WO2013113555A1 - Working substance line having at least one layer with polyoxymethylene - Google Patents

Working substance line having at least one layer with polyoxymethylene Download PDF

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WO2013113555A1
WO2013113555A1 PCT/EP2013/050729 EP2013050729W WO2013113555A1 WO 2013113555 A1 WO2013113555 A1 WO 2013113555A1 EP 2013050729 W EP2013050729 W EP 2013050729W WO 2013113555 A1 WO2013113555 A1 WO 2013113555A1
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WO
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layer
polyoxymethylene
fuel
fuel line
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PCT/EP2013/050729
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Marc Van Hooren
Wilfried ZÜLCH
Patrick Hessberger
Burkhard Wirth
Manuela Rether
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Veritas Ag
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a fuel line, in particular fuel line for motor vehicles and an arrangement comprising such a fuel line, a connected to the fuel line connector and / or a fuel tank.
  • a service line is a line specially designed for these supplies.
  • the line is preferably designed diffusion-tight with respect to the promoted in the line fuel.
  • Prior art in plastic pipes and fittings for e.g. Tank applications form components made of polyamide (PA), in particular PA 12.
  • PA polyamide
  • the invention has the object of providing a fuel line for motor vehicles while avoiding the disadvantages of the known fuel lines made of PA 12 ready to provide.
  • the invention provides the fuel line, in particular fuel line for motor vehicles, according to claim 1, wherein the fuel line comprises at least one layer of polyoxymethylene.
  • Polyoxymethylene POM is also known as polyacetal, polyformaldehyde (for short-chain molecules) or polytrioxane.
  • the said layer with polyoxymethylene is preferably more than 50% by weight, preferably more than 75% by weight, preferably 100% by weight, of polyoxymethylene.
  • the layer may contain modifications of polyoxymethylene and / or a blend of polyoxymethylene, in particular a blend with polyurethane elastomers.
  • the invention particularly relates to a flexible, oligomer-free polyoxymethylene (POM) fuel line, for use in tank applications or for low-temperature applications, consisting of flexible POM tubes, which are used in particular in connection with fittings or quick couplings or connectors made of POM.
  • POM polyoxymethylene
  • the at least one layer with polyoxymethylene forms the inner layer and / or the outer layer of the working fluid line, wherein the fuel line is preferably designed as a single layer.
  • the material polyoxymethylene is characterized by low fuel permeability and gasoline vapor permeability, these properties can be further improved by modification and / or application of aggregates.
  • the polyoxymethylene layer for the inner layer and / or the outer layer, the fuel permeability and gasoline vapor permeability of the fuel line can be minimized.
  • polyoxymethylene is chemically modified, preferably by grafting and / or copolymerization.
  • polymer modification of the polyoxymethylene the properties of the at least one layer with polyoxymethylene and ultimately the working fluid line can be adjusted and optimized for the respective application.
  • Polyoxymethylene is known from automotive tank construction. There are components in the form of pump housings. Due to its material properties, in particular due to its stiffness and insufficient elongation properties, polyoxymethylene has not been used for the production of fuel lines. By modifying the material properties can be adjusted so that a flexible fuel line for motor vehicles made of polyoxymethylene or from a polyoxymethylene-based material can be produced.
  • the modification can be effected by blending or grafting (copolymerization) by means of polyether, polyetherester, TPE's, in particular TPU's, whereby a direct chemical attachment to the matrix polymer or to the polymer main chain of polyoxymethylene is advantageous compared to a blend production because the risk of detachment or extraction from the matrix is reduced by an operating or fuel.
  • the at least one layer with polyoxymethylene has a polyoxyethylene copolymer having the structure - [(CH 2 -O) n - (CH 2 -CH 2 -O) m ] - or more than 50 percent by weight, preferably is greater than 75 percent by weight, preferably 100 percent by weight, of the polyoxymethylene copolymer, preferably wherein the polyoxymethylene copolymer is copolymerized with cyclic ethers and / or the end groups are blocked.
  • Advantageous applications of the fuel line arise in particular by impact modification of the polyoxymethylene, which is achieved, for example, by copolymerization and / or blocking of the end groups. As a result, the fuel line is characterized even at low Temperature applications by excellent flexibility and low temperature impact strength or impact strength.
  • the at least one layer of polyoxymethylene comprises at least one of the following additives:
  • At least one functional additive preferably selected from the group of ethers, phenols, amines, nitrogen compounds and / or salts, in particular salts of carboxylic acids, preferably cyclic ethers, sterically hindered phenols and / or sterically hindered amines and / or calcium stearate.
  • At least one colorant preferably pigments and / or carbon black and / or UV absorbers.
  • At least one filler preferably selected from carbon black (active types), molybdenum disulfide, chalk, wax, oil, oil concentrate, carbon nanotubes (CNT), fluoroplastic and / or metal powder, preferably silicone oil concentrate, PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF , PVDF, aluminum powder and / or bronze powder.
  • the mechanical properties of the at least one layer with polyoxymethylene or the fuel line can be further improved and tailored to the particular application.
  • the addition of the additives depends u. a. also from the layer structure of the fuel line.
  • the layer with polyoxymethylene must assume both mechanical (strength) and chemical (fuel-tightness) functions and be designed accordingly.
  • a filler such as carbon black (active types) and / or carbon nanotubes (CNT)
  • the fuel line can be performed antistatic or conductive.
  • the at least one layer with polyoxymethylene has at least one of the following properties:
  • the layer is flexible.
  • the layer is extruded.
  • the layer has a constant inner cross section and / or outer cross section.
  • the layer is formed as a smooth tube.
  • the inner diameter is in the range of 3 to 20 mm, preferably in the range of 5 to 15 mm, preferably in the range of 8 to 12 mm.
  • the wall thickness is in the range of 0.1 to 5 mm, preferably in the range of 0.2 to 2 mm, preferably in the range of 0.5 to 1, 5 mm.
  • the density is in the range of 1.2 to 1.5 g / cm 3 , preferably in the range of 1.3 to 1.4 g / cm 3 , preferably in the range of 1.3 to 1.35 g / cm 3 . in particular at about 1.33 g / cm 3 .
  • the layer is designed for a working temperature range of 40 to 100 ° C, preferably from 50 to 90 ° C, preferably from 60 to 80 ° C.
  • the yield stress preferably the yield stress in the extrusion direction, is in the range of 10 to 100 N / mm 2 , preferably in the range of 20 to 50 N / mm 2 , preferably in the range of 30 to 35 N / mm 2 , in particular about 32 N. / mm 2 .
  • the elongation at break preferably the elongation at break in the direction of extrusion, is in the range of 50 to 1000%, preferably in the range of 200 to 750%, preferably in the range of 300 to 500%, in particular about 400%.
  • the degree of crystallinity in percent mass content is in the range of 60 to 90%, preferably in the range of 65 to 85%, preferably in the range of 70 to 80%.
  • the modulus of elasticity is in the range of 100 to 1000 N / mm 2 , preferably in the range of 400 to 800 N / mm 2 , preferably in the range of 500 to 750 N / mm 2 , in particular about 680 N / mm 2 .
  • the bursting pressure at a (8 x 1) tube with an outer diameter of 8 mm and a wall thickness of 1 mm is in the range of 50 to 150 bar, preferably in the range of 80 to 120 bar, preferably in the range of 90 to 1 10 bar.
  • the fuel absorption when charged with an alcohol-containing fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5%, preferably at least 15%, preferably at least 85%, for a period of at least 1000 h, is at most 3 weight percent, preferably at most 2.3 weight percent, preferably at most 2 percent by weight.
  • the fuel line is preferably designed by chemical modification of the Polyoxymethyl- ens and / or by using suitable additives for a working temperature range of 60 to 80 ° C such that even after prolonged exposure to an alcohol-containing fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5% a duration of at least 1000 h the above properties are present.
  • the mechanical properties of the at least one layer of polyoxymethylene can be optimized for use in a service line.
  • the at least one layer of polyoxymethylene has at least one of the properties described above even after exposure to an alcohol-containing fuel of the above type for at least 3000 hours at a temperature of 60 ° C.
  • Another aspect of the present invention relates to an arrangement for the management and / or storage of fuels, in particular fuels in motor vehicles, comprising at least one fuel line according to at least one of the preceding embodiments and at least one connected to the fuel line connector and / or at least one fuel tank, in which the fuel line extends at least in sections.
  • the connector is monolithic with the fuel line or positively and / or materially connected, wherein the connection is preferably a plug connection and / or a snap connection and / or a welded connection, wherein the connector preferably contains polyoxymethylene and with the at least one layer is connected to polyoxymethylene, particularly preferably welded, in order to form a continuous inner layer and / or outer layer with polyoxymethylene across the joint.
  • the connector with / from polyoxymethylene may comprise at least one of the aforementioned additives and / or at least one reinforcing material, preferably fibers, preferably glass fibers, wherein the mass fraction of the reinforcing substances is preferably at most 30%.
  • the fuel line is supplied on the inside and / or outside with an alcohol-containing fuel, wherein the volume fraction of the alcohol in the fuel is preferably at least 5%, preferably at least 15%, more preferably at least 85% the temperature of the fuel is in the range of 40 to 100 ° C, preferably in the range of 50 to 90 ° C, preferably in the range of 60 to 80 ° C.
  • the advantages of the invention entail fuel line or the inventive arrangement particularly clearly to advantage.
  • Yet another aspect of the present invention relates to a process for producing a fuel line according to at least one of the preceding embodiments, comprising the steps:
  • Extruding a layer with polyoxymethylene preferably at a processing temperature in a range of 166 to 230 ° C, in particular in a range of 180 to 190 ° C, wherein for extruding preferably a Pastifizierzylinder with axial or spiral grooves and / or a barrier screw is used ; and
  • Thermoforming the fuel line preferably in a temperature range of 100 to 165 ° C, preferably in a temperature range of 120 to 150 ° C, wherein the fuel line is particularly preferably applied with steam or hot air.
  • the degree of crystallinity of the polyoxymethylene can be selectively increased, resulting in increased toughness or impact resistance, and is desirable for the preferred use as a fuel line.
  • thermoforming can be additionally taken on the intended geometry of the fuel line in the idle state influence what u. a. facilitates assembly and can reduce the mechanical stress of the fuel line both during assembly and in the installed state.
  • Preferred applications of the fuel line according to the invention are tank lines for venting or Intank Oberen or low-temperature fuel lines.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of an arrangement according to the invention for the management and storage of fuels in motor vehicles, comprising a fuel line, two end pieces connected to the fuel line and a fuel tank filled with fuel tank, in which extends the fuel line.
  • the preferred embodiment of the invention relates to a motor vehicle flexible fuel line 1 comprising a single layer of a polyoxymethylene copolymer having the structure - [CH 2 -On-CH 2 -CH 2 -O m ] -. Accordingly, this layer simultaneously forms the inner layer and the outer layer of the fuel line 1 and is exposed to the inside and to the outside of the fuel line 1.
  • the polyoxymethylene copolymer is copolymerized with cyclic ethers and the end groups are blocked.
  • the layer of a polyoxymethylene copolymer may comprise at least one of the aforementioned additives.
  • the preferred method according to the invention for producing the fuel line 1 according to the invention comprises the steps:
  • the fuel line 1 is formed as a smooth tube and is extruded in the process according to the invention with a constant inner cross section and outer cross section.
  • thermoforming the fuel line 1 can be permanently mediated the desired spatial geometry, wherein the fuel line 1, for example, in at least one curvature plane, preferably in two, three or more planes of curvature, is curved.
  • the inner diameter is, for example, 8 mm with a wall thickness of 1 mm.
  • the density of the raw material used or of the polyoxymethylene copolymer is about 1.33 g / cm 3 .
  • the fuel line 1 is preferably designed for a working temperature range of 60 to 80 ° C such that even after continuous exposure to an alcoholic fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5% for a period of at least 168 h, the following requirements are fulfilled:
  • the yield stress in the extrusion direction is about 32 N / mm 2 ;
  • the elongation at break in the extrusion direction is at least 500%
  • the degree of crystallinity in percent mass content is in the range of 81 to 84%;
  • the bursting pressure is in the range of 90 to 1 10 bar;
  • the fuel absorption compared to the original state is a maximum of 2 percent by weight.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of an inventive arrangement for the management and storage of fuels in motor vehicles, comprising a fuel line 1 according to the invention, two connected to the fuel line 1 fittings 2 and 4 filled with fuel tank 3, in which the fuel line 1 extends.
  • the volume fraction of the alcohol in fuel 4 is at least 5% and the temperature of the fuel ranges from 60 to 80 ° C.
  • the fittings 2 are made of the same polyoxymethylene copolymer as the fuel line 1 and are welded to the fuel line 1 to form a continuous layer of polyoxymethylene copolymer across the joints.
  • the ends of the fuel line 1 for example. Plugged onto the welding contours of the fittings 2 and subjected to heat to produce the welded joints.
  • the resulting continuous layer of polyoxymethylene copolymer forms a nearly impenetrable fuel barrier with high density, dimensional stability and impact resistance.
  • the fuel line 1 may comprise at least one further layer which contains no polyoxymethylene, in particular at least one textile reinforcing layer, at least one cover layer and / or at least one barrier layer, preferably of a barrier plastic such as PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF, PVDF.
  • the operating fluid line 1 or arrangement according to the invention is advantageous over the known solutions of polyamide 12, since it does not permit oligomer leaching with continuous fueling with alcohol-containing fuel, but nevertheless a more favorable permeation behavior, improved dimensional stability, lower volume swelling and a substantially constant flexibility Stiffness shows.
  • Further advantages of the fuel line 1 according to the invention are the availability of the polyoxymethylene and the lower material price compared to PA 12 and the weldability of the fuel line 1 with fittings made of the same material, so that a high-density fuel barrier can be accomplished.
  • the invention is not limited to the embodiment described. Further advantageous embodiments result from the combination of various features disclosed in the description, the claims and the drawings.

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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

The invention relates to a working substance line, particularly a fuel line for motor vehicles, and to an arrangement comprising such a working substance line, a connecting piece connected to said working substance line, and/or a working substance tank. In order to provide a working substance line for motor vehicles that avoids the disadvantages of known working substance lines made of PA 12, the working substance line according to the invention comprises at least one layer with polyoxymethylene. The invention further discloses an arrangement comprising at least one working substance line according to the invention, at least one connecting piece connected to the working substance line and/or at least one working substance tank, into which the working substance line extends at least in part, as well as a method for producing the working substance line according to the invention.

Description

BETRIEBSSTOFFLEITUNG MIT WENIGSTENS EINER SCHICHT MIT POLYOXYMETHYLEN  OPERATING LINE WITH AT LEAST ONE LAYER WITH POLYOXYMETHYLENE
Die Erfindung betrifft eine Betriebsstoffleitung, insbesondere Kraftstoffleitung für Kraftfahrzeuge sowie eine Anordnung umfassend eine solche Betriebsstoffleitung, ein mit der Betriebsstoffleitung verbundenes Anschlussstück und/oder einen Betriebsstofftank. The invention relates to a fuel line, in particular fuel line for motor vehicles and an arrangement comprising such a fuel line, a connected to the fuel line connector and / or a fuel tank.
Als Betriebsstoffe für Kraftfahrzeuge werden alle Stoffe bezeichnet, die benötigt werden, um einen Motor in Betrieb zu halten. Zu diesen gehören natürlich an erster Stelle der Kraftstoff, die Schmierstoffe, hauptsächlich Öl und die Kühlmittel. Eine Betriebsstoffleitung ist eine Leitung, die speziell für diese Betriebsstoffe ausgelegt ist. Dazu ist die Leitung vorzugsweise diffusionsdicht im Hinblick auf den in der Leitung geförderten Betriebsstoff ausgelegt. As fuel for motor vehicles, all substances are referred to, which are needed to keep a motor in operation. Among these, of course, first of all are the fuel, the lubricants, mainly oil and the coolants. A service line is a line specially designed for these supplies. For this purpose, the line is preferably designed diffusion-tight with respect to the promoted in the line fuel.
Stand der Technik bei Leitungen und Anschlussstücken aus Kunststoff für z.B. Tankapplikationen bilden Komponenten aus Polyamid (PA), insbesondere aus PA 12. Prior art in plastic pipes and fittings for e.g. Tank applications form components made of polyamide (PA), in particular PA 12.
In Verbindung mit alkoholhaltigen Kraftstoffen, wie z.B. bei einem „Flex Fuel Vehicle", einem Fahrzeug, das mit Benzin, den Alkoholen Methanol und Ethanol sowie beliebigen Mischungen dieser drei Kraftstoffe betrieben werden kann, erweist sich der Einsatz von Komponenten aus PA 12 als problematisch, bedingt durch Oligomerauswaschungen und unzureichender Dimensionsstabilität insbesondere bei Intankleitungen. Ferner gibt es aufgrund erhöhter Nachfrage und der Marktentwicklung eine akute Versorgungslücke bei PA 12. In conjunction with alcoholic fuels, e.g. In a "Flex Fuel Vehicle", a vehicle that can be operated with gasoline, the alcohols methanol and ethanol and any mixtures of these three fuels, the use of PA 12 components proves to be problematic due to Oligomerauswaschungen and insufficient dimensional stability especially at In addition, there is an acute shortfall in PA 12 due to increased demand and market developments.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsstoff leitung für Kraftfahrzeuge unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Betriebsstoff leitungen aus PA 12 bereit zu stellen. The invention has the object of providing a fuel line for motor vehicles while avoiding the disadvantages of the known fuel lines made of PA 12 ready to provide.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung die Betriebsstoffleitung, insbesondere Kraftstoffleitung für Kraftfahrzeuge, nach Anspruch 1 bereit, wobei die Betriebsstoffleitung wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen umfasst. Polyoxymethylen (POM) ist auch bekannt als Poly- acetal, Polyformaldehyd (bei kurzkettigen Molekülen) oder Polytrioxan. Die besagte Schicht mit Polyoxymethylen besteht vorzugsweise zu mehr als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise zu mehr als 75 Gewichtsprozent, bevorzugt zu 100 Gewichtsprozent aus Polyoxymethylen. Die Schicht kann Modifikationen von Polyoxymethylen und/oder einen Blend aus Polyoxymethylen, insbesondere einen Blend mit Polyurethanelastomeren, enthalten. Gegenstand der Erfindung ist insbesondere eine flexible, oligomerfreie Kraftstoffleitung aus Polyoxymethylen (POM), für den Einsatz bei Tankapplikationen bzw. für Niedertemperaturanwendungen, bestehend aus flexiblen POM-Rohren, die insbesondere in Verbindung mit Anschlussstücken bzw. Schnellkupplungen oder Konnektoren aus POM zum Einsatz kommen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. To achieve this object, the invention provides the fuel line, in particular fuel line for motor vehicles, according to claim 1, wherein the fuel line comprises at least one layer of polyoxymethylene. Polyoxymethylene (POM) is also known as polyacetal, polyformaldehyde (for short-chain molecules) or polytrioxane. The said layer with polyoxymethylene is preferably more than 50% by weight, preferably more than 75% by weight, preferably 100% by weight, of polyoxymethylene. The layer may contain modifications of polyoxymethylene and / or a blend of polyoxymethylene, in particular a blend with polyurethane elastomers. The invention particularly relates to a flexible, oligomer-free polyoxymethylene (POM) fuel line, for use in tank applications or for low-temperature applications, consisting of flexible POM tubes, which are used in particular in connection with fittings or quick couplings or connectors made of POM. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Es kann von Vorteil sein, wenn die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen die Innenschicht und/oder die Außenschicht der Betriebsstoffleitung bildet, wobei die Betriebsstoffleitung bevorzugt einschichtig ausgebildet ist. Der Werkstoff Polyoxymethylen zeichnet sich aus durch geringe Kraftstoffdurchlässigkeit und Benzindampfdurchlässigkeit, wobei diese Eigenschaften durch Modifikation und/oder Beaufschlagung mit Zuschlagstoffen weiter verbessert werden können. Durch Verwendung der Schicht mit Polyoxymethylen für die Innenschicht und/oder die Außenschicht kann die Kraftstoffdurchlässigkeit und Benzindampfdurchlässigkeit der Betriebsstoffleitung minimiert werden. It may be advantageous if the at least one layer with polyoxymethylene forms the inner layer and / or the outer layer of the working fluid line, wherein the fuel line is preferably designed as a single layer. The material polyoxymethylene is characterized by low fuel permeability and gasoline vapor permeability, these properties can be further improved by modification and / or application of aggregates. By using the polyoxymethylene layer for the inner layer and / or the outer layer, the fuel permeability and gasoline vapor permeability of the fuel line can be minimized.
Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn das Polyoxymethylen chemisch modifiziert ist, vorzugsweise durch Pfropfung und/oder Copolymerisation. Durch Polymermodifizierung des Po- lyoxymethylens lassen sich die Eigenschaften der wenigstens einen Schicht mit Polyoxymethylen und letztendlich der Betriebsstoffleitung einstellen und für die jeweilige Anwendung optimieren. Polyoxymethylen ist bekannt aus dem automobilen Tankbau. Es gibt Bauteile in Form von Pumpengehäusen. Aufgrund seiner Werkstoffeigenschaften, insbesondere aufgrund seiner Steifigkeit und unzureichenden Dehnungseigenschaften, wurde Polyoxymethylen bislang nicht zur Herstellung von Betriebsstoffleitungen eingesetzt. Durch Modifizierung können die Werkstoffeigenschaften derart eingestellt werden, dass eine flexible Betriebsstoffleitung für Kraftfahrzeuge aus Polyoxymethylen bzw. aus einem auf Polyoxymethylen basierenden Material herstellbar ist. Die Modifizierung kann durch Blend oder Pfropfung (Copolymerisation) mittels Polyether, Po- lyetherester, TPE's, insbesondere TPU's erfolgen wobei eine direkte chemische Anbindung an das Matrixpolymer bzw. an die Polymerhauptkette aus Polyoxymethylen vorteilhaft ist gegenüber einer Blendherstellung, weil die Gefahr eines Herauslösens bzw. einer Extraktion aus der Matrix durch einen Betriebs- oder Kraftstoff verringert ist. It may prove helpful if the polyoxymethylene is chemically modified, preferably by grafting and / or copolymerization. By polymer modification of the polyoxymethylene, the properties of the at least one layer with polyoxymethylene and ultimately the working fluid line can be adjusted and optimized for the respective application. Polyoxymethylene is known from automotive tank construction. There are components in the form of pump housings. Due to its material properties, in particular due to its stiffness and insufficient elongation properties, polyoxymethylene has not been used for the production of fuel lines. By modifying the material properties can be adjusted so that a flexible fuel line for motor vehicles made of polyoxymethylene or from a polyoxymethylene-based material can be produced. The modification can be effected by blending or grafting (copolymerization) by means of polyether, polyetherester, TPE's, in particular TPU's, whereby a direct chemical attachment to the matrix polymer or to the polymer main chain of polyoxymethylene is advantageous compared to a blend production because the risk of detachment or extraction from the matrix is reduced by an operating or fuel.
Es kann sinnvoll sein, wenn die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen ein Polyoxyme- thylen-Copolymer mit der Struktur -[(CH2-0)n-(CH2-CH2-0)m]- aufweist oder zu mehr als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise zu mehr als 75 Gewichtsprozent, bevorzugt zu 100 Gewichtsprozent aus dem Polyoxymethylen-Copolymer besteht, wobei vorzugsweise das Polyoxymethylen- Copolymer mit cyclischen Ethern copolymerisiert ist und/oder die Endgruppen blockiert sind. Vorteilhafte Anwendungen der Betriebsstoffleitung ergeben sich insbesondere durch Schlagzähmodifikation des Polyoxymethylens, was bspw. durch Copolymerisation und/oder Blockieren der Endgruppen erreicht wird. Dadurch zeichnet sich die Betriebsstoffleitung selbst bei Niedrig- temperaturanwendungen durch hervorragende Flexibilität und Kälteschlagzähigkeit bzw. Kerbschlagzähigkeit aus. It may be useful if the at least one layer with polyoxymethylene has a polyoxyethylene copolymer having the structure - [(CH 2 -O) n - (CH 2 -CH 2 -O) m ] - or more than 50 percent by weight, preferably is greater than 75 percent by weight, preferably 100 percent by weight, of the polyoxymethylene copolymer, preferably wherein the polyoxymethylene copolymer is copolymerized with cyclic ethers and / or the end groups are blocked. Advantageous applications of the fuel line arise in particular by impact modification of the polyoxymethylene, which is achieved, for example, by copolymerization and / or blocking of the end groups. As a result, the fuel line is characterized even at low Temperature applications by excellent flexibility and low temperature impact strength or impact strength.
Es kann sich als nützlich erweisen, wenn die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen wenigstens einen der folgenden Zusatzstoffe umfasst: It may prove useful if the at least one layer of polyoxymethylene comprises at least one of the following additives:
- Wenigstens einen Funktionszusatzstoff, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Ether, Phenole, Amine, Stickstoffverbindungen und/oder Salze, insbesondere Salze von Carbonsäuren, bevorzugt cyclische Ether, sterisch gehinderte Phenole und/oder sterisch gehinderte Amine und/oder Calciumstearat. At least one functional additive, preferably selected from the group of ethers, phenols, amines, nitrogen compounds and / or salts, in particular salts of carboxylic acids, preferably cyclic ethers, sterically hindered phenols and / or sterically hindered amines and / or calcium stearate.
- Wenigstens ein Farbmittel, vorzugsweise Pigmente und/oder Ruß und/oder UV- Absorber. At least one colorant, preferably pigments and / or carbon black and / or UV absorbers.
- Wenigstens einen Füllstoff, vorzugsweise ausgewählt aus Ruß (aktive Typen), Molyb- dändisulfid, Kreide, Wachs, Öl, Ölkonzentrat, Carbon nanotubes (CNT), Fluorkunststoff und/oder Metallpulver, bevorzugt Silikonölkonzentrat, PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF, PVDF, Aluminiumpulver und/oder Bronzepulver. At least one filler, preferably selected from carbon black (active types), molybdenum disulfide, chalk, wax, oil, oil concentrate, carbon nanotubes (CNT), fluoroplastic and / or metal powder, preferably silicone oil concentrate, PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF , PVDF, aluminum powder and / or bronze powder.
Durch wenigstens einen der genannten Zusatzstoffe können insbesondere die mechanischen Eigenschaften der wenigstens einen Schicht mit Polyoxymethylen bzw. der Betriebsstoff leitung weiter verbessert und auf die für die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Die Zugabe der Zusatzstoffe hängt u. a. auch vom Schichtaufbau der Betriebsstoffleitung ab. Soweit die Betriebsstoffleitung einschichtig ausgebildet ist, muss die Schicht mit Polyoxymethylen sowohl mechanische (Festigkeit) als auch chemische (Kraftstoffdichtheit) Funktionen übernehmen und entsprechend ausgelegt werden. Durch einen Füllstoff wie Ruß (aktive Typen) und/oder carbon nanotubes (CNT) kann die Betriebsstoffleitung antistatisch bzw. leitfähig ausgeführt werden. By at least one of the additives mentioned in particular the mechanical properties of the at least one layer with polyoxymethylene or the fuel line can be further improved and tailored to the particular application. The addition of the additives depends u. a. also from the layer structure of the fuel line. Insofar as the operating fluid line is single-layered, the layer with polyoxymethylene must assume both mechanical (strength) and chemical (fuel-tightness) functions and be designed accordingly. By a filler such as carbon black (active types) and / or carbon nanotubes (CNT), the fuel line can be performed antistatic or conductive.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen wenigstens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: However, it can also be advantageous if the at least one layer with polyoxymethylene has at least one of the following properties:
Die Schicht ist flexibel. The layer is flexible.
Die Schicht ist extrudiert. The layer is extruded.
Die Schicht weist einen konstanten Innenquerschnitt und/oder Außenquerschnitt auf. Die Schicht ist als Glattrohr ausgebildet. Der Innendurchmesser liegt im Bereich von 3 bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 mm, bevorzugt im Bereich von 8 bis 12 mm. The layer has a constant inner cross section and / or outer cross section. The layer is formed as a smooth tube. The inner diameter is in the range of 3 to 20 mm, preferably in the range of 5 to 15 mm, preferably in the range of 8 to 12 mm.
Die Wandstärke liegt im Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm. The wall thickness is in the range of 0.1 to 5 mm, preferably in the range of 0.2 to 2 mm, preferably in the range of 0.5 to 1, 5 mm.
Die Dichte liegt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,5 g/cm3, vorzugsweise im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,4 g/cm3, bevorzugt im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,35 g/cm3, insbesondere bei etwa 1 ,33 g/cm3. The density is in the range of 1.2 to 1.5 g / cm 3 , preferably in the range of 1.3 to 1.4 g / cm 3 , preferably in the range of 1.3 to 1.35 g / cm 3 . in particular at about 1.33 g / cm 3 .
Die Schicht ist für einen Arbeitstemperaturbereich von 40 bis 100°C, vorzugsweise von 50 bis 90°C, bevorzugt von 60 bis 80°C ausgelegt. The layer is designed for a working temperature range of 40 to 100 ° C, preferably from 50 to 90 ° C, preferably from 60 to 80 ° C.
Die Streckspannung, vorzugsweise die Streckspannung in Extrusionsrichtung, liegt im Bereich von 10 bis 100 N/mm2, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 50 N/mm2, bevorzugt im Bereich von 30 bis 35 N/mm2, insbesondere bei etwa 32 N/mm2. The yield stress, preferably the yield stress in the extrusion direction, is in the range of 10 to 100 N / mm 2 , preferably in the range of 20 to 50 N / mm 2 , preferably in the range of 30 to 35 N / mm 2 , in particular about 32 N. / mm 2 .
Die Reißdehnung, vorzugsweise die Reißdehnung in Extrusionsrichtung, liegt im Bereich von 50 bis 1000%, vorzugsweise im Bereich von 200 bis 750%, bevorzugt im Bereich von 300 bis 500%, insbesondere bei etwa 400%. The elongation at break, preferably the elongation at break in the direction of extrusion, is in the range of 50 to 1000%, preferably in the range of 200 to 750%, preferably in the range of 300 to 500%, in particular about 400%.
Der Kristallinitätsgrad in Prozent Massegehalt liegt im Bereich von 60 bis 90%, vorzugsweise im Bereich von 65 bis 85%, bevorzugt im Bereich von 70 bis 80%. The degree of crystallinity in percent mass content is in the range of 60 to 90%, preferably in the range of 65 to 85%, preferably in the range of 70 to 80%.
Der E-Modul (Zug) liegt im Bereich von 100 bis 1000 N/mm2, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 800 N/mm2, bevorzugt im Bereich von 500 bis 750 N/mm2, insbesondere bei etwa 680 N/mm2. The modulus of elasticity (tensile) is in the range of 100 to 1000 N / mm 2 , preferably in the range of 400 to 800 N / mm 2 , preferably in the range of 500 to 750 N / mm 2 , in particular about 680 N / mm 2 .
Der Berstdruck bei einem (8 x 1 ) Rohr mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einer Wandstärke von 1 mm liegt im Bereich von 50 bis 150 bar, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 120 bar, bevorzugt im Bereich von 90 bis 1 10 bar. The bursting pressure at a (8 x 1) tube with an outer diameter of 8 mm and a wall thickness of 1 mm is in the range of 50 to 150 bar, preferably in the range of 80 to 120 bar, preferably in the range of 90 to 1 10 bar.
Die Kraftstoffaufnahme bei Beaufschlagung mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff bei einem Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff von mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 15%, bevorzugt mindestens 85%, für eine Dauer von mindestens 1000 h, beträgt maximal 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise maximal 2,3 Gewichtsprozent, bevorzugt maximal 2 Gewichtsprozent. Die Betriebsstoffleitung wird vorzugsweise durch chemische Modifizierung des Polyoxymethyl- ens und/oder durch Einsatz geeigneter Zusatzstoffe für einen Arbeitstemperaturbereich von 60 bis 80°C derart ausgelegt, dass auch nach Dauerbeaufschlagung mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff bei einem Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff von mindestens 5% für eine Dauer von mindestens 1000 h die vorstehend genannten Eigenschaften vorliegen. Durch einige der vorstehend genannten Merkmale können die mechanischen Eigenschaften der wenigstens einen Schicht mit Polyoxymethylen für den Einsatz in einer Betriebsstoffleitung optimiert werden. Vorzugsweise weist die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen wenigstens eine der oben beschriebenen Eigenschaften auch noch nach einer Beaufschlagung mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff der obigen Art für wenigstens 3000h bei einer Temperatur von 60°C auf. The fuel absorption when charged with an alcohol-containing fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5%, preferably at least 15%, preferably at least 85%, for a period of at least 1000 h, is at most 3 weight percent, preferably at most 2.3 weight percent, preferably at most 2 percent by weight. The fuel line is preferably designed by chemical modification of the Polyoxymethyl- ens and / or by using suitable additives for a working temperature range of 60 to 80 ° C such that even after prolonged exposure to an alcohol-containing fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5% a duration of at least 1000 h the above properties are present. By some of the above features, the mechanical properties of the at least one layer of polyoxymethylene can be optimized for use in a service line. Preferably, the at least one layer of polyoxymethylene has at least one of the properties described above even after exposure to an alcohol-containing fuel of the above type for at least 3000 hours at a temperature of 60 ° C.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anordnung zur Leitung und/oder Speicherung von Betriebsstoffen, insbesondere Kraftstoffen in Kraftfahrzeugen, umfassend wenigstens eine Betriebsstoffleitung nach wenigstens einer der vorangehenden Ausführungen und wenigstens ein mit der Betriebsstoffleitung verbundenes Anschlussstück und/oder wenigstens einen Betriebsstofftank, in welchem sich die Betriebsstoffleitung zumindest abschnittsweise erstreckt. Another aspect of the present invention relates to an arrangement for the management and / or storage of fuels, in particular fuels in motor vehicles, comprising at least one fuel line according to at least one of the preceding embodiments and at least one connected to the fuel line connector and / or at least one fuel tank, in which the fuel line extends at least in sections.
Es kann sich als nützlich erweisen, wenn das Anschlussstück mit der Betriebsstoffleitung monolithisch ausgebildet oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei die Verbindung vorzugsweise eine Steckverbindung und/oder eine Rastverbindung und/oder eine Schweißverbindung ist, wobei das Anschlussstück bevorzugt Polyoxymethylen enthält und mit der wenigstens einen Schicht mit Polyoxymethylen verbunden ist, besonders bevorzugt verschweißt ist, um über die Verbindungsstelle hinweg eine kontinuierliche Innenschicht und/oder Außenschicht mit Polyoxymethylen zu bilden. Dadurch lässt sich eine zusammenhängende Kraftstoffbarriere mit hoher Dichtheit erzeugen. Das Anschlussstück mit/aus Polyoxymethylen kann wenigstens einen der zuvor genannten Zusatzstoffe aufweisen und/oder wenigstens einen Verstärkungsstoff, vorzugsweise Fasern, bevorzugt Glasfasern, wobei der Masseanteil der Verstärkungsstoffe vorzugsweise maximal 30% beträgt. It may prove useful if the connector is monolithic with the fuel line or positively and / or materially connected, wherein the connection is preferably a plug connection and / or a snap connection and / or a welded connection, wherein the connector preferably contains polyoxymethylene and with the at least one layer is connected to polyoxymethylene, particularly preferably welded, in order to form a continuous inner layer and / or outer layer with polyoxymethylene across the joint. This can create a coherent fuel barrier with high density. The connector with / from polyoxymethylene may comprise at least one of the aforementioned additives and / or at least one reinforcing material, preferably fibers, preferably glass fibers, wherein the mass fraction of the reinforcing substances is preferably at most 30%.
Von Vorteil kann es aber auch sein, wenn die Betriebsstoffleitung innenseitig und/oder außenseitig mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff beaufschlagt ist, wobei der Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff vorzugsweise mindestens 5% beträgt, bevorzugt mindestens 15% beträgt, besonders bevorzugt mindestens 85% beträgt, wobei die Temperatur des Kraftstoffs im Bereich von 40 bis 100°C, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 90°C, bevorzugt im Bereich von 60 bis 80°C liegt. Bei den genannten Rahmenbedingungen kommen die Vorteile der erfindungsgemä- ßen Betriebsstoffleitung bzw. der erfindungsgemäßen Anordnung besonders deutlich zur Geltung. Insbesondere zeigt die erfindungsgemäße Betriebsstoffleitung bei derartigen alkoholhaltigen Kraftstoffen eine hohe Kraftstoffbeständigkeit und -dichtheit sowie eine geringe Quellung. Im Ergebnis wird ein hohes Maß an Dimensionsstabilität und Festigkeit gewährleistet. But it may also be advantageous if the fuel line is supplied on the inside and / or outside with an alcohol-containing fuel, wherein the volume fraction of the alcohol in the fuel is preferably at least 5%, preferably at least 15%, more preferably at least 85% the temperature of the fuel is in the range of 40 to 100 ° C, preferably in the range of 50 to 90 ° C, preferably in the range of 60 to 80 ° C. In the framework conditions mentioned, the advantages of the invention ßen fuel line or the inventive arrangement particularly clearly to advantage. In particular, the fuel line according to the invention in such alcohol-containing fuels high fuel resistance and density and a low swelling. As a result, a high degree of dimensional stability and strength is ensured.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Betriebsstoffleitung nach wenigstens einer der vorangehenden Ausführungen, umfassend die Schritte: Yet another aspect of the present invention relates to a process for producing a fuel line according to at least one of the preceding embodiments, comprising the steps:
Extrudieren einer Schicht mit Polyoxymethylen, vorzugsweise bei einer Verarbeitungstemperatur in einem Bereich von 166 bis 230°C, insbesondere in einem Bereich von 180 bis 190°C, wobei zum Extrudieren bevorzugt ein Pastifizierzylinder mit Axial- oder Wendelnuten und/oder eine Barriereschnecke zum Einsatz kommt; und Extruding a layer with polyoxymethylene, preferably at a processing temperature in a range of 166 to 230 ° C, in particular in a range of 180 to 190 ° C, wherein for extruding preferably a Pastifizierzylinder with axial or spiral grooves and / or a barrier screw is used ; and
Abkühlen der Schicht mit Polyoxymethylen mit einer Abkühlgeschwindigkeit von maximal 15 K/s, vorzugsweise von maximal 10 K/s, bevorzugt von maximal 5 K/s, besonders bevorzugt von maximal 1 K/s; und/oder Cooling the layer with polyoxymethylene at a cooling rate of not more than 15 K / s, preferably not more than 10 K / s, preferably not more than 5 K / s, more preferably not more than 1 K / s; and or
Thermoformen der Betriebsstoffleitung, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 100 bis 165°C, bevorzugt in einem Temperaturbereich von 120 bis 150°C, wobei die Betriebsstoffleitung besonders bevorzugt mit Dampf oder Heißluft beaufschlagt wird. Thermoforming the fuel line, preferably in a temperature range of 100 to 165 ° C, preferably in a temperature range of 120 to 150 ° C, wherein the fuel line is particularly preferably applied with steam or hot air.
Durch geringe Abkühlraten und/oder Wärmenachbehandlung kann der Kristallinitätsgrad des Polyoxymethylens gezielt erhöht werden, was im Ergebnis zu einer erhöhten Zähigkeit bzw. Schlagzähheit führt, und für die bevorzugte Anwendung als Kraftstoffleitung wünschenswert ist. Durch das Thermoformen kann zusätzlich auf die bestimmungsgemäße Geometrie der Betriebsstoffleitung im Ruhezustand Einfluss genommen werden, was u. a. die Montage erleichtert und die mechanische Beanspruchung der Betriebsstoffleitung sowohl bei der Montage als auch im Einbauzustand verringern kann. By low cooling rates and / or heat post-treatment, the degree of crystallinity of the polyoxymethylene can be selectively increased, resulting in increased toughness or impact resistance, and is desirable for the preferred use as a fuel line. By thermoforming can be additionally taken on the intended geometry of the fuel line in the idle state influence what u. a. facilitates assembly and can reduce the mechanical stress of the fuel line both during assembly and in the installed state.
Bevorzugte Anwendungen der erfindungsgemäßen Betriebsstoffleitung sind Tankleitungen für Entlüftung oder Intankleitungen bzw. Niedertemperatur-Kraftstoffleitungen. Preferred applications of the fuel line according to the invention are tank lines for venting or Intankleitungen or low-temperature fuel lines.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch beliebige Kombinationen der in den Ansprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Merkmale. Kurze Beschreibung der Figuren Further advantageous developments of the invention will be apparent from any combination of the features disclosed in the claims, the drawings and the description. Brief description of the figures
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Leitung und Speicherung von Kraftstoffen in Kraftfahrzeugen, umfassend eine Betriebsstoffleitung, zwei endseitig mit der Betriebsstoffleitung verbundene Anschlussstücke und einen mit Kraftstoff befüllten Betriebsstofftank, in welchem sich die Betriebsstoffleitung erstreckt. Fig. 1 shows a schematic sectional view of an arrangement according to the invention for the management and storage of fuels in motor vehicles, comprising a fuel line, two end pieces connected to the fuel line and a fuel tank filled with fuel tank, in which extends the fuel line.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Detailed Description of the Preferred Embodiment
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine flexible Kraftstoffleitung 1 für Kraftfahrzeuge, die eine einzige Schicht aus einem Polyoxymethylen-Copolymer mit der Struktur -[CH2-On-CH2-CH2-Om]- umfasst. Diese Schicht bildet demnach gleichzeitig die Innenschicht und die Außenschicht der Kraftstoffleitung 1 und ist zur Innenseite sowie zur Außenseite der Kraftstoffleitung 1 exponiert. Vorzugsweise ist das Polyoxymethylen-Copolymer mit cyclischen Ethern copolymerisiert und die Endgruppen sind blockiert. Zur Einstellung wenigstens einer der vorstehend genannten Eigenschaften kann die Schicht aus einem Polyoxymethylen-Copolymer wenigstens einen der vorstehend genannten Zusatzstoffe umfassen. The preferred embodiment of the invention relates to a motor vehicle flexible fuel line 1 comprising a single layer of a polyoxymethylene copolymer having the structure - [CH 2 -On-CH 2 -CH 2 -O m ] -. Accordingly, this layer simultaneously forms the inner layer and the outer layer of the fuel line 1 and is exposed to the inside and to the outside of the fuel line 1. Preferably, the polyoxymethylene copolymer is copolymerized with cyclic ethers and the end groups are blocked. For adjusting at least one of the aforementioned properties, the layer of a polyoxymethylene copolymer may comprise at least one of the aforementioned additives.
Das bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Betriebsstoffleitung 1 umfasst die Schritte: The preferred method according to the invention for producing the fuel line 1 according to the invention comprises the steps:
Extrudieren einer Schicht aus Polyoxymethylen-Copolymer mit der Struktur -[CH2-On- CH2-CH2-Om]- bei einer Verarbeitungstemperatur in einem Bereich von 180 bis 190°C, wobei zum Extrudieren ein Pastifizierzylinder mit Axial- oder Wendelnuten und eine Barriereschnecke zum Einsatz kommt; und Extruding a layer of polyoxymethylene copolymer having the structure - [CH 2 -O n - CH 2 -CH 2 -O m ] - at a processing temperature in a range of 180 to 190 ° C, wherein for extruding a Pastifizierzylinder with axial or Wendelnuten and a barrier screw is used; and
Abkühlen der Schicht mit Polyoxymethylen mit einer Abkühlgeschwindigkeit maximal 5 K/s; und Cooling the layer with polyoxymethylene at a cooling rate of not more than 5 K / s; and
Thermoformen der Betriebsstoffleitung 1 in einem Temperaturbereich von 100 bis 150°C, wobei die Betriebsstoffleitung 1 mit Dampf oder Heißluft beaufschlagt wird. Thermoforming the fuel line 1 in a temperature range of 100 to 150 ° C, wherein the fuel line 1 is acted upon by steam or hot air.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Kraftstoffleitung 1 als Glattrohr ausgebildet und wird im erfindungsgemäßen Verfahren mit einem konstanten Innenquerschnitt und Außenquerschnitt extrudiert. Durch das Thermoformen kann der Kraftstoffleitung 1 dauerhaft die gewünschte räumliche Geometrie vermittelt werden, wobei die Kraftstoffleitung 1 bspw. in wenigstens einer Krümmungsebene, vorzugsweise in zwei, drei oder mehr Krümmungsebenen, gekrümmt wird. Der Innendurchmesser beträgt bspw. 8 mm bei einer Wandstärke von 1 mm. Die Dichte des eingesetzten Rohstoffs bzw. des Polyoxymethylen-Copolymers liegt bei etwa 1 ,33 g/cm3. Durch Einsatz geeigneter Zusatzstoffe wird die Kraftstoffleitung 1 vorzugsweise für einen Arbeitstemperaturbereich von 60 bis 80°C derart ausgelegt, dass auch nach Dauerbeaufschlagung mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff bei einem Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff von mindestens 5% für eine Dauer von mindestens 168 h die folgenden Anforderungen erfüllt sind: In an advantageous embodiment, the fuel line 1 is formed as a smooth tube and is extruded in the process according to the invention with a constant inner cross section and outer cross section. By thermoforming the fuel line 1 can be permanently mediated the desired spatial geometry, wherein the fuel line 1, for example, in at least one curvature plane, preferably in two, three or more planes of curvature, is curved. The inner diameter is, for example, 8 mm with a wall thickness of 1 mm. The density of the raw material used or of the polyoxymethylene copolymer is about 1.33 g / cm 3 . By using suitable additives, the fuel line 1 is preferably designed for a working temperature range of 60 to 80 ° C such that even after continuous exposure to an alcoholic fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5% for a period of at least 168 h, the following requirements are fulfilled:
Die Streckspannung in Extrusionsrichtung liegt bei etwa 32 N/mm2; The yield stress in the extrusion direction is about 32 N / mm 2 ;
Die Reißdehnung in Extrusionsrichtung liegt bei mindestens 500%; The elongation at break in the extrusion direction is at least 500%;
Der Kristallinitätsgrad in Prozent Massegehalt liegt im Bereich von 81 bis 84%; The degree of crystallinity in percent mass content is in the range of 81 to 84%;
- Der E-Modul Zug bei etwa 680 N/mm2; - The modulus of elasticity tensile at about 680 N / mm 2 ;
Der Berstdruck liegt im Bereich von 90 bis 1 10 bar; The bursting pressure is in the range of 90 to 1 10 bar;
Die Kraftstoffaufnahme gegenüber dem ursprünglichen Zustand beträgt maximal 2 Gewichtsprozente. The fuel absorption compared to the original state is a maximum of 2 percent by weight.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Leitung und Speicherung von Kraftstoffen in Kraftfahrzeugen, umfassend eine erfindungsgemäße Kraftstoffleitung 1 , zwei mit der Kraftstoff leitung 1 verbundene Anschlussstücke 2 und einen mit Kraftstoff 4 befüllten Kraftstofftank 3, in welchem sich die Kraftstoffleitung 1 erstreckt. Der Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff 4 beträgt mindestens 5% und die Temperatur des Kraftstoffs bewegt sich im Bereich von 60 bis 80°C. Die Anschlussstücke 2 bestehen aus demselben Polyoxymethylen-Copolymer wie die Kraftstoff leitung 1 und sind mit der Kraftstoffleitung 1 verschweißt, um über die Verbindungsstellen hinweg eine kontinuierliche Schicht aus Polyoxymethylen-Copolymer zu bilden. Dazu werden die Enden der Kraftstoff leitung 1 bspw. auf die Schweißkonturen der Anschlussstücke 2 aufgesteckt und mit Wärme beaufschlagt, um die Schweißverbindungen herzustellen. Auch andere Verbindungsarten und -techniken sind vorstellbar. Die dadurch entstandene, kontinuierliche Schicht aus Polyoxymethylen-Copolymer bildet eine nahezu undurchdringliche Kraftstoff-Barriere mit hoher Dichtheit, Formbeständigkeit sowie Schlagzähheit. Die Kraftstoff leitung 1 kann wenigstens eine weitere Schicht aufweisen, die kein Polyoxymethylen enthält, insbesondere wenigstens eine textile Verstärkungsschicht, wenigstens eine Deckschicht und/oder wenigstens eine Sperrschicht, vorzugsweise aus einem Sperrschichtkunststoff wie PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF, PVDF. Die erfindungsgemäße Betriebsstoffleitung 1 bzw. Anordnung ist gegenüber den bekannten Lösungen aus Polyamid 12 vorteilhaft, da sie bei Dauerbeaufschlagung mit alkoholhaltigem Kraftstoff keine Oligomerauswaschungen zulässt, aber dennoch ein günstigeres Permeationsverhal- ten, eine verbesserte Dimensionsstabilität, eine geringere Volumenquellung und eine im Wesentlichen konstante Flexibilität bzw. Steifigkeit zeigt. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Betriebsstoffleitung 1 sind die Verfügbarkeit des Polyoxymethylens und der geringere Materialpreis im Vergleich zu PA 12 sowie die Schweißbarkeit der Betriebsstoffleitung 1 mit Anschlussstücken aus demselben Material, so dass sich eine hochdichte Kraftstoffbarriere bewerkstelligen lässt. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination verschiedener Merkmale, die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbart sind. Figure 1 shows a schematic sectional view of an inventive arrangement for the management and storage of fuels in motor vehicles, comprising a fuel line 1 according to the invention, two connected to the fuel line 1 fittings 2 and 4 filled with fuel tank 3, in which the fuel line 1 extends. The volume fraction of the alcohol in fuel 4 is at least 5% and the temperature of the fuel ranges from 60 to 80 ° C. The fittings 2 are made of the same polyoxymethylene copolymer as the fuel line 1 and are welded to the fuel line 1 to form a continuous layer of polyoxymethylene copolymer across the joints. For this purpose, the ends of the fuel line 1, for example. Plugged onto the welding contours of the fittings 2 and subjected to heat to produce the welded joints. Other types of connection and techniques are conceivable. The resulting continuous layer of polyoxymethylene copolymer forms a nearly impenetrable fuel barrier with high density, dimensional stability and impact resistance. The fuel line 1 may comprise at least one further layer which contains no polyoxymethylene, in particular at least one textile reinforcing layer, at least one cover layer and / or at least one barrier layer, preferably of a barrier plastic such as PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF, PVDF. The operating fluid line 1 or arrangement according to the invention is advantageous over the known solutions of polyamide 12, since it does not permit oligomer leaching with continuous fueling with alcohol-containing fuel, but nevertheless a more favorable permeation behavior, improved dimensional stability, lower volume swelling and a substantially constant flexibility Stiffness shows. Further advantages of the fuel line 1 according to the invention are the availability of the polyoxymethylene and the lower material price compared to PA 12 and the weldability of the fuel line 1 with fittings made of the same material, so that a high-density fuel barrier can be accomplished. The invention is not limited to the embodiment described. Further advantageous embodiments result from the combination of various features disclosed in the description, the claims and the drawings.

Claims

Ansprüche claims
1 . Betriebsstoffleitung (1 ), insbesondere Kraftstoff leitung für Kraftfahrzeuge, wobei die Betriebsstoffleitung (1 ) wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen umfasst. 1 . Fuel line (1), in particular fuel line for motor vehicles, wherein the fuel line (1) comprises at least one layer of polyoxymethylene.
2. Betriebsstoffleitung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen die Innenschicht und/oder die Außenschicht der Betriebsstoffleitung (1 ) bildet, wobei die Betriebsstoffleitung (1 ) bevorzugt einschichtig ausgebildet ist. Second operating fluid line (1) according to claim 1, characterized in that the at least one layer with polyoxymethylene forms the inner layer and / or the outer layer of the working fluid line (1), wherein the fuel line (1) is preferably designed as a single layer.
3. Betriebsstoffleitung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyoxymethylen chemisch modifiziert ist, vorzugsweise durch Pfropfung und/oder Copolymerisation. 3. fuel line (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polyoxymethylene is chemically modified, preferably by grafting and / or copolymerization.
4. Betriebsstoff leitung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen ein Polyoxyme- thylen-Copolymer mit der Struktur -[(CH2-0)n-(CH2-CH2-0)m]- aufweist oder zu mehr als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise zu mehr als 75 Gewichtsprozent, bevorzugt zu 100 Gewichtsprozent aus dem Polyoxymethylen-Copolymer besteht, wobei vorzugsweise das Polyoxymethylen-Copolymer mit cyclischen Ethern copolymerisiert ist und/oder die Endgruppen blockiert sind. 4. fuel line (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one layer with polyoxymethylene a Polyoxyme- thylen copolymer having the structure - [(CH 2 -O) n- (CH 2 -CH 2 - 0) m ] - or consists of more than 50 weight percent, preferably more than 75 weight percent, preferably 100 weight percent of the polyoxymethylene copolymer, preferably wherein the polyoxymethylene copolymer is copolymerized with cyclic ethers and / or the end groups are blocked.
5. Betriebsstoffleitung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen wenigstens einen der folgenden Zusatzstoffe umfasst: a. Wenigstens einen Funktionszusatzstoff, vorzugsweise ausgewählt aus den Gruppen der Ether, Phenole, Amine, Stickstoffverbindungen und/oder Salze, insbesondere Salze von Carbonsäuren, bevorzugt cyclische Ether, sterisch gehinderte Phenole und/oder sterisch gehinderte Amine und/oder Calciumstearat. b. Wenigstens ein Farbmittel, vorzugsweise Pigmente und/oder Ruß und/oder UV- Absorber. c. Wenigstens ein Füllstoff, vorzugsweise ausgewählt aus Ruß, Molybdändisulfid, Kreide, Wachs, Öl, Ölkonzentrat, Carbon nanotubes (CNT), Fluorkunststoff und/oder Metallpulver, bevorzugt Silikonölkonzentrat, PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF, PVDF, Aluminiumpulver und/oder Bronzepulver. 5. fuel line (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one layer with polyoxymethylene comprises at least one of the following additives: a. At least one functional additive, preferably selected from the groups of ethers, phenols, amines, nitrogen compounds and / or salts, in particular salts of carboxylic acids, preferably cyclic ethers, sterically hindered phenols and / or sterically hindered amines and / or calcium stearate. b. At least one colorant, preferably pigments and / or carbon black and / or UV absorbers. c. At least one filler, preferably selected from carbon black, molybdenum disulfide, chalk, wax, oil, oil concentrate, carbon nanotubes (CNT), fluoroplastic and / or metal powder, preferably silicone oil concentrate, PVDF, ETFE, FEP, THV, PVF, PVDF, aluminum powder and / or Bronze powder.
6. Betriebsstoffleitung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schicht mit Polyoxymethylen wenigstens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: a. Die Schicht ist flexibel. b. Die Schicht ist extrudiert. c. Die Schicht weist einen konstanten Innenquerschnitt und/oder Außenquerschnitt auf. d. Die Schicht ist als Glattrohr ausgebildet. e. Der Innendurchmesser liegt im Bereich von 3 bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 mm, bevorzugt im Bereich von 8 bis 12 mm. f. Die Wandstärke liegt im Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 2 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm. g. Die Dichte liegt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,5 g/cm3, vorzugsweise im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,4 g/cm3, bevorzugt im Bereich von 1 ,3 bis 1 , 35 g/cm3, insbesondere bei etwa 1 ,33 g/cm3. h. Die Schicht ist für einen Arbeitstemperaturbereich von 40 bis 100°C, vorzugsweise von 50 bis 90°C, bevorzugt von 60 bis 80°C ausgelegt. i. Die Streckspannung, vorzugsweise die Streckspannung in Extrusionsrichtung, liegt im Bereich von 10 bis 100 N/mm2, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 50 N/mm2, bevorzugt im Bereich von 30 bis 35 N/mm2, insbesondere bei etwa 32 N/mm2. j. Die Reißdehnung, vorzugsweise die Reißdehnung in Extrusionsrichtung, liegt im Bereich von 50 bis 1000%, vorzugsweise im Bereich von 200 bis 750%, bevorzugt im Bereich von 300 bis 500%, insbesondere bei etwa 400%. k. Der Kristallinitätsgrad in Prozent Massegehalt liegt im Bereich von 60 bis 90%, vorzugsweise im Bereich von 65 bis 85%, bevorzugt im Bereich von 70 bis 80%. I. Der E-Modul (Zug) liegt im Bereich von 100 bis 1000 N/mm2, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 800 N/mm2, bevorzugt im Bereich von 500 bis 750 N/mm2, insbesondere bei etwa 680 N/mm2. m. Der Berstdruck bei einem (8 x 1 ) Rohr mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einer Wandstärke von 1 mm liegt im Bereich von 50 bis 150 bar, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 120 bar, bevorzugt im Bereich von 90 bis 1 10 bar. n. Die Kraftstoffaufnahme bei Beaufschlagung mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff bei einem Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff von mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 15%, bevorzugt mindestens 85%, für eine Dauer von mindestens 1000 h, beträgt maximal 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise maximal 2,3 Gewichtsprozent, bevorzugt maximal 2 Gewichtsprozent. 6. Operating fluid line (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one layer with polyoxymethylene has at least one of the following properties: a. The layer is flexible. b. The layer is extruded. c. The layer has a constant inner cross section and / or outer cross section. d. The layer is formed as a smooth tube. e. The inner diameter is in the range of 3 to 20 mm, preferably in the range of 5 to 15 mm, preferably in the range of 8 to 12 mm. f. The wall thickness is in the range of 0.1 to 5 mm, preferably in the range of 0.2 to 2 mm, preferably in the range of 0.5 to 1, 5 mm. G. The density is in the range of 1.2 to 1.5 g / cm 3 , preferably in the range of 1.3 to 1.4 g / cm 3 , preferably in the range of 1.3 to 1.35 g / cm 3 . in particular at about 1.33 g / cm 3 . H. The layer is designed for a working temperature range of 40 to 100 ° C, preferably from 50 to 90 ° C, preferably from 60 to 80 ° C. i. The yield stress, preferably the yield stress in the extrusion direction, is in the range of 10 to 100 N / mm 2 , preferably in the range of 20 to 50 N / mm 2 , preferably in the range of 30 to 35 N / mm 2 , in particular about 32 N. / mm 2 . j. The elongation at break, preferably the elongation at break in the direction of extrusion, is in the range of 50 to 1000%, preferably in the range of 200 to 750%, preferably in the range of 300 to 500%, in particular about 400%. k. The degree of crystallinity in percent mass content is in the range of 60 to 90%, preferably in the range of 65 to 85%, preferably in the range of 70 to 80%. I. The modulus of elasticity (tensile) is in the range of 100 to 1000 N / mm 2 , preferably in the range of 400 to 800 N / mm 2 , preferably in the range of 500 to 750 N / mm 2 , in particular about 680 N. / mm 2 . m. The bursting pressure at a (8 x 1) tube with an outer diameter of 8 mm and a wall thickness of 1 mm is in the range of 50 to 150 bar, preferably in the range of 80 to 120 bar, preferably in the range of 90 to 1 10 bar. n. The fuel absorption when exposed to an alcohol-containing fuel at a volume fraction of the alcohol in the fuel of at least 5%, preferably at least 15%, preferably at least 85%, for a period of at least 1000 h, is at most 3 weight percent, preferably at most 2.3 Percent by weight, preferably at most 2 percent by weight.
7. Anordnung zur Leitung und/oder Speicherung von Betriebsstoffen, insbesondere Kraftstoffen in Kraftfahrzeugen, umfassend wenigstens eine Betriebsstoffleitung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche und wenigstens ein mit der Betriebsstoffleitung (1 ) verbundenes Anschlussstück (2) und/oder wenigstens einen Betriebsstofftank, in welchem sich die Betriebsstoffleitung (1 ) zumindest abschnittsweise erstreckt. 7. Arrangement for the management and / or storage of operating materials, in particular fuels in motor vehicles, comprising at least one fuel line (1) according to at least one of the preceding claims and at least one with the fuel line (1) connected connector (2) and / or at least one fuel tank in which the fuel line (1) extends at least in sections.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (2) mit der Betriebsstoffleitung (1 ) monolithisch ausgebildet oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei die Verbindung vorzugsweise eine Steckverbindung und/oder eine Rastverbindung und/oder eine Schweißverbindung ist, wobei das Anschlussstück (2) bevorzugt Polyoxymethylen enthält und mit der wenigstens einen Schicht mit Polyoxymethylen verbunden ist, besonders bevorzugt verschweißt ist, um über die Verbindungsstelle hinweg eine kontinuierliche Innenschicht und/oder Außenschicht mit Polyoxymethylen zu bilden. 8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the connecting piece (2) with the fuel line (1) monolithically formed or positively and / or materially connected, wherein the connection is preferably a plug connection and / or a latching connection and / or a welded connection in that the connector (2) preferably contains polyoxymethylene and to which at least one layer is bonded with polyoxymethylene, particularly preferably welded, in order to form a continuous inner layer and / or outer layer with polyoxymethylene over the joint.
9. Anordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsstoffleitung (1 ) innenseitig und/oder außenseitig mit einem alkoholhaltigen Kraftstoff beaufschlagt ist, wobei der Volumenanteil des Alkohols im Kraftstoff vorzugsweise mindestens 5% beträgt, bevorzugt mindestens 15% beträgt, besonders bevorzugt mindestens 85% beträgt, wobei die Temperatur des Kraftstoffs im Bereich von 40 bis 100°C, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 90°C, bevorzugt im Bereich von 60 bis 80°C liegt. 9. Arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fuel line (1) is acted upon on the inside and / or outside with an alcohol-containing fuel, wherein the volume fraction of the alcohol in the fuel is preferably at least 5%, preferably at least 15%, particularly preferably at least 85%, wherein the temperature of the fuel in the range of 40 to 100 ° C, preferably in the range of 50 to 90 ° C, preferably in the range of 60 to 80 ° C.
10. Verfahren zur Herstellung einer Betriebsstoffleitung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: a. Extrudieren einer Schicht mit Polyoxymethylen, vorzugsweise bei einer Verarbeitungstemperatur in einem Bereich von 166 bis 230°C, insbesondere in einem Bereich von 180 bis 190°C, wobei zum Extrudieren bevorzugt ein Pastifizierzylinder mit Axial- oder Wendelnuten und/oder eine Barriereschnecke zum Einsatz kommt; und b. Abkühlen der Schicht mit Polyoxymethylen mit einer Abkühlgeschwindigkeit von maximal 15 K/s, vorzugsweise von maximal 10 K/s, bevorzugt von maximal 5 K/s, besonders bevorzugt von maximal 1 K/s; und/oder c. Thermoformen der Betriebsstoffleitung (1 ), vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 100 bis 165°C, bevorzugt in einem Temperaturbereich von 120 bis 150°C, wobei die Betriebsstoffleitung (1 ) besonders bevorzugt mit Dampf oder Heißluft beaufschlagt wird. 10. A method for producing a fuel line (1) according to at least one of the preceding claims, comprising the steps: a. Extruding a layer with polyoxymethylene, preferably at a processing temperature in a range of 166 to 230 ° C, in particular in a range of 180 to 190 ° C, wherein for extruding preferably a Pastifizierzylinder with axial or spiral grooves and / or a barrier screw is used ; and b. Cooling the layer with polyoxymethylene at a cooling rate of not more than 15 K / s, preferably not more than 10 K / s, preferably not more than 5 K / s, more preferably not more than 1 K / s; and / or c. Thermoforming the fuel line (1), preferably in a temperature range of 100 to 165 ° C, preferably in a temperature range of 120 to 150 ° C, wherein the fuel line (1) is particularly preferably applied with steam or hot air.
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