DE3717650A1

DE3717650A1 - Flexibler mehrschichtiger schlauch

Info

Publication number: DE3717650A1
Application number: DE19873717650
Authority: DE
Inventors: Katsushi Washizu
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1988-12-15
Also published as: GB2204932A; GB8711444D0; GB2204932B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Ausführungsform eines flexiblen mehrschichtigen Kunststoffschlauches, insbesondere mit einem relativ geringen Durchmesser, der weniger als 20 mm beträgt. Er ist besonders beständig gegen Öl, Chemikalien und Druck und ist gekennzeichnet durch seine Widerstandsfähigkeit gegen den Einfluß des inneren Flüssigkeitsstromes und einer Vielzahl von Substanzen, die mit der Außenseite in Berührung kommen. Gemäß diesen Hauptmerkmalen wird der flexible mehrschichtige Schlauch entsprechend der vorliegenden Erfindung als Versorgungselement für Öl, Gas und chemische Lösungen in einer Vielzahl von Maschinen und Einrichtungen, einschließlich Automobilen, verwendet.

Ein bekannter flexibler mehrschichtiger Schlauch dieser Art, zu der die vorliegende Erfindung gehört, ist in ihrem Aufbau in Fig. 4 gezeigt. Er besteht aus einem relativ dünnwandigen Innenschlauch 11 aus Polyamidharz (wie Nylon) oder Fluorkunststoff (wie Polytetrafluorethylen, bekannt als "Teflon"), einem Klebeband 13, das spiralförmig um die Außenseite 11′ des Innenschlauches 11 gewunden ist, einem Armierungsgeflecht 14 aus Gewebe oder einem Netz, das das Klebeband 13 umhüllt, und einem Außenschlauch 12, der durch Spritzgießen aus einem geschmolzenen Kunststoffmaterial gebildet wird.

Der bekannte flexible mehrschichtige Schlauch der oben genannten Art hat Nachteile. Die Windungen des Klebebandes 13, die von dem Armierungsgeflecht 14 umhüllt werden, und die Formung des Außenschlauches 12 durch Spritzgießen benötigen eine großdimensionale Vorrichtung und komplexe Maßnahmen, was unvermeidlich zu hohen Produktionskosten führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen flexiblen mehrschichtigen Schlauch zu schaffen, der sehr leicht und zu niedrigen Kosten ohne Verlust der Beständigkeit gegenüber Öl, Chemikalien und Druck hergestellt werden kann.

Um die genannten Nachteile zu beseitigen, wurden eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt, die zum Ergebnis führten, daß die o.g. Aufgabe durch einen Schlauch gelöst werden kann, der aus einem Innenschlauch und einem Außenschlauch aus hitzeschrumpfendem Material hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft also einen flexiblen mehrschichtigen Schlauch, der derart ausgebildet ist, daß ein Kunststoffinnenschlauch von einem Außenschlauch aus hitzeschrumpfendem Material umhüllt ist, wobei der Innenschlauch durch die Schrumpfkraft des Außenschlauches komprimiert wird.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen flexiblen mehrschichtigen Schlauches,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2 in einer anderen Ausführung, und

Fig. 4 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2 eines bekannten flexiblen mehrschichtigen Schlauches.

Erfindungsgemäß besteht der Innenschlauch aus einem flexiblen Kunststoff, der gegenüber Öl, Chemikalien und Druck beständig ist. Das kann beispielsweise ein Polyamid oder ein Fluorkunststoff sein. Geeignet sind z.B. Materialien wie Nylon-11 (z.B. "Rilsan"), Nylon-12 (z.B. "Daiamid" und "Grilamid") und Nylon-6 (z.B. "Amilan"). Zu Beispielen für den letzteren Kunststoff gehören Polytetrafluorethylen (z.B. "Teflon TFE"), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylencopolymer (z.B. "Neoflon FEP") und Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxyethylen copolymer (z.B. "Teflon PFA"), die handelsüblich verfügbar sind. Der Innenschlauch kann eine verhältnismäßig dünne Wandstärke und eine beliebige Länge aufweisen.

Der Außenschlauch besteht aus einem hitzeschrumpfenden Kunststoff, der beim Erhitzen in radialer Richtung in einem Verhältnis von 1,3:1 bis 4:1 schrumpft und der sich in Längsrichtung zu etwa 5 bis 10% ausdehnt oder zusammenzieht.

Wie der Innenschlauch soll dieser auch vorzugsweise aus einem flexiblen Material bestehen, das hochbeständig gegen Öl, Chemikalien und Druck ist. Derartige Materialien sind beispielsweise kreuzvernetzte Polyolefine, Fluorkunststoffe und synthetische Kautschuke. Letztere werden vorzugsweise dann verwendet, wenn ein Schlauch benötigt wird, der hohe Flexibilität, Federelastizität, Rückformvermögen, Knickfestigkeit und Verschleißfestigkeit aufweisen soll.

Das kreuzvernetzte Polyolefin weist eine dreidimensionale Netzwerkstruktur von Polymermolekülen auf. Diese wird erreicht durch Bestrahlen eines Polyolefins mit hochenergetischen Elektronenstrahlen und ist im Handel erhältlich unter der Warenbezeichnung "Penntube", "Insultite", "Thermofit Tube" und "Sumitube".

Zu Beispielen von hitzeschrumpfenden Fluorkunststoffen gehören Polytetrafluorethylen (wie "Teflon TFE"), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylencopolymer, Polytetrafluorethylen mit Perfluoralkoxygruppen, Ethylen-Tetrafluorethylencopolymer und Polyvinylidenfluorid.

Hitzeschrumpfende Schläuche, die daraus hergestellt sind, sind beispielsweise im Handel erhältlich unter der Warenbezeichnung "Penntube".

Zu Beispielen von hitzeschrumpfenden synthetischen Kautschuken gehören Chloroprenkautschuk (z.B. "Neoprene") und kreuzvernetzte Fluorkautschuke (z.B. "Viton"). Hitzeschrumpfende Schläuche, die daraus hergestellt sind, sind beispielsweise unter der Warenbezeichnung "Insultite" erhältlich.

Der erfindungsgemäße flexible mehrschichtige Schlauch wird nach folgenden Schritten hergestellt.

Zuerst wird der innere Schlauch 1 mit einer verhältnismäßig dünnen Wandung, dargestellt in Fig. 1, aus einem geeigneten Material hergestellt, das entsprechend dem beabsichtigten Verwendungszweck ausgewählt wird. Danach wird der Innenschlauch mit dem Außenschlauch überzogen, der einen geringfügig größeren Innendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Innenschlauches 1. Das Material des Außenschlauches wird entsprechend des beabsichtigten Verwendungszweckes ausgewählt. Schließlich wird die doppelwandige Schlauchanordnung mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 1 m/min durch einen Elektroofen geschickt, wobei er gerade gehalten wird. Der Elektroofen wird bis zu einer Temperatur erhitzt, bei welcher der Außenschlauch 2 schrumpft. Durch die Hitzeschrumpfung übt dann der Außenschlauch 2 einen Druck auf den Innenschlauch 1 aus.

In einer anderen Ausführungsform kann gemäß Fig. 3 eine Klebeschicht 3 zwischen dem Innenschlauch 1 und dem Außenschlauch 2 eingebracht sein. Zuvor kann die Klebeschicht mit geeigneten Mitteln auf die Außenseite 1, des Innenschlauches 1 aufgetragen werden. Es ist auch möglich, einen Außenschlauch zu verwenden, dessen Innenseite zuvor mit einem schmelzbaren Überzug oder einer Schmelzklebeschicht überzogen wurde. Zu Beispielen für die Kleber gehören Polyamidkleber und Polyvinylacetatkleber, die gewöhnlich für die Herstellung von mehrschichtigen Schläuchen verwendet werden, auf die sich die Erfindung erstreckt.

Der erfindungsgemäße flexible mehrschichtige Schlauch ist hochdruckresistent, weil der Außenschlauch infolge der Hitzeschrumpfung eine nach innen gerichtete Preßkraft auf den Innenschlauch ausübt. Die Hitzeschrumpfung kann auf einfache Weise bei Passieren der doppelwandigen Schlauchausführung durch einen Heizofen erzeugt werden. Der dünnwandige Innenschlauch kann leicht aus einem Polyamidharz oder Fluorkunststoff hergestellt werden und unter Anwendung einer kleindimensionierten Vorrichtung mit dem Außenschlauch in wenigen Verfahrensschritten überzogen werden kann. Der flexible mehrschichtige Schlauch ist hervorragend resistent gegen Öl und Chemikalien, die mit der Innen- und Außenseite in Kontakt kommen. Der Schlauch kann in beliebigen Längen und Durchmessern hergestellt werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein Innenschlauch mit 10 mm Außendurchmesser, 0,5 mm Wanddicke und 50 cm Länge aus Polytetrafluorethylen ("Teflon") wurde mit einem Außenschlauch überzogen, der 12,7 mm Innendurchmesser aufweist, 0,7 mm dick und 50 cm lang ist und aus kreuzvernetztem Polyolefin ("Insultite VFP-876") besteht. Die Schlauchanordnung wurde in gestreckter Form bei 120 bis 140°C und einer Geschwindigkeit von 1 m/min durch einen Elektroofen geschickt, um eine Hitzeschrumpfung zu erreichen. Hierdurch wurde ein mehrschichtiger Schlauch erhalten, wie er in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der mehrschichtige Schlauch ist flexibel und hervorragend in der Chemikalienresistenz und Druckresistenz. Er ist für die Förderung von alkoholischen Flüssigkeiten geeignet.

Beispiel 2

Ein Innenschlauch mit 4,6 mm Außendurchmesser, 0,3 mm Wanddicke und 50 cm Länge aus Polyamidharz (Nylon) ist mit einem Außenschlauch überzogen, der 6,4 mm Innendurchmesser, 0,9 mm Wanddicke und 50 cm Länge aufweist und aus Chloroprenkautschuk ("Neoprene") besteht. Die Schlauchanordnung wird in gestreckter Form bei 140 bis 150°C und einer Geschwindigkeit von 0,5 m/min durch einen Elektroofen geschickt, um eine Hitzeschrumpfung zu erreichen. Dieser mehrschichtige Schlauch ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Der mehrschichtige Schlauch ist flexibel und hervorragend hitzeresistent. Er ist zur Kraftstoffleitung im Motorraum eines Automobils geeignet.

Beispiel 3

Ein Innenschlauch mit einem Durchmesser von 7,0 mm, 0,8 mm Wanddicke und 50 cm Länge aus Polyamidharz (Nylon), der mit einer Polyamidkleberschicht überzogen ist, ist mit einem Außenschlauch überzogen, der 9,5 mm Innendurchmesser, 0,3 mm Wanddicke und 50 cm Länge aufweist und aus Polytetrafluorethylen besteht, das Perfluoralkoxygruppen an den Seitenketten ("Penntube PFA") aufweist. Die Schlauchanordnung wird in gestreckter Form bei 160 bis 170°C und einer Geschwindigkeit von 0,5 m/min durch einen Elektroofen geschickt, um eine Hitzeschrumpfung zu erreichen. Es wird ein mehrschichtiger Schlauch erhalten, der eine Klebeschicht zwischen dem Innenschlauch und dem Außenschlauch aufweist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der mehrschichtige Schlauch ist flexibel und ist an seiner Außenfläche hervorragend resistent gegenüber Chemikalien. Er ist für Gas, Vakuum und Kraftstoffleitungen im Motorraum eines Automobils geeignet, wo er von Batterieflüssigkeit, insbesondere von Schwefelsäure, angegriffen werden könnte.

Claims

1. Flexibler mehrschichtiger Schlauch, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenschlauch aus synthetischem Harz und ein Außenschlauch aus einem hitzeschrumpfenden Material vorgesehen ist, wobei der Innenschlauch durch die Schrumpfkraft des Außenschlauches zusammengepreßt ist.

2. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenschlauch aus einem synthetischen Harz, das in radialer Richtung in einem Verhältnis von 1,3:1 bis 4:1 schrumpft, und das sich in Längsrichtung zu 5 bis 10% ausdehnt oder zusammenzieht, hergestellt ist.

3. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenschlauch aus kreuzvernetzten Polyolefinharzen, Fluorkunststoffen oder synthetischen Kautschuken hergestellt ist.

4. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kreuzvernetzte Polyolefin durch Bestrahlen eines Polyolefins mit hochenergetischen Elektronenstrahlen unter Herstellung einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur durch die Kreuzvernetzung der Polymermoleküle hergestellt ist.

5. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorkunststoff Polytetrafluorethylen, ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylencopolymer, Polytetrafluorethylen mit Perfluoralkoxygruppen an den Seitenketten oder Polyvinylidenfluorid ist.

6. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Kautschuk ein Chloroprenkautschuk oder ein kreuzvernetzter Fluorkautschuk ist.

7. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschlauch aus einem Polyamidharz oder Fluorkunststoff besteht.

8. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamidharz Nylon-11, Nylon-12 oder Nylon-6 ist.

9. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorkunststoff Polytetrafluorethylen, ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylencopolymer oder ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxyethylencopolymer ist.

10. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klebeschicht zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch eingebracht ist.

11. Flexibler mehrschichtiger Schlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein Kleber auf der Basis von Polyamid oder ein Polyvinylacetat ist.