennaphtalat (PEN-Garn) besteht, dass das PEN-Garn wärmevorbehandelt ist, um einen Heissluftschrumpf bei 180°C/15 min. von 3.5 bis 0.8 zu erzielen, und dass das Textilgestrick 7 bis 12 Stiche pro 2,54 cm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Formschlauch für den Kühl- oder Heizkreislauf eines Verbrennungsmotors, der mit einer Innenlage aus einem vulkanisierbaren gummielastischen Material, einer hierauf aufgebrachten Verstärkungslage aus einem Textilgestrick und einer Aussenlage aus einem vulkanisierbaren gummielastischen Material versehen ist.

Derartige Formschläuche sind aus der DE 79 36 308 U1 bekannt. Bei der Herstellung wird zunächst ein Schlauch mit Verstärkungslage hergestellt. Nachfolgend wird der extrudierte Schlauch auf einen Dorn aufgezogen, um die gewünschte Formgebung des Schlauches zu erzielen. Anschliessend wird der Schlauch vulkanisiert.

Die in dem Formschlauch vorgesehene Verstärkungslage soll die Temperaturbeständigkeit insbesondere in dynamischer Hinsicht verbessern. Bekannt ist hierbei die Verwendung von Textilgestricken aus unterschiedlichen Garntypen. Für schwefelvernetzte EPDM-Mischungen werden beispielsweise Rayon-Garne eingesetzt. Für peroxidisch vernetzte Formschläuche Aramid und auch Polyester. Alle diese Garntypen haben verschiedene Vor- und Nachteile. So handelt es sich bei Rayon um ein Naturprodukt, welches durch Witterung, Mikrofungi, Hitze und chemische Substanzen beeinflusst wird. Darüber hinaus weist Rayon einen relativ hohen Schrumpf auf. Aramid-Garne sind für den Einsatz als gestrickte Textileinlage in Formschläuchen nicht für eine verbesserte Haftung präpariert. Polyester-Garne sind für schwefelvernetzte EPDM-Schlauchmischungen nicht empfehlenswert.

Weiterhin ist es aus der US 3,616,832 bekannt, ein Polyethylennaphthalat (PEN)-Garn als Verstärkungslage bei Reifen zu verwenden. Einen entsprechenden Hinweis gibt auch die DE 692 13 474 T2 . Im Zusammenhang mit Schläuchen ist es aus der letztgenannten Druckschrift bekannt, diese mit einer Verstärkungslage zu versehen, die aus Polyethylenterephthalat (PET) besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Formschlauch vorzuschlagen, der sich durch eine verbesserte dynamische Temperaturstabilität und somit durch ein verbessertes Langzeitverhalten auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Formschlauch der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Textilgestrick der Verstärkungslage aus einem hochfesten Polyethylennaphthalat(PEN)-Garn besteht. Das PEN-Garn ist erfindungsgemäss wärmevorbehandelt, um einen Heissluftschrumpf bei 180°C/15 min. von 3,5 bis 0,8 zu erzielen, wobei das Textilgestrick 7 bis 12 Stiche pro 2,54 cm (1 Zoll) aufweist.

Das erfindungsgemäss eingesetzte PEN-Gestrick führt zu einer besseren dynamischen Temperaturstabilität des Formschlauches. Darüber hinaus zeichnet sich der Formschlauch durch eine hohe Festigkeit und geringen Schrumpf aus. Von Vorteil ist weiterhin, dass das verwendete PEN-Garn eine sehr gute Haftung zu dem für die Innen- und Aussenlage verwendeten vulkanisierbaren gummielastischen Material aufweist. Des weiteren ist die Beständigkeit gegenüber Mischungsbestandteilen sehr hoch.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 6 hervor.

Vorteilhaft weist das PEN-Garn eine Fadenstärke (Titer) von 550 bis 2200 dtex auf. Hierbei variiert die Fadenstärke (Titer) mit dem Durchmesser des Formschlauches, der zwischen 6 bis 60 mm liegt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist das PEN-Garn einen Twist von 60 bis 120 t/m und/oder ein Modul von 16 bis 29 N/tex auf.

Um die dynamische Temperaturbeständigkeit zu erhöhen und insbesondere den Schrumpf möglichst gering zu halten, ist das PEN-Garn vorteilhafterweise in einer Fadenstreckanlage wärmebehandelt. Hierdurch wird erreicht, dass ein Heissluftschrumpf bei 180°C/15 min. von 3.5 bis 0.8 erzielt wird.

Um die Haftung des PEN-Garnes an dem gummielastischen Material zu verbessern, wird vorteilhaft eine Haftungsaktivierung des PEN-Garnes vorgesehen, wobei dieses insbesondere einer RFL-Behandlung unterzogen wird.

Vorteilhaft weist das Textilgewebe 7 bis 12 Stiche pro 2,54 cm (1 Zoll) auf, wobei der Maschinenkopf einer Strickmaschine 8 bis 32 Nadeln aufweist. Durch diese Strickparameter wird eine gute Durchgangshaftung der Innen- und Aussenlage des Formschlauches erzielt.

Als gummielastisches Material wird für die Innen- und Aussenlage vorteilhaft ein EPDM verwendet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt ist. Hierbei zeigen:
1 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Formschlauches mit teilweise entfernter Aussenlage beziehungsweise Verstärkungslage;
2 den Schnitt längs der Linie II-II in 1 und
3 einen Längsschnitt durch den auf einen Dorn aufgezogenen Formschlauch gemäss 1.
1 zeigt einen Formschlauch 10, der als Kühlwasserschlauch bei einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Der konstruktive Aufbau des Formschlauches 10 ist sowohl aus 1 als auch aus 2, die einen Schnitt längs der Linie II-II in 1 zeigt, ersichtlich.
Der Formschlauch 10 weist eine Innenlage 11 aus EPDM auf, deren Innenseite eine das Kühlwasser führende Innenöffnung 14 begrenzt. Auf die Aussenseite der Innenlage ist eine Verstärkungslage 12 aufgebracht, die aus einem Textilgestrick besteht. Die Verstärkungslage 12 ist von einer Aussenlage 13 aus EPDM umgeben.
Das Textilgestrick der Verstärkungslage 12 besteht aus einem Polyethylennaphthalat(PEN)-Garn, das als Multifilamentfaser vorliegt. Das PEN-Garn weist abhängig von dem Durchmesser des Formschlauches 10 eine Fadenstärke (Titer) von 550 bis 2200 dtex auf. Weiterhin ist eine RFL-Behandlung (Resorcin-Formaldehyd-Latex) vorgesehen, um die Adhäsion mit dem für die Innenlage 11 und die Aussenlage 13 verwendeten EPDM zu verbessern. Darüber hinaus ist das PEN-Garn der Verstärkungslage 12 wärmevorbehandelt, um einen Heissluftschrumpf bei 180°C/ 15 min. von 3.5 bis 0.8 zu erzielen.
Das PEN-Garn wird zu einem Textilgestrick verarbeitet, das 7 bis 12 Stiche pro 2,54 cm (1 Zoll) aufweist. Hierdurch wird eine gute Durchgangshaftung mit dem EPDM-Werkstoff der Innenlage 11 und der Aussenlage 13 erzielt.
Zur Herstellung des Formschlauches 10 wird zunächst ein Extrudat hergestellt, bei dem die gestrickte Verstärkungslage 12 online gefertigt ist. Unter einer Online-Fertigung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird verstanden, daß zunächst die Seele des Formschlauches extrudiert, sodann das Gestrick und abschließend die Decke hinzugefügt wird. Nachfolgend wird der extrudierte Schlauch auf einen die Formgebung bewirkenden Dorn 15 gezogen, wie in 3 zu erkennen ist. Anschließend wird eine Vulkanisation durchgeführt, um den fertigen Formschlauch 10 zu erhalten.
Durch die Verwendung eines Textilgestrickes aus hochfestem PEN-Garn wird eine höhere dynamische Temperaturstabilität und damit ein sehr gutes Langzeitverhalten des Formschlauches 10 erreicht. Weiterhin zeichnet sich das PEN-Garn durch eine gute Haftung auf EPDM-Werkstoff aus.

Claims

Formschlauch für den Kühl- oder Heizkreislauf eines Verbrennungsmotors mit einer Innenlage (11) aus einem vulkanisierbaren gummielastischen Material, einer hierauf aufgebrachten Verstärkungslage (12) aus einem Textilgestrick und einer Aussenlage (13) aus einem vulkanisierbaren gummielastischen Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilgestrick der Verstärkungslage (12) aus einem hochfesten Polyethylennaphtalat (PEN-Garn) besteht, dass das PEN-Garn wärmevorbehandelt ist, um einen Heissluftschrumpf bei 180°C/15 min. von 3.5 bis 0.8 zu erzielen, und dass das Textilgestrick 7 bis 12 Stiche pro 2,54 cm aufweist.
Formschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das PEN-Garn eine Fadenstärke (Titer) von 550 bis 2200 dtex aufweist.
Formschlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das PEN-Garn einen Twist von 60 bis 120 t/m und/oder ein Modul von 16 bis 29 N/tex aufweist.
Formschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das PEN-Garn zur Verbesserung der Haftung auf dem gummielastischen Material einer Haftungsaktivierung, insbesondere einer RFL-Behandlung, unterzogen ist.
Formschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilgestrick 7 bis 12 Stiche pro 2,54 cm bei 8 bis 32 Nadeln pro Maschinenkopf einer Strickmaschine aufweist.
Formschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als gummielastisches Material ein EPDM verwendet wird.