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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein gewelltes Harzrohr, das bspw.
für Kühlwasserschläuche von
Automobilen geeignet ist.
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Gummischläuche wurden
im allgemeinen für
Kühlwasserschläuche von
Automobilen verwendet, da die Gummischläuche flexibel in eine Form
gemäß der Anordnung
einer Maschine bzw. eines Motors und eines Kühlers gebogen werden können und
die relative Versetzung der Maschine und des Kühlers aufgrund von Vibrationen
während
der Fahrt der Automobile absorbieren können.
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Gummischläuche sind
jedoch schwer und schwierig zu handhaben und wenn diese mit Maschinen oder
Kühlern
verbunden werden, ist es erforderlich, diese mit Schlauchschellen
zu befestigen, wobei ein Problem besteht, dass die Funktionseffizienz
für eine
Installation gering ist.
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Auf
der anderen Seite waren Kunststoffrohre aus einem thermoplastischen
Harz oder dergleichen bekannt. Unter diesen waren welche mit einem
gewellten Abschnitt bekannt, wobei der Querschnitt entlang deren axialer
Richtung eine wellige und unebene Konfiguration hat.
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Ein
solches Kunststoffrohr ist vorteilhaft, da es wesentlich leichter
als Gummischläuche
ist, wobei seine Handhabungseigenschaften ausgezeichnet sind, und
da ein harziger Verbinder integral bzw. einstückig bei dem Endabschnitt des
Kunststoffrohrs geformt werden kann, durch den das Kunststoffrohr
an die Rohrleitung der Maschine oder des Kühlers mit einem Griff angebracht
werden kann. Daher ist das Kunststoffrohr angesichts seiner ausgezeichneten
Funktionseffizienz bei einer Installation vorteilhaft.
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Wenn
das Kunststoffrohr mit dem gewellten Abschnitt jedoch als ein Kühlwasserschlauch
verwendet wird, gibt es ein Problem, dass das Rohr dazu neigt, sich
bei dem gewellten Abschnitt aufgrund des Temperaturanstiegs eines
Kühlmittels
und des Anwachsens des internen Drucks auszudehnen. Wenn das Rohr
sich ausdehnt, wird die Absorption einer Versetzungsvibration als
die Funktion, die dem gewellten Abschnitt eigen ist, beeinträchtigt,
und das ausgedehnte Rohr kann in Berührung mit anderen Vorrichtungen
in einem Maschinenraum kommen und unerwünschte Löcher können entstehen, wodurch keine
ausreichende Zuverlässigkeit erreicht
werden kann.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wurden Rohre mit einem Aufbau, bei dem die Rippen eines gewellten Abschnitts
teilweise zusammengeklappt oder benachbarte Rippen eines gewellten
Abschnitts teilweise verbunden sind, vorgestellt. Selbst bei einem
derartigen Aufbau ist es jedoch unmöglich, wirksam die Ausdehnung des
Rohrs zu verhindern, wenn das Rohr als Kühlwasserschlauch oder dergleichen
verwendet wurde.
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Andererseits
wird in der Druckschrift JP-A-7-214690 ein Kühlwasserschlauch mit einer
inneren Schicht, einer Haftschicht und einer äußeren Schicht vorgestellt,
bei dem die äußere Schicht
teilweise aus einem glasfaserverstärkten thermoplastischen Harz
gefertigt ist. Dieser Kühlwasserschlauch
weist einen gewellten Abschnitt auf, wobei die äußere Schicht dieses gewellten
Abschnitts keine Glasfasern enthält
und jeder der geraden Rohrabschnitte, der an beiden Seiten des gewellten
Abschnitts angeordnet ist, eine äußere Schicht, die
aus einem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Harz gefertigt ist, aufweist.
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Bei
einem solchen Kühlwasserschlauch
ist es jedoch, da der gewellte Abschnitt nur aus einem thermoplastischen
Harz gefertigt ist, das keine Glasfasern enthält, wenn die Temperatur eines
Kühlmittels
und der interne Druck erhöht
werden, unmöglich,
die Verlängerung
bzw. Ausdehnung des Rohrs bei dem gewellten Abschnitt zu verhindern.
Außerdem
gibt es, da die äußeren Schichten
der geraden Rohrabschnitte aus einem thermoplastischen Harz gefertigt
sind, das Glasfasern enthält,
ein Problem, dass, wenn ein harziger Verbinder oder dergleichen
integral mit dem Rohr bei dem Endabschnitt des Rohrs gebildet ist,
keine ausreichende Bindungskraft zwischen dem Verbinder und dem
Schlauch erhalten werden kann.
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Ein
Kühlmittelkanal
mit Merkmalen ähnlich
denjenigen der Druckschrift JP-A-7-214690 ist in der Druckschrift
US-A-5560398 (auf
der der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert) beschrieben.
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Folglich
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein gewelltes Harzrohr
mit einem gewellten Abschnitt bereitzustellen, bei dem ein Biegevorgang
möglich
gemacht ist, eine Vibrationsabsorptionseigenschaft gewährleistet
werden kann und gleichzeitig eine Ausdehnung aufgrund von Wärme oder
Druck wirksam verhindert werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein gewelltes Harzrohr bereit, das
in zumindest einem Teil einer axialen Richtung des Rohr einen gewellten
Abschnitt mit einem welligen Querschnitt entlang der axialen Richtung und
zumindest eine harzige bzw. harzreiche Schicht aus einem thermoplastischen
Harz oder einem thermoplastischen Elastomer aufweist, da durch gekennzeichnet,
dass der gewellte Abschnitt zumindest eine faserverstärkte Schicht
aus einem thermoplastischen Harz oder einem thermoplastischen Elastomer
umfasst, die anorganische Fasern aufweist, wobei der Gehalt der
anorganischen Fasern in der faserverstärkten Schicht in einem Bereich
von 5 bis 20 Gewichtsprozent liegt und die Dicke der faserverstärkten Schicht
zwischen 30 und 70% der gesamten Dicke des Rohrs liegt, und dadurch,
dass die zumindest eine harzige Schicht keine anorganischen Fasern
enthält
oder anorganische Fasern in einer Menge enthält, die geringer als die Menge
in der faserverstärkten
Schicht ist, wobei diese Schichten geschichtet bzw. laminiert sind
und zumindest die äußerte Schicht
die harzige Schicht ist.
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Gemäß der vorstehenden
Erfindung wird durch Bereitstellen einer faserverstärkten Schicht
als eine innere Schicht, die aus einem thermoplastischen Harz oder
einem thermoplastischen Elastomer gefertigt ist, die anorganische
Fasern enthält,
wenn diese bspw. auf Kühlwasserschläuche angebracht
wird, die Flexibilität des
gewellten Abschnitts nicht wesentlich beeinträchtigt, wobei die Ausdehnung
des gewellten Abschnitts selbst bei hohen Temperaturen und hohen
Druckbedingungen verhindert werden kann, und die Aussetzung bzw.
Bloßlegung
von Faserstrukturen bei der äußersten
Oberfläche
der äußeren Schicht
aufgrund des Vorhandenseins von verstärkten Fasern kann verhindert
werden, wodurch das Erscheinungsbild, das Hand- bzw. Berührungsempfinden
und die Struktur bzw. das Gewebe verbessert werden können. Außerdem können, da
sowohl die faserverstärkte
Schicht als auch die harzige Schicht hauptsächlich aus einem thermoplastischen
Harz oder einem thermoplastischen Elastomer gefertigt sind, diese
durch ein Verfahren hergestellt werden, das für eine Massenproduktion geeignet
ist, wie bspw. ein Extrusions- bzw.
Strangpressverfahren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bildet die faserverstärkte
Schicht eine Zwischenschicht und die harzigen Schichten bilden innere
und äußere Schichten.
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In
dieser Ausführungsform
sind, da das gewellte Rohr aus drei Schichten besteht, wobei die
Zwischenschicht, die durch die faserverstärkte Schicht gebildet ist,
zwischen der inneren und äußeren Schicht
gelegt ist, die durch die harzigen Schichten gebildet sind, nicht
nur die äußerste Oberfläche sondern
auch die innerste Oberfläche
glatt bzw. gleichmäßig gemacht,
wodurch ein Widerstand eines internen Fluids verringert werden kann.
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In
einer weiteren Ausführungsform
bildet die harzige Schicht eine äußere Schicht
und die faserverstärkte
Schicht bildet eine innere Schicht.
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In
dieser Ausführungsform
gibt es, da das gewellte Rohr aus zwei Schichten besteht, d.h. die äußere und
innere Schicht, einen Vorteil, dass die Produktion einfach gehalten
werden kann.
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Bei
dem gewellten Harzrohr gemäß der Erfindung
liegt der Gehalt der anorganischen Fasern in der faserverstärkten Schicht
zwischen 5 und 20 Gewichtsprozent. Sowohl ein Verhindern eines Ausdehnens
des gewellten Abschnitts als auch eine Flexibilität des Rohrs
sind unter hohen Temperatur- und
hohen Druckbedingungen möglich,
während
gleichzeitig die Biegeeigenschaft bzw. das Biegevermögen nicht
beeinträchtigt ist.
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Bei
dem gewellten Harzrohr gemäß der Erfindung
liegt die Dicke der faserverstärkten
Schicht zwischen 30 und 70% der gesamten Dicke. Eine Ausdehnung
des gewellten Abschnitts unter hohen Temperatur- und hohen Druckbedingungen
kann wirksam verhindert werden und gleichzeitig werden das Biegevermögen und
die Vibrationsabsorption bei dem gewellten Abschnitt nicht beeinträchtigt.
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Vorzugsweise
ist bei zumindest einem Endabschnitt des gewellten Harzrohrs ein
harziger Verbinder integral bzw. einstückig mit dem gewellten Harzrohr
gebildet bzw. geformt, indem ein Gatter bzw. Durchgang nahe dem
Umfang einer äußersten
Schicht bereitgestellt wird, die durch die harzige Schicht und Spritzgießen eines
Harzes gebildet ist, für
den Verbinder, um ein gewelltes Harzrohr mit dem integral geformten
harzigen Verbinder zu bilden.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
das gewellte Rohr mit den Rohrleitungen von Maschinen oder Kühlern mit
dem harzigen Verbinder mit einem Griff zu verbinden, und durch integrales
Formen des harzigen Verbinders mit dem Rohr kann Luftundurchlässigkeit
gewährleistet
werden. Außerdem
ist in dem gewellten Harzrohr der vorliegenden Erfindung, da die äußerste Schicht
durch eine harzige Schicht gebildet ist, wenn der harzige Verminder
integral geformt ist, eine Haftwirkung zwischen dem Verbinder und
dem Rohr ausgezeichnet.
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Außerdem bildet,
wenn ein Gatter nahe dem Umfang der äußersten Schicht vorgesehen
ist, die aus der harzigen Schicht gefertigt ist, und ein Harz für einen
Verbinder spritzgegossen ist, die faserverstärkte Schicht, die bei der Innenseite
der äußersten
Schicht vorgesehen ist, eine Schicht, wobei die anorganischen Fasern,
die nicht gegenüber
einem thermischen Effekt bei dem Niveau von 300°C empfindlich sind, kompliziert verwickelt,
wodurch die Form ohne Verformung gehalten werden kann, und es ist
möglich,
die Bildung eines teilweise dünnen
und schwachen Abschnitts in der Rohrwand zu verhindern.
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Vorzugsweise
wird das gewellte Harzrohr für
einen Kühlwasserschlauch
eines Automobils verwendet. Daher kann der Kühlwasserschlauch mit geringem
Gewicht gefertigt werden und die Funktions- bzw. Betriebseffizienz
für eine
Installation kann verbessert werden und gleichzeitig ist es, selbst
wenn das interne Kühlmittel
eine hohe Temperatur und einen hohen Druck annimmt, möglich, die
Ausdehnung und Verformung des Schlauchs zu unterdrücken bzw.
zu verhindern.
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Vorzugsweise
sind die anorganischen Fasern Glasfasern. Durch Verwendung von Glasfasern
kann die Ausdehnung des gewellten Abschnitts bei hoher Temperatur
und hohen Druckbedingungen wirksam verhindert werden und gleichzeitig
ist das Material kostengünstig
und daher wirtschaftlich bzw. ökonomisch.
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Weiterhin
ist als thermoplastisches Harz, das für die innere Schicht verwendet
wird, ein thermoplastisches Elastomer des Olefintyps oder ein thermoplastisches
Harz bevorzugt. Durch Verwendung dieses Materials kann Flexibilität bei dem
gewellten Rohr erreicht werden und gleichzeitig kann eine Lösungsmittelbeständigkeit
dem Kühlmittel
oder dergleichen, das bspw. Ethylenglykol enthält, vermittelt werden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft und
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die eine Ausführungsform
eines gewellten Harzrohrs der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
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2 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht, die eine vergrößerte Darstellung
von Teil A in 1 wiedergibt.
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3 zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die ein Verfahren für
den Test einer Last unter Spannung darstellt.
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4 zeigt
eine erläuternde
Ansicht, die ein Verfahren für
den Test einer Last beim Biegen darstellt.
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5 zeigt
einen Graphen, der Ergebnisse des Tests einer Last unter Spannung
bei 120°C
(Test für Kriechverhalten
eines Rohrs) wiedergibt.
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6 zeigt
einen Graphen, der Ergebnisse einer Last beim Biegen bei 120°C (Test für Flexibilität eines Rohrs)
wiedergibt.
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7 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
des gewellten Harzrohrs der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
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8 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht einer Form, wenn ein harziger
Verbinder integral mit dem gewellten Harzrohr der vorliegenden Erfindung
geformt wird.
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9 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht, die den Zustand in der Nähe des Gatters
bzw. Durchgangs wiedergibt, wenn der harzige Verbinder integral
mit dem gewellten Harzrohr spritzgegossen wird, wobei (A) ein Zustand
nach Spritzgießen
ist, wenn keine faserverstärkte
Schicht vorgesehen ist, und (B) ein Zustand nach Spritzgießen ist,
wenn eine faserverstärkte
Schicht vorgesehen ist.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand wiedergibt, wenn
ein harziger Verbinder in dem gewellten Harzrohr der vorliegenden
Erfindung vorgesehen ist.
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11 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand wiedergibt, nachdem
ein Kühlmittel durch
das gewellte Harzrohr gelangt ist und ein Erwärmen und eine Druckbeaufschlagung
durchgeführt
werden, wobei (A) ein gewelltes Harzrohr mit einer faserverstärkten Schicht
der vorliegenden Erfindung zeigt und (B) ein gewelltes Rohr ohne
faserverstärkte
Schicht zeigt.
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1 und 2 zeigen
eine Ausführungsform
des gewellten Harzrohrs der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die ein gewelltes
Harzrohr wiedergibt. 2 zeigt eine Querschnittsansicht,
wobei Teil A in 1 vergrößert ist.
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Das
gewellte Rohr 10 besteht aus drei Schichten, d. h. eine
Zwischenschicht 11, die aus einem thermoplastischen Harz
oder einem thermoplastischen Elastomer gefertigt ist, die anorganische
Fasern enthält, eine
innere Schicht 12, die mit der inneren Seite der Zwischenschicht 11 verbunden
und aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem thermoplastischen
Harz gefertigt ist, und einer äußeren Schicht 13,
die mit der äußeren Seite
der Zwischenschicht 11 verbunden und aus einem thermoplastischen
Elastomer oder einem thermoplastischen Harz gefertigt ist. Hierbei
kann zumindest eine oder beide der inneren Schicht 12 und
der äußeren Schicht 13 durch
Schichten bzw. Laminieren in einer Mehrzahl von Schichten gebildet
sein. Die Zwischenschicht 11 bildet die faserverstärkte Schicht
in der vorliegenden Erfindung und die innere Schicht 12 und die äußere Schicht 13 bilden
die harzigen Schichten in der vorliegenden Erfindung.
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Als
die anorganischen Fasern der Zwischenschicht 11 können bspw.
Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Metallfasern verwendet werden.
Glasfasern werden angesichts des wirtschaft lichen Standpunkts oder dergleichen
bevorzugt verwendet. Als die anorganischen Fasern können Endlosfasern
verwendet werden. Unter Berücksichtigung
bspw. der Formbarkeit ist es jedoch bevorzugt, solche zu verwenden,
die in eine Größe bei einem
Niveau von 1 bis 50 Millimeter geschnitten sind. Als ein Verfahren
zum Aufnehmen der anorganischen Fasern in das thermoplastische Harz
können
verschiedene Verfahren verwendet werden, bspw. ein Verfahren, das
Kügelchen
bzw. Pellets verwendet, die durch Mischen der anorganischen Fasern
und eines pulverförmigen
thermoplastischen Harzes gebildet sind, und durch Erwärmen und
Kneten der Mischung mit einem Extruder oder dergleichen, und ein
Verfahren, das als ein Material ein präimprigniertes Material bzw.
Prepreg verwendet, das durch Imprägnieren eines vorläufig geschmolzenen
thermoplastischen Harzes in Bündel von
anorganischen Fasern erhalten wird und durch Schneiden dieser in
eine vorgegebene Länge.
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Als
das thermoplastische Harz für
die Zwischenschicht 11 können thermoplastische Harze,
die im allgemeinen für
ein faserverstärktes
thermoplastisches Harz (FRTP) verwendet werden, bspw. Polypropylen,
Polyamid und Polyethylentherephthalat verwendet werden.
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Außerdem können, wenn
das faserverstärkte
thermoplastische Elastomer für
die Zwischenschicht 11 verwendet wird, verschiedene thermoplastische
Elastomere, wie bspw. ein Styrentyp, ein Olefintyp, ein Vinylchloridtyp,
ein Amidtyp und ein Estertyp verwendet werden. Als ein Verfahren
zum Aufnehmen dieser, kann ein Verfahren, bei dem ein thermoplastisches
Harz, das anorganische Fasern enthält, und ein thermoplastisches
Elastomer, das keine anorganischen Fasern enthält, vermischt werden, vorzugsweise
verwendet werden.
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Außerdem misst
der Gehalt an anorganischen Fasern in der Zwischenschicht 11 zwischen
5 und 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent.
Wenn der Gehalt der anorganischen Fasern geringer als 5 Gewichtsprozent
ist, kann kein ausreichender Effekt zum Verhindern der Ausdehnung
unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen erreicht werden. Wenn
dieser 20 Gewichtsprozent übersteigt,
neigt die Flexibilität
des gewellten Rohrs dazu, verringert zu werden, und daher werden
die Biegeeigenschaften und Vibrationsabsorption verringert.
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Als
die innere Schicht 12 und äußere Schicht 13 kann
ein thermoplastisches Elastomer oder ein thermoplastisches Harz
verwendet werden, wie vorstehend erwähnt ist. Als das thermoplastische
Harz in diesem Fall kann bspw. Polypropylen, Polyamid und Polyethylenterephthalat
verwendet werden.
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Weiterhin
können
als das thermoplastische Elastomer, verschiedene thermoplastische
Elastomere, bspw. ein Styrentyp, ein Olefintyp, ein Vinylchloridtyp,
ein Amidtyp und ein Estertyp verwendet werden. Insbesondere ist
ein thermoplastisches Elastomer des Olefintyps mit einem Olefintypharz
als hartes Segment und ein Gummi des Olefintyps als ein weiches
Segment am meisten bevorzugt. Als ein solches thermoplastisches Elastomer
kann bspw. "Asahi
Kasei TPV" (Handelsname,
hergestellt durch Asahi Chemical Industry Co., Ltd.), "Santoprene" (Handelsname, hergestellt
durch AES Japan K.K.), "Sumitomo
TPE" (Handelsname,
hergestellt durch Sumitomo Chemical Co., Ltd.), "Milastomer" (Handelsname, hergestellt durch Mitsui
Sekiyu Kagaku Kogyo K.K) und "Oleflex" (Handelsname, hergestellt
durch Nippon Polyolefin K.K.) verwendet werden.
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Als
die innere Schicht 12 kann ein thermoplastisches Elastomer
des Olefintyps vorzugsweise verwendet werden, um die Flexibilität dem gewellten
Rohr zu vermitteln und gleichzeitig die Lösungsmittelbeständigkeit
bspw. gegen ein Kühlmittel,
dass z.B. Ethylenglykol enthält,
zu vermitteln. Außerdem
kann als die äußere Schicht 13 ein
thermoplastisches Elastomer des Olefintyps, ein Polyamid oder Polypropylen
vorzugsweise eingesetzt werden. Die innere Schicht 12 und
die äußere Schicht 13 sind
nicht notwendigerweise auf eine Schicht begrenzt, die keine anorganischen
Fasern enthält,
und können
anorganische Fasern enthalten, soweit deren Gehalt niedriger als
derjenige der Zwischenschicht 11 ist.
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Die
Dicke der Zwischenschicht 11 liegt vorzugsweise zwischen
30 und 70% der gesamten Dicke. Wenn die Dicke der Zwischenschicht 11 geringer
als 30% der Gesamtdicke ist, kann kein ausreichender Effekt zum
Verhindern einer Ausdehnung unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen
erreicht werden, und wenn diese 70% übersteigt, neigt die Flexibilität des gewellten
Rohrs dazu, sich zu verringern, und daher werden die Biegeeigenschaft
und Vibrationsabsorption verringert werden.
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Die
Dicke der inneren Schicht 12 und äußeren Schicht 13 ist
nicht besonders begrenzt. Relativ zu der Gesamtdicke liegt die Dicke
der inneren Schicht 12 jedoch vorzugsweise zwischen 30
und 50% und die Dicke der äußeren Schicht 13 liegt
zwischen 10 und 20%. Es ist bevorzugt, dass die Dicke jeder Schicht
geeignet durch den Durchmesser des gewellten Rohrs, die Gesamtdicke
oder dergleichen gesteuert ist.
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Das
gewellte Rohr 10 hat an einem dazwischenliegenden Abschnitt
in seiner axialen Richtung einen gewellten Abschnitt 14 mit
einem welligen Querschnitt entlang der axialen Richtung. In dieser
Ausführungsform
hat der gewellte Abschnitt 14 eine Konfiguration von sogenannten
Balgen bzw. Falten, wobei im Erscheinungsbild ein ringförmig ausgeweiteter
Kammabschnitt 14a und ein sich ringförmig vertiefender Muldenabschnitt 14b sich
wechselweise mit einem vorgegebenen Abstand wiederholen. In diesem
Fall ist der Abstand P des Kammabschnitts 14a und des Muldenabschnitts 14b vorzugsweise
zwischen 0,1 und 0,3 mal dem äußeren Durchmesser
des Rohrs und die Höhe
h des Kammabschnitts 14a ist vorzugsweise zwischen 0,05
und 0,15 mal dem äußeren Durchmesser
des Rohrs.
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Der
Kammabschnitt 14a und der Muldenabschnitt 14b können in
einer Spiralform gebildet sein und können bei einem Teil der umfänglichen
Richtung gebildet sein. Insbesondere der gewellte Abschnitt 14 kann derjenige
sein, dessen Querschnitt entlang der axialen Richtung eine wellige
Konfiguration bei irgendeinem Abschnitt in der axialen Richtung
hat, wodurch eine Biegeeigenschaft zu jeder Richtung vermittelt
wird. Derjenige mit einer Konfiguration von Balgen, wie in 1 gezeigt
ist, ist am bevorzugtesten, da dieser sich frei in jede beliebige
Richtung des gesamten Umfangs biegen kann.
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Da
das gewellte Rohr der vorliegenden Erfindung im wesentlichen aus
einem thermoplastischen Elastomer oder einem thermoplastischen Harz
gefertigt ist, kann es durch verschiedene Verfahren hergestellt
werden, wie bspw. ein Strangpressverfahren oder ein Blasverfahren.
Vom Standpunkt der Produktivität
aus betrachtet ist jedoch ein Strangpressverfahren insbesonders
bevorzugt eingesetzt. Insbesondere kann ein Verfahren verwendet
werden, bei dem Harzmaterialien für die innere Schicht 12,
die Zwischenschicht 11 und die äußere Schicht 13 zur
selben Zeit von jeder der Formen bzw. Pressmatrizen eines Extruders
mit drei Schlitzen extrudiert werden, diese werden unmittelbar miteinander verbunden,
um ein Rohr mit einem dreischichtigen Aufbau zu bilden, und dieses
Rohr wird mit einem Paar von Formen, die eine endlose band- bzw.
gurtartige Form haben und das drehbar übertragen wird, gepresst, und
die umfängliche
Wand des Rohrs wird gegen die inneren Flächen der Formen durch Druck
von der Innenseite und/oder Ansaugen von der Außenseite gepresst, um einen
gewellten Abschnitt 14 bei zumindest einem Teil in der
axialen Richtung zu bilden. Solch ein Formverfahren ist im Detail
bspw. in den japanischen Patenten Nr. 287395 und JP-B-62-47699 beschrieben.
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Das
gewellte Rohr der vorliegenden Erfindung kann bspw. für Kühlwasserschläuche für Automobile sowie
für Luftleitungen,
Füllerrohre
und dergleichen verwendet werden. Dieses gewellte Rohr ist leichter
als Gummirohre und durch die Bereitstellung des Verbindungsabschnitts
bei dem Endabschnitt kann es einfach installiert werden. Weiterhin
ist es durch Bereitstellung des gewellten Abschnitts bei zumindest
einem Teil in der axialen Richtung es möglich, eine Biegeneigenschaft
und eine Vibrationsabsorption ähnlich
wie bei Gummirohren zu vermitteln. Da das gewellte Rohr aus einer
Mehrzahl von Schichten und einer Zwischenschicht mit einem thermoplastischen
Harz oder einem thermoplastischen Elastomer besteht, das anorganische
Fasern enthält,
ist es, selbst wenn es unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen
wie im Falle von Kühlwasserschläuchen verwendet
wird, es außerdem
möglich,
die Ausdehnung des gewellten Abschnitts zu verhindern und eine ausreichende
Beständigkeit
zu vermitteln.
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7 zeigt
eine weitere Ausführungsform
des gewellten Harzrohrs der vorliegenden Erfindung. Dieses gewellte
Harzrohr 30 ist aus zwei Schichten gebildet, einer äußeren Schicht,
die aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem thermoplastischen
Harz gebildet ist, und einer inneren Schicht 32, die aus
einem thermoplastischen Harz oder einem thermoplastischen Elastomer
hergestellt ist, das anorganische Fasern enthält. Der Rest des Aufbaus ist
derselbe wie bei den Ausführungsformen,
die in 1 und 2 gezeigt sind. In dieser Ausführungsform
ist es auch, da die innere Schicht 32 aus einer faserverstärkten Schicht
gefertigt ist, möglich,
die Ausdehnung des gewellten Abschnitts unter hohen Temperatur und
hohen Druckbedingungen zu verhindern. Zwischen der äußeren Schicht 31 und
der inneren Schicht 32 kann eine Haftschicht vorgesehen sein,
um die Haftung der beiden Schichten zu verbessern. Außerdem ist
die äußere Schicht 31 nicht
auf eine Schicht beschränkt,
die keine anorganischen Fasern enthält, sondern kann eine Schicht
sein, die anorganische Fasern in einer Menge enthält, die
geringer ist als diejenige der inneren Schicht 32.
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8 zeigt
einen Querschnitt einer Form, wenn ein harziger Verbinder integral
bei der Herstellung des gewellten Harzrohrs der vorliegenden Erfindung
gebildet wird.
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Diese
Form hat ein Paar von Formkörpern
bzw. Düsenplatten 41, 42 und
einen Kernkörper 43.
Die Düsenplatten 41, 42 können geöffnet und
geschlossen werden und ein Hohlraum 48 ist zwischen dem
Kernkörper 43 und
dem gewellten Harzrohr 30 gebildet. Die Bezugsziffer 44 in 8 zeigt
einen Durchgang zum Einspritzen eines thermoplastischen Harzes.
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Der
Kernkörper 43 hat
eine sich verjüngende
bzw. zulaufende zylindrische Form, wobei der Durchmesser schrittweise
verringert ist. Bei dem Umfang von dessen Vorder- und Endabschnitt
ist ein bewegbarer Ring 45 lose angepasst und bei der oberen
Endoberfläche
des bewegbaren Rings 45 ist eine Fixierplatte 46 angeordnet,
in der die Mitte der Fixierplatte 46 an den Kernkörper 43 mit
einer Schraube 47 befestigt ist. Die untere Endfläche des
bewegbaren Rings 45 ist gegen einen Stufen- bzw. Absatzabschnitt 56 des
Kernkörpers 43 mit
der Fixierplatte 46 gedrückt.
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Der
Endabschnitt des gewellten Harzrohrs 30 ist um den Umfang
des bewegbaren Rings 45 eingesetzt und in den Hohlraum 48 durch
im Durchmesser verringerte Abschnitte 41a, 42a der
Düsenkörper 41, 42 eingeführt. Das
gewellte Harzrohr 30 ist mit dem bewegbaren Ring 45 und
den im Durchmesser verringerten Abschnitten 41a, 42a geklemmt,
um den Hohlraum 48 abzudichten. Bei den oberen Eckabschnitten
der im Durchmesser verringerten Abschnitte 41a, 42a ist
ein zulaufender Abschnitt gebildet, um den Einführvorgang des gewellten Harzrohrs 30 einfach
zu gestalten.
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In
diesem Zustand ist, wenn ein Harzmaterial (ein faserverstärktes thermoplastisches
Harz oder dergleichen) zum Bilden eines Verbinders von dem Durchgang
eingespritzt wird, das Harzmaterial in den Hohlraum 48 eingefüllt, und
ein Verbinder ist integral bei dem Umfang des Endabschnitts des
gewellten Harzrohrs 30 geformt.
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9 zeigt
eine vergrößerte Ansicht,
die einen Zustand darstellt, in dem das Harzmaterial von dem Durchgang 44 eingespritzt
wird und (A) zeigt einen Fall, der ein gewelltes Harzrohr 50 verwendet,
das eine äußere Schicht 51 und
eine innere Schicht 52 umfasst, wobei beide Schichten aus
einem thermoplastischen Harz gefertigt sind, das keine verstärkten Fasern
enthält,
und (B) zeigt einen Fall, der ein gewelltes Rohr 30 verwendet,
das eine äußere Schicht 31,
die aus einem thermoplastischen Harz gefertigt ist, das keine verstärkten Fasern
enthält,
und eine innere Schicht 32, die aus einem thermoplastischen
Harz gefertigt ist, das verstärkte
Fasern enthält,
umfasst.
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Wie
in (A) in dieser Darstellung gezeigt ist, kann bei dem gewellten
Rohr 50 mit keiner faserverstärkten Schicht das Harz, das
von dem Durchgang 44 eingespritzt wird, manchmal im wesentlichen
die Wand des gewellten Rohrs 50 verformen, wodurch das
Rohr lokal bis zu einem großen
Maße geschwächt wird.
Im Gegensatz wird, wie in (B) in dieser Darstellung gezeigt ist,
bei dem gewellten Rohr 30, bei dem die innere Schicht 32 eine
faserverstärkte
Schicht ist, selbst wenn das Harz von dem Durchgang 44 eingespritzt
wird, die innere Schicht 32 niemals dünn und ihre Konfiguration wird
bewahrt. Außerdem
ist es, da die Stärke
des gewellten Rohrs hauptsächlich
von der inneren Schicht abhängt,
selbst wenn die äußere Schicht 31 dünn wird,
möglich, das
gewellte Rohr 30 davor zu bewahren, lokal geschwächt zu werden.
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10 zeigt
ein gewelltes Harzrohr der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Verbinder
integral durch das in 9 gezeigte Verfahren geformt
ist. Dieses gewellte Harzrohr 60 hat einen gewellten Abschnitt 14 an seinem
Zwischenausschnitt und harzige Verbinder 61 sind an beiden
Endabschnitten durch integrales Formen gebildet.
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Dieses
gewellte Rohr 60 kann durch einen Griff nur durch Befestigen
des harzigen Verbinders 61 mit dem Rohr einer Maschine
oder eines Kühlers
verbunden werden, wodurch die Funktionseffizienz beim Installieren
merklich verbessert werden kann.
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Beispiel 1
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Ein
gewelltes Harzrohr 10 mit dem Aufbau der 1 und 2 mit
einem gewellten Abschnitt 14 bei dem Zwischenabschnitt
wurde vorbereitet, vorausgesetzt, dass die innere Schicht 12,
die Zwischenschicht 11 und die äußere Schicht 13 wie
in der folgenden Tabelle 1 angezeigt gebildet sind und das Rohr
einen Durchmesser von 19 mm und eine Länge von 250 mm hatte. Bei dem
gewellten Abschnitt 14 war der Abstand P der Kammabschnitte 14a und
der Muldenabschnitte 14b 4,5 mm, die Höhe h des Kammabschnitts 14a betrug
2,0 mm und die Länge
des gewellten Abschnitts 14 betrug 100 mm.
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Die
Zwischenschicht 11 wurde durch Vermischen von hundert Gewichtsanteilen
von glasfaserverstärktem
Polyamid 6 in der Form von Pellets (Glasfasergehalt: 20%, Handelsname: "Amilan CM1046-K4", hergestellt durch
Toray Co.) und hundert Gewichtsanteile von Polyamid 6 (Handelsname: "Grilon R47WNZ", hergestellt durch
EMS Japan, K.K.) erhalten, so dass der Glasfasergehalt 10 Gewichtsprozent
insgesamt beträgt.
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Vergleichendes Beispiel
1
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Ein
gewelltes Rohr wurde auf dieselbe Weise wie bei der Vorbereitung
des gewellten Rohrs in Beispiel 1 vorbereitet, vorausgesetzt, dass
die Zwischenschicht 11 lediglich durch Verwendung von Polyamid
6 (Handelsname: "Grilon
R47WNZ", hergestellt
durch EMS Japan, K.K.) ohne Aufnehmen von Glasfasern vorbereitet wurde,
wie in Tabelle 1 angezeigt ist.
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Testbeispiel 1
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Bei
Verwenden der gewellten Rohre, die in Beispiel 1 und dem vergleichenden
Beispiel 2 erhalten werden, wie in 3 gezeigt
ist, wurde ein Ende des gewellten Rohrs 10 an einer Halteplatte 21 befestigt,
horizontal gehalten, und das gewellte Rohr wurde vertikal gehängt, und
dann wurde ein anderes Ende des gewellten Rohrs nach unten mit einer
Last von W = 13 kg gezogen und die Änderung der Ausdehnung ε wurde gemessen
(Kriecheigenschaften des Rohrs). Der Test wurde bei einer Temperatur
von 120°C
durchgeführt.
Die Ergebnisse der Messung sind in 5 gezeigt.
In 5 repräsentiert
-∎- die Ergebnisse aus Beispiel 1 und -♦- repräsentiert die Ergebnisse des
vergleichenden Beispiels 1.
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Wie
anhand der Ergebnisse offenkundig ist, hat das gewellte Rohr der
vorliegenden Erfindung, das die Glasfasern in der Zwischenschicht 11 enthält, eine
stärkere
Widerstandsfähigkeit
gegen Ausdehnung, selbst unter hohen Temperaturbedingungen, und
ist ausreichend haltbar bei der Betriebsumgebung von Kühlwasserschläuchen oder
dergleichen in Automobilen.
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Testbeispiel 2
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Bei
Verwenden der gewellten Rohre, die in Beispiel 1 und dem vergleichenden
Beispiel 2 erhalten werden, wie in 4 gezeigt
ist, wurde ein Ende des gewellten Rohrs 10 an einer Haltplatte
befestigt, vertikal gehalten, und eingespannt und dann wurde ein
weiteres freies Ende des gewellten Rohrs 10 nach unten
mit einer Last von f = 40 g in einer Richtung senkrecht zu der axialen
Richtung des Rohrs 10 gebogen und die Änderung der Bewegung ε des freien
Endes durch das Biegen wurde gemessen (Flexibilität des Rohrs).
Der Test wurde bei einer Temperatur von 120°C durchgeführt.
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Die
Ergebnisse der Messung sind in 6 angezeigt.
In 6 repräsentiert
-∎- die Ergebnisse des Beispiels 1 und -♦- repräsentiert
die Ergebnisse des vergleichenden Beispiels 1.
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Wie
anhand der Ergebnisse offensichtlich ist, hat das gewellte Rohr
der vorliegenden Erfindung, das die Glasfasern in der Zwischenschicht 11 enthält, eine
Biegeeigenschaft nahe zu derjenigen des Rohrs des vergleichenden
Beispiels und obwohl die Glasfasern aufgenommen wurden ist die Flexibilität nicht
beeinträchtigt.
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Testbeispiel 3
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An
beiden Enden jedes der gewellten Rohre, die in Beispiel 1 und dem
vergleichenden Beispiel 1 erhalten werden, wurden harzige Verbinder
integral in Übereinstimmung
mit dem Verfahren, wie in 9 gezeigt ist,
geformt, um gewellte Rohre, wie in 10 gezeigt
ist, herzustellen. Ein Kühlmittel
wurde in diese gewellten Rohre gefüllt und das Kühlmittel
wurde auf 95°C
erhitzt und mit Druck von 2 kg/cm2 beaufschlagt,
und die Bedingungen wurden nach 48 Stunden überwacht.
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Die
Ergebnisse sind in 1 gezeigt. Das gewellte Rohr
aus Beispiel 1 weist bei dem gewellten Abstand 14 keine
Verdickung bzw. Anschwellung (?) und keine wesentliche Längenänderung
auf, wie in (A) dieser Darstellung gezeigt ist. Andererseits wurde
bei dem gewellten Rohr des vergleichenden Beispiels 1 der gewellte
Abschnitt 14 verdickt und die Länge im wesentlichen ausgedehnt,
wie in (B) dieser Darstellung gezeigt ist.
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Beispiel 2
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Ein
gewelltes Harzrohr 10 mit dem Aufbau aus 7 wurde
vorbereitet, wobei die äußere Schicht 31 und
die innere Schicht 32 hergestellt wurden, wie in der folgenden
Tabelle 2 angezeigt ist, vorausgesetzt, dass der Durchmesser 19
mm betrug und die Länge
250 mm betrug, und der gewellte Abschnitt 14 bei dem Zwischenausschnitt
des Rohrs gebildet wurde. In dem gewellten Abschnitt 14 betrug
der Abstand P der Kammabschnitte 14a und der Muldenabschnitte 14b 4,5
mm, die Höhe
h des Kammabschnitts 14a betrug 2,0 mm und die Länge des
gewellten Abschnitts 14 betrug 100 mm.
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Bei
diesem gewellten Rohr wurden dasselbe Experiment durchgeführt wie
in Testbeispiel 3 durchgeführt
wurde und als ein Ergebnis wurde kein Anschwellen bei dem gewellten
Abschnitt beobachtet und die Gesamtlänge wurde nicht wesentlich
geändert,
wie (A) in der Darstellung aus Testbeispiel 3.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, ist das gewellte Harzrohr der vorliegenden Erfindung leichter
als Gummirohre und kann in Rohrleitungen einfach installiert werden.
Außerdem
ist es durch Bereitstellen eines gewellten Abschnitts bei zumindest
einem Abschnitt in der axialen Richtung möglich, die Biegeeigenschaft
und Vibrationsabsorption wie bei Gummirohren zu vermitteln. Außerdem umfasst
der gewellte Abschnitt zumindest eine faserverstärkte Schicht, die aus einem
thermoplastischen Harz oder einem thermoplastischen Elastomer gefertigt
ist, was anorganische Fasern enthält und zumindest einer harzigen
Schicht, die aus einem thermoplastischen Harz oder einem thermoplastischen
Elastomer gefertigt ist, was keine anorganischen Fasern enthält oder
anorganische Fasern in einer Menge enthält, die geringer als die Menge
in der faserverstärkten
Schicht ist, wobei diese Schichten laminiert bzw. geschichtet sind
und daher die Ausdehnung des gewellten Abschnitts verhindert werden
kann und eine ausreichende Haltbarkeit erhalten werden kann, selbst
wenn dieses unter den hohen Temperatur- und hohen Druckbedingungen
verwendet wird, bspw. in Kühlwasserschläuchen. Außerdem kann,
da das gewellte Rohr im wesentlichen aus einem thermoplastischen
Harz oder einem thermoplastischen Elastomer gefertigt ist, es durch
ein Verfahren hergestellt werden, das für eine Massenproduktion geeignet
ist, wie bspw. ein Strangpressverfahren. Folglich wird das gewellte
Harzrohr der vorliegenden Erfindung vorzugsweise für Kühlwasserschläuche von
Automobilen oder dergleichen verwendet.