Die Erfindung betrifft eine flexible wärmeisolierte Schlauchleitung, die insbesondere als Leitung für ein Temperiermedium, z.B. als Dampfleitung oder als Kühlmittelleitung

Verwendung findet, sowie ein Herstellungsverfahren für diese Schlauchleitung. Die erfindungsgemäße Schlauchleitung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und eine gute Wärmeisolierung aus.

Stand der Technik

Die WO 01/23794 AI beschreibt eine wärmeisolierte Schlauchleitung, die einen auf seiner Außenfläche plasmabehandelten Innenschlauch aus PTFE aufweist, auf dem eine vernetzbare Kunststoffschicht aufliegt und darauf eine Metallschicht, die wiederum mit einem

vernetzbaren Kunststoffbeschichtet ist, und um diese eine Gewebsschicht als Armierung und eine äußere Schutzschicht.

Die US 5,488,975 A beschreibt eine flexible Leitung für Fußbodenheizungen, die aus einem Innenschlauch, einer Gewebsschicht als Armierung und daran anliegend einer flexiblen Folie mit einer äußeren Hülle besteht, mit einer Füllmasse, die Unebenheiten der Gewebsschicht ausgleicht. Eine Isolierschicht ist nicht vorgesehen.

Die EP 2 573 443 Bl beschreibt eine als Isoliermasse verwendbare Kautschukmischung auf Basis von Silikonkautschuk, die vorexpandierte Mikrokugeln zur Bildung von geschlossenen Poren enthält.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine alternative wärmeisolierte Schlauchleitung bereitzustellen und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche, insbesondere mittels einer druckstabilen Schlauchleitung mit einer Wärmeisolierungsschicht, die einen elastischen, wärmebeständigen Kunststoffschlauch, ein auf dem Kunststoffschlauch aufliegendes

Armierungsgewebe, das bevorzugt unmittelbar auf dem Kunststoffschlauch aufliegt, und eine auf dem Armierungsgewebe unmittelbar aufliegende Isolierschicht, die mit dem

Armierungsgewebe verbunden ist, sowie optional eine äußere Farbschicht aufweist oder daraus besteht.

Optional kann eine Faserschicht, die z.B. gewebt oder bevorzugt geklöppelt ist, zwischen dem Kunststoffschlauch und dem Armierungsgewebe angeordnet sein. Eine solche Faserschicht kann von einer Kunststoffmasse durchdrungen oder beschichtet sein. Bevorzugt ist eine solche Faserschicht frei von einer durchdringenden oder beschichtenden Kunststoffmasse bzw. besteht aus Fasern.

Die innere Schicht der Schlauchleitung wird vorzugsweise von dem Kunststoffschlauch gebildet, der die Leitung für das Medium, insbesondere Dampf, bildet und weist keine zusätzliche Materialschicht auf seiner Innenseite auf. Der Kunststoffschlauch besteht bevorzugt aus wärmebeständigem Kunststoff, z.B. aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyester-Elastomer (H), Polyamid (N), Nylon-Copolymer (NC), Fluorethylenpropylen (FEP), Ethylen-Propylen-Dien (EPDM), Polyurethan (U), Spezial-Elastomer (HF und/oder

PFX), thermoplastischem Elastomer (TPE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Perfluoralkoxy- Copolymer (PFA) oder einer Mischung daraus, jeweils ohne oder mit integriertem

Armierungsgewebe.

Die Schlauchleitung weist bevorzugt keine zusätzlichen Materialien zwischen dem

Kunststoffschlauch, der optionalen Faserschicht, der Armierung und der Isolierschicht auf. Die Außenfläche der Isolierschicht kann mit einer Farbschicht überzogen sein.

Die erfindungsgemäße Schlauchleitung zeichnet sich dadurch aus, dass die

Kautschukmischung, die die Isolierschicht bildet, unmittelbar und in unvulkanisiertem Zustand auf das Armierungsgewebe extrudiert ist, bzw. dass das Armierungsgewebe mit der Kautschukmischung mittels Extrusion umspritzt ist, um die Isolierschicht auszubilden. Auf diese Weise geht die Isolierschicht eine formschlüssige Verbindung mit dem

Armierungsgewebe ein. Durch das Extrudieren kann die Kautschukmischung, die die

Isolierschicht bildet, in Zwischenräume des Armierungsgewebes eindringen und eine ausreichend feste Verbindung mit diesem eingehen, z.B. ohne dass eine zusätzliche

Kleberschicht zwischen dem Armierungsgewebe und der Isolierschicht angeordnet ist. Die Kautschukmischung, die die Isolierschicht bildet, wird nach dem Umspritzen des

Armierungsgewebes vernetzt, z.B. ausgelöst durch Erwärmung von außen und/oder durch Erwärmung von innen durch Fördern eines warmen Fluids durch den Kunststoffschlauch oder durch Bestrahlung mit ß- oder γ-Strahlung.

Das Armierungsgewebe kann aus Kunststofffasern bestehen, bevorzugt aus Metalldrähten, insbesondere aus Edelstahldrähten, die um den Kunststoffschlauch gewickelt, bevorzugt geklöppelt sind.

Die Isolierschicht besteht vorzugsweise aus einer vernetzten Kautschukmischung, die Poren enthält, bzw. eine Porenstruktur, vorzugsweise geschlossene Poren, aufweist. Die Poren bzw. die Porenstruktur wird bevorzugt durch Mikrokugeln, auch als Mikrohohlkugeln bezeichnet, z.B. vorexpandierte oder expandierbare Mikrokugeln wie sie unter der

Bezeichnung Expancel® von Akzo Nobel NV, Holland, vertriebenen werden, gebildet. Die Mikrokugeln können hierbei aus Glas, Phenolharz, Acrylnitril, Kohlenstoff oder

thermoplastischem Kunststoff, insbesondere mit einer Größe <100 μιη, bevorzugter < 50 μιη oder <10 μηι, bestehen. Alternativ kann die Porenstruktur durch Zusetzen eines Treibmittels in die Kautschukmischung erzeugt werden.

Bevorzugt hat die Isolierschicht eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 0,2, bevorzugter von maximal 0,1 W/(mK).

Die Isolierschicht kann z.B. eine Dicke von 10 bis 30 mm, bevorzugt 15 bis 25 mm

aufweisen.

Die erfindungsgemäße Schlauchleitung hat den Vorteil, dass sie einschließlich ihrer

Isolierschicht flexibel ist und einen einfachen Aufbau hat, so dass sie durch kontinuierliches Umspritzen der Armierung, die den Kunststoffschlauch einfasst, hergestellt werden kann und z.B. durch Ablängen und Anbringen von Anschlußstücken an ihren Enden konfektioniert werden kann. Die Schlauchleitung ist durch die Isolierung hinreichend isoliert, um den Wärmeverlust signifikant zu verringern und um hohe Temperaturen auf ihrer Außenfläche zu verhindern, z.B. wenn die Schlauchleitung eine Isolierschicht von 15 bis 20 mm aufweist und mit gespanntem Dampf von 150°C beaufschlagt ist.

Die Kautschukmischung ist durch einen Gehalt an wenigstens einem Vernetzungsmittel vernetzbar, bevorzugt durch einen Gehalt an einem Peroxid, und wird mit Hilfe des wenigstens einen Vernetzungsmittels, das bevorzugt wenigstens ein Peroxid ist, vulkanisiert. . Eine für die Isolierschicht bevorzugte Kautschukmischung ist in der EP 2 573 443 Bl beschrieben und enthält oder besteht aus

100 phr Silikonkautschuk, z.B. Elastosil R401/30 oder Elastosil R420/50 S, erhältlich von Wacker Chemie,

0 bis 6 phr, bevorzugt wenigstens 0,5 phr Hitzestabilisatoren,

0 bis 6 phr, bevorzugt wenigstens 1 phr Flammschutzmittel, z.B. Elastosil AUX SB2, erhältlich von Wacker Chemie,

0 bis 3 phr, bevorzugt wenigstens 0,5 phr Verarbeitungshilfsmittel,

1 bis 4 phr Peroxidvernetzer,

2 bis 20 phr Silikonöl,

2 bis 15 phr vorexpandierte Mikrokugeln, z.B. Expancel® 920 DE40 d30, erhältlich von Akzo Nobel NV, Holland, 0 bis 12 phr, bevorzugt wenigstens 1 phr Pigmentpaste, z.B. Elastosil Farbpaste PT (schwarz), erhältlich von Wacker Chemie.

Dabei bezeichnet phr (parts per hundred rubber) die Gewichtsanteile bezogen auf die 100 Gewichtsteile Kautschuk.

Die Kautschukmischung der Isolierschicht hat bevorzugt eine Mooney- Viskosität ML(l+4) nach DIN53523 Teil 3 nach Lagerung für 7d bei 23 °C von 5 bis 30 ME, bevorzugter von 5 bis 20 ME.

Das Herstellungsverfahren weist die Schritte auf oder besteht daraus:

Anordnen eines Armierungsgewebes um einen Kunststoffschlauch,

optional Anordnen einer Faserschicht zwischen dem Kunststoffschlauch und dem

Armierungsgewebe,

Umspritzen des Armierungsgewebes mit einer vernetzbaren Kautschukmischung, die Poren enthält, z.B. vorexpandierte Mikrokugeln oder ein Treibmittel, und

Vernetzen der Kautschukmischung. Das Vernetzen kann durch Erwärmen oder mittels Strahlenvernetzung erfolgen, insbesondere mit ß-Strahlung oder γ-Strahlung.

Es hat sich gezeigt, dass die vernetzte Isolierschicht eine glatte Oberfläche und ausreichende Abriebfestigkeit hat.

Die Schlauchleitung ist ausreichend flexibel und weist bevorzugt eine ausreichende Festigkeit insbesondere des Verbunds zwischen der Armierung und der Isolierschicht auf, um für die dynamische Belastung durch Biegen geeignet zu sein, die beim freien Biegen der

Schlauchleitung oder in sogenannten Energieketten auftritt. Daher kann die Schlauchleitung in Energieketten angeordnet sein, insbesondere in Energieketten, die an gegeneinander beweglichen Teilen angebracht sind. Energieketten sind z.B. aus aneinander angelenkten bzw. gegeneinander verschwenkbaren Elementen zusammengesetzt, die z.B. einen einseitig offenen oder umfänglich geschlossenen Kanal bilden, in dem die Schlauchleitung angeordnet sein kann. Bevorzugt weist die Energiekette einen minimalen Biegeradius von zumindest dem fünf-fachen Außendurchmesser der Schlauchleitung auf, z.B. einen minimalen Biegeradius, der gleich dem fünf-fachen Außendurchmesser der Schlauchleitung ist. Entsprechend ist die Schlauchleitung zur Verwendung als Leitung für ein Temperiermedium geeignet, die dynamisch gebogen wird, z.B. bis in den minimalen Biegeradius, z.B. zumindest 10 mal, bevorzugt zumindest 20 mal pro Stunde, wobei die Schlauchleitung in einer Energiekette geführt sein kann oder frei gebogen wird und z.B. nur die an beiden Enden der

Schlauchleitung festgelegten Preßhülsen an gegeneinander bewegten Maschinenteilen festgelegt sind.

Bevorzugt weist die Schlauchleitung an zumindest einem Ende, bevorzugt an jedem Ende ein Anschlußstück auf, z.B. mit einer gegenüber der Schlauchleitung drehbar angeordneten Mutter. Das Anschlußstück ist bevorzugt eine Preßfassung mit einem in den

Kunststoffschlauch ragenden Rohrstück und einer Preßhülse, die auf dem Armierungsgewebe aufliegt. Die Preßhülse kann mittels einer Presse radial auf das Armierungsgewebe aufgepreßt werden. Dabei ist die Isolierschicht in dem Bereich, in dem die Preßhülse auf dem

Armierungsgewebe aufliegt, grob entfernt. Ein Vorteil liegt darin, dass zur Befestigung einer Preßfassung die Isolierung nicht vollständig von dem Armierungsgewebe entfernt sein muss, um eine ausreichende Fixierung einer Preßhülse zu erzielen. Daher kann beim Verfahren zur Herstellung die Isolierschicht grob entfernt werden und anschließend eine Preßhülse über einen endständigen Bereich des Armierungsgewebes aufgeschoben und dann auf das

Armierungsgewebe aufgepreßt werden, wobei noch Reste der Isolierung auf dem

Armierungsgewebe haften. Solche Reste der Isolierung sind z.B. in Zwischenräumen des Armierungsgewebes angeordnet und weisen bevorzugt eine Schichtdicke von maximal 1 mm, bevorzugt maximal 0,5 mm auf. Es hat sich gezeigt, dass die Isolierung dadurch hinreichend entfernt werden kann, dass sie nach Einschneiden bis angrenzend an das Armierungsgewebe längs der Leitung, bevorzugt nach zusätzlichem umfänglichem Einschneiden, manuell von dem Armierungsgewebe abgezogen bzw. abgerissen werden kann, ohne dass eine

anschließende Reinigung des Armierungsgewebes erforderlich wäre.

Bevorzugt weist die Schlauchleitung zwischen einer auf das Armierungsgewebe

aufgepressten Preßhülse und der Isolierschicht einen Bereich von maximal 2 mm, bevorzugter maximal 1 mm auf, in dem die Isolierschicht entfernt ist und das Armierungsgewebe nur von anhaftenden Resten der Isolierschicht oder nicht von der Isolierschicht überdeckt ist. Bei der Herstellung kann dies z.B. dadurch erreicht werden, dass die Isolierung in einem

endständigen Bereich von dem Armierungsgewebe entfernt wird, der sich um 3 mm, bevorzugt 2 mm mehr entlang der Längsachse erstreckt, als die Preßhülse vor dem Pressen in Richtung der Längsachse misst. Denn durch das Pressen längt sich die Preßhülse, so dass sich die Preßhülse bis auf einen kleineren Abstand an die Isolierschicht erstreckt. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Figuren näher erläutert, die schematisch in

Figur 1 einen Querschnitt durch eine Schlauchleitung aus Kunststoffschlauch,

Armierungsgewebe und Isolierschicht,

Figur 2 einen Querschnitt durch eine Schlauchleitung mit Faserschicht,

Figur 3 eine Schlauchleitung mit einem Anschlußstück und

Figur 4 ein Detail der Schlauchleitung mit Anschlußstück zeigen.

Die Schlauchleitung kann z.B. aus einem Kunststoffschlauch bestehen, der einen

Innendurchmesser von 10 bis 30 mm mit einer Wandstärke von 2 bis 4 mm aufweist und aus PTFE besteht, der von einem Armierungsgewebe aus Edelstahldraht umklöppelt ist, das mit einer Isolierschicht umspritzt ist. Optional kann der Kunststoffschlauch ein innenliegendes Verstärkungsgewebe enthalten, optional kann zwischen dem Kunststoffschlauch und dem Armierungsgewebe eine Faserschicht liegen, z.B. Glasfasergewebe.

Die Figur 1 zeigt einen Kunststoffschlauch 1 , auf dem unmittelbar das Armierungsgewebe 2 aufliegt, das von der durch Umspritzen hergestellten Isolierschicht aus vernetzer

Kautschukmischung umgeben ist. Für die Herstellung wurde ein von Armierungsgewebe 2 umklöppelter Kunststoffschlauch 1 mittels Extrusion mit einer Kautschukmischung konzentrisch umspritzt und anschließend durch Wärmebehandlung vernetzt oder

strahlenvernetzt, um die Isolierschicht 3 herzustellen. Es hat sich gezeigt, dass die

Isolierschicht ohne zusätzliche Klebstoffschicht oder einen Haftvermittler ausreichend mit dem Armierungsgewebe 2 verbunden ist, um auch bei Belastung durch Biegen um 90°, z.B. für zumindest 1000 Zyklen, bevorzugt 5000 Zyklen, stabil mit dem Armierungsgewebe verbunden zu bleiben. Die Kautschukmischung bestand aus 100 phr Silikonkautschuk Elastosil R401/30, 0,56 phr Hitzestabilisatoren, 2,41 phr Flammschutzmittel Elastosil AUX SB2, 0,74 phr Verarbeitungshilfsmittel, 2,04 phr Peroxidvemetzer, 13 phr Silikonöl, 5,57 phr vorexpandierte Mikrokugeln Expancel 920 DE40 d30, 9,28 phr Pigmentpaste Elastosil PT (schwarz) und wies eine Mooney- Viskosität ML(l+4) nach DIN53523 Teil 3 nach Lagerung für 7d bei 23 °C von 7 ME auf.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, in der die optionale Faserschicht 4 zwischen dem Kunststoffschlauch 1 und dem Armierungsgewebe 2 angeordnet ist. Die Isolierschicht wurde hergestellt, wie für die Ausführungsform von Figur 1 beschrieben. Von einer Schlauchleitung nach Figur 1 oder Figur 2 wurde endständig die Isolierschicht für einen Längsabschnitt entsprechend der Länge einer Preßhülse plus 2 mm durch radiales Einschneiden, Einschneiden entlang der Längsachse und Abziehen in tangentialer Richtung entfernt. Ein vorgefertigtes Anschlußstück aus einem Rohrstück 5, einer daran drehbar festgelegten Mutter 6 und einer damit verbundenen Preßhülse 7 wurde auf den Bereich aufgeschoben, von dem die Isolierschicht abgezogen war. Die Preßhülse umfasste das Armierungsgewebe, an dem noch Reste der Isolierschicht hafteten. Der Abstand der

Preßhülse zur Isolierschicht betrug ca. 2 mm. Mittels einer Presse wurde die Preßhülse radial auf das Armierungsgewebe gepreßt. Durch die Längung der Preßhülse betrug der Abstand zwischen der Preßhülse und der Isolierschicht ca. 1 mm. Die Verbindung des Anschlußstücks zur Schlauchleitung war zumindest bis zum Platzdruck der Schlauchleitung dicht.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die Isolierschicht 3 in einem Abstand von der Preßhülse 7, in dem das Armierungsgewebe 2 sichtbar ist. An dem Rohrstück 5 ist eine Mutter 6 drehbar angeordnet.

Bezugszeichenliste :

1 Kunststoffschlauch

2 Armierungsgewebe

3 Isolierschicht

4 Faserschicht

5 Rohrstück

6 Mutter

7 Preßhülse