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Title:
HOSE, SPECIFICALLY FOR REFRIGERANT APPLICATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/073804
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hose, which comprises at least the following layers in the sequence given: an innermost layer (A4), which is made up of thermoplastic material or thermoplastic elastomer material; an inner layer (A5), which is applied to the innermost layer (A4) and is made up of elastomer material; at least one reinforcing-element layer (B, B1, B2), wherein the reinforcing element is arranged at an angle less than the neutral angle of 54.7°, and possibly an outer layer (C), which is made up of polymer material. The hose is suitable in particular as a pressure-carrier hose for refrigerant lines, in particular for CO2, for use as a pressure carrier of corrugated pipes.

Inventors:
BRANDT ALEXANDRA - C/O CONTINENTAL AG (DE)
SONT MICHAEL - C/O CONTINENTAL AG (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/074821
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
September 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
CONTITECH MGW GMBH (DE)
International Classes:
F16L11/08; B32B1/08; B32B25/04; B32B25/10; B60H1/00; F16L11/15
Domestic Patent References:
WO2009043672A22009-04-09
WO2015039012A12015-03-19
Foreign References:
EP0203880A21986-12-03
US20110226375A12011-09-22
Attorney, Agent or Firm:
PREUSSER, Andrea (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Schlauch, insbesondere Druckträger schlauch für Kältemittelleitungen, der wenigstens folgende Lagen in dieser Reihenfolge aufweist: eine innerste Schicht (A4), die aus thermoplastischem Werkstoff oder thermoplastischem Elastomerwerkstoff aufgebaut ist, eine auf der innersten Schicht (A4) aufgebrachte innere Schicht (A5), die aus Elastomerwerkstoff aufgebaut ist, mindestens eine Festigkeitsträgerlage (B, Bl, B2), wobei der Festigkeitsträger in einem Winkel angeordnet ist, der kleiner ist als der Neutralwinkel von 54,7°, und gegebenenfalls eine äußere Schicht (C), die aus Polymerwerkstoff aufgebaut ist.

2. Schlauch nach Anspruch 1, wobei der thermoplastische Werkstoff oder thermoplastische Elastomerwerkstoff der innersten Schicht (A4) mindestens ein thermoplastisches Elastomer (TPE), Polyamid, Fluorpolymer, Silikonpolymer oder eine Kombination davon enthält oder daraus besteht, vorzugsweise aus TPE besteht.

3. Schlauch nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der thermoplastische Werkstoff oder thermoplastische Elastomerwerkstoff der innersten Schicht (A4) thermoplastisches Copolyesterelastomer (TPC), insbesondere bindungsmodifiziertes TPC, enthält oder daraus besteht.

4. Schlauch nach Anspruch 2, wobei das Polyamid Polyolefin-modifiziertes Polyamid oder Elastomer-modifiziertes Polyamid ist.

5. Schlauch nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die innerste Schicht (A4) eine Wandstärke im Bereich von 0,05 bis 0,6 mm, bevorzugt von 0,08 bis 0,15 mm, aufweist.

6. Schlauch nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mindestens eine Festigkeitsträgerlage zwei Festigkeitsträgerlagen (Bl, B2) umfasst oder sind, zwischen denen sich eine Zwischenschicht (D) befindet, die aus Elastomerwerkstoff aufgebaut ist. 7. Schlauch nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Polymerwerkstoff der äußeren Schicht (C) Elastomerwerkstoff ist und/oder der Elastomerwerkstoff der inneren Schicht (A5) und, falls vorhanden, der äußeren Schicht (C) und/oder der Zwischenschicht (D) unabhängig voneinander AEM (Ethylen-Acrylat-Kautschuk), ACM (Acrylat-Kautschuk), FPM (Fluorkautschuk), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk), EPM (Ethylen-Propylen-Kautschuk), HNBR (hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), BIMS (bromiertes Copolymer aus Isobutylen und Paramethyl styrol), EVM (Ethylen- Vinylacetat-Kautschuk), VMQ (Silikonkautschuk) oder Verschnitte daraus oder mit anderen Elastomeren, enthält oder daraus besteht, wobei der Elastomerwerkstoff bevorzugt AEM, insbesondere diaminisch vernetztes AEM, enthält oder daraus besteht.

8. Schlauch nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Festigkeitsträger aus Metalldraht gebildet ist und/oder der Festigkeitsträger in geflochtener oder spiralisierter Form vorliegt und/oder der Festigkeitsträger in einem Winkel im Bereich von 15 bis 53,6°, bevorzugt von 30 bis 37°, angeordnet ist.

9. Schlauch nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Inneren des Schlauchs ein Wellrohr angeordnet ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schlauchs nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die folgenden Schritte

Aufbringen eines Materials, das thermoplastischen Werkstoff oder thermoplastischen Elastomerwerkstoff enthält, auf einen Dom, bevorzugt durch Extrudieren, um die innerste Schicht (A4) zu bilden,

Aufbringen eines Materials, das Elastomerwerkstoff enthält, auf die innerste Schicht (A4), bevorzugt durch Extrudieren, um die innere Schicht (A5) auf der innersten Schicht (A4) zu bilden, Aufbringen der mindestens einen Festigkeitsträgerlage über der inneren Schicht (A5) durch Flechten oder Spiralisieren, wobei der Festigkeitsträger in einem Winkel angeordnet wird, der kleiner ist als der Neutralwinkel von 54,7°, und gegebenenfalls Aufbringen eines Materials, das Polymerwerkstoff, bevorzugt Elastomerwerkstoff, enthält, über der mindestens einen Festigkeitsträgerlage, bevorzugt durch Extrudieren, um die äußere Schicht (C) zu bilden.

11. Verwendung eines Schlauchs nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Druckträger schlauch für Kältemittelleitungen, insbesondere bei CO2 als Kältemittel.

12. Verwendung nach Anspruch 11 bei einer Temperatur von 160 °C oder mehr.

Description:
Beschreibung

Schlauch, im speziellen für Kältemittelanwendungen

Die Erfindung betrifft einen Schlauch, insbesondere für Kältemittel an Wendungen. Der Schlauch ist besonders geeignet als Druckträgerschlauch für Kältemittelleitungen, insbesondere für CO 2 , für den Einsatz als Druckträger von Wellrohren.

Kältemittel Schläuche, die in Klimaanlagen für die Automobilindustrie verbaut werden, werden in der Regel mit Fluorkohlenwasserstoffen als Kältemittel befüllt. Diese Art von Kältemitteln hat bei Austritt in die Atmosphäre einen negativen Einfluss auf die Elmwelt, z.B. in Form von saurem Regen oder dem Treibhauseffekt. Ein umweltfreundlicheres Kältemittel stellt CO 2 dar. Aufgrund seiner Molekülgröße und seiner physikalisch chemischen Eigenschaften stellt es jedoch neue Anforderungen und Herausforderungen an die Klimaanlage, welche u.a. durch neue Schlauchsysteme erfüllt bzw. gelöst werden müssen.

Schläuche, die für die herkömmlichen Kältemittel Anwendung finden, bestehen meist aus drei unterschiedlichen Schichten: Einer Innenschicht, einer Festigkeitsträgerschicht und einer Außenschicht, wobei die Außenschicht und die Innenschicht meist aus einem elastomeren Werkstoff aufgebaut sind und die Innenschicht häufig mehrlagig ausgebildet ist und zusätzlich eine Lage aus einem thermoplastischen Werkstoff integriert hat, welche die Barriereeigenschaft des Schlauchs hinsichtlich Kältemittelverlust deutlich verbessert, jedoch im selben Zuge die Flexibilität des Schlauchs verschlechtert.

Als Elastomere für die Innenschicht und / oder die Außenschicht können u.a. EPDM, EPM, BIMS, BIIR, CIIR, IIR, CM, AEM, ACM, CR, NBR, HNBR alleine oder in Kombination verwendet werden. Die Festigkeitsträgerschicht besteht meist aus organischen Fasersystemen, wie z.B. Polyester-, Polyamid-, Rayon-, Aramid- oder PVOH- Garn und liegt in der Regel in geflochtener oder spiralisierter, d.h. gewickelter Form vor.

Die thermoplastische Lage der Innenschicht kann entweder im Schlauchinneren liegen (Veneer- Schl auch, s. Fig. 1 und 2) oder als Barrierelage zwischen zwei weiteren Lagen der Innenschicht eingebettet sein (Barriere- Schl auch, s. Fig. 3 und 4). Als Material für die Barrierelage haben sich Polyamide bewährt. Insbesondere schlagzähmodifizierte PA.6- Typen werden aufgrund ihres guten Kompromisses zwischen Flexibilität und Barrierefunktion heutzutage für die Klimaschlauchherstellung genutzt.

Wie bereits oben erwähnt, muss der genannte Schlauchaufbau für die Anwendung mit CO2 als Kältemittel neu konzeptioniert werden. Insbesondere die Hochdruckseite stellt durch Spitzentemperaturen von ca. 180°C und Drücke um die 90 bar erhöhte Anforderungen an die Kältemittelleitung und damit einhergehend an die Schlauchsysteme.

Die hier vorliegende Erfindung hat die Aufgabe einen geeigneten Schlauchaufbau mit den entsprechenden Materialien bereitzustellen, der dafür konzeptioniert ist, durch Stauchung des Schlauchs den Innendurchmesser zu erhöhen, um bei Bedarf ein Wellrohr zu montieren, welches dem gesamten Schlauchkonzept am Ende die nötige Flexibilität und Barrierefunktion bei entsprechender Temperatur- und Druckbelastung verleiht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Schlauch, der wenigstens folgende Lagen in dieser Reihenfolge aufweist:

- eine innerste Schicht A4, die aus thermoplastischem Werkstoff oder thermoplastischem Elastomerwerkstoff aufgebaut ist,

- eine auf der innersten Schicht A4 aufgebrachte innere Schicht A5, die aus Elastomerwerkstoff aufgebaut ist,

- mindestens eine Festigkeitsträgerlage B bzw. Bl, B2, wobei der Festigkeitsträger in einem Winkel angeordnet ist, der kleiner ist als der Neutralwinkel von 54,7°, und

- gegebenenfalls eine äußere Schicht C, die aus Polymerwerkstoff aufgebaut ist.

Die innerste Schicht A4 kann hier auch als Folie bezeichnet werden. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die innerste Schicht neben der Aufgabe, als Montagehilfe für die Wellrohrintegration zu dienen, dem gesamten Schlauchsystem, d.h. einschließlich Wellrohr, genügend Stabilität bei Impulsbelastungen verleiht, um die Funktion des Gesamtsystems hinsichtlich Dichtheit aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig kann das Material der innersten Schicht genügend Flexibilität aufweisen, um beim Verpressen und bei mechanischer Belastung keine Risse zu bilden, sowie die erforderlichen Temperaturanforderungen aufweisen, um die eben genannten Eigenschaften auf Dauer nicht zu verlieren.

Der erfindungsgemäße Schlauch eignet sich insbesondere zur Verwendung als Druckträger schlauch für Kältemittelleitungen, insbesondere bei CO 2 als Kältemittel. Dabei wird ein Wellrohr in dem erfindungsgemäßen Schlauch eingebracht, durch den das Kältemittel fließen soll.

Der Ausdruck "in dieser Reihenfolge" bezieht sich hier bei dem Schlauch auf eine Reihenfolge von innen nach außen. Insbesondere bildet die innerste Schicht im Allgemeinen die innerste Lage des Schlauchs.

Die innere Schicht ist auf der innersten Schicht aufgebracht, d.h. die innere Schicht steht insbesondere in direkter Nachbarschaft oder Kontakt zur innersten Schicht. Die innerste Schicht und die innere Schicht bilden zusammen die Innenschicht des Schlauchs, die gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten zwischen innerer Schicht und Festigkeitsträgerlage umfassen kann, was aber nicht bevorzugt ist.

Erfindungsgemäß weist der Schlauch eine innerste Schicht als innerste Lage auf, die aus thermoplastischem Werkstoff oder thermoplastischem Elastomerwerkstoff aufgebaut ist.

Der thermoplastische Werkstoff umfasst einen oder mehrere Thermoplaste oder besteht daraus. Der thermoplastische Elastomerwerkstoff umfasst ein oder mehrere thermoplastische Elastomere oder besteht daraus. Die eingesetzten Thermoplaste oder thermoplastischen Elastomere sind bevorzugt flexibel und hitzebeständig. Die innerste Schicht kann neben thermoplastischem Werkstoff oder thermoplastischem Elastomerwerkstoff gegebenenfalls ein oder mehrere Additive, wie z.B. Füllstoffe oder Stabilisierungsmittel, enthalten, wobei der Gesamtanteil an Additiven bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-%, bevorzugter nicht mehr als 5 Gew.-%, der innersten Schicht ausmacht. Bei der innersten Schicht handelt es sich insbesondere um eine thermoplastische Schicht oder eine thermoplastische und elastomere Schicht.

Als besonders geeignetes Material für die innerste Schicht hat sich thermoplastisches Copolyesterelastomer (TPC) erwiesen. Generell oder aber auch für geringere Temperaturanwendungen können u.a. eine oder mehrere der folgenden Materialien als thermoplastischer Werkstoff oder thermoplastischer Elastomerwerkstoff der innersten Schicht in Betracht gezogen werden: Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polymethylpenten (PMP), thermoplastisches Elastomer (TPE), Polyamid, wie z.B. PA6, PA66, PA11, PA12, PA46, PA610, PA9T, PA6T, Fluorpolymer oder Silikonpolymer.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der thermoplastische Werkstoff oder thermoplastische Elastomerwerkstoff der innersten Schicht daher bevorzugt mindestens ein thermoplastisches Elastomer (TPE), Polyamid, Fluorpolymer, Silikonpolymer oder eine Kombination davon oder besteht daraus, wobei TPE oder Polyamid bevorzugt ist. Das Polyamid ist bevorzugt Polyolefin-modifiziertes Polyamid oder Elastomer-modifiziertes Polyamid. Sofern der Werkstoff TPE enthält oder daraus besteht handelt es sich insbesondere um einen thermoplastischen Elastomerwerkstoff.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der thermoplastische Werkstoff oder thermoplastische Elastomerwerkstoff der innersten Schicht thermoplastisches Copolyesterelastomer (TPC) oder besteht daraus. In diesem Fall handelt es sich insbesondere um einen thermoplastischen Elastomerwerkstoff. Das TPC kann ein bindungsmodifiziertes TPC sein, worunter ein TPC verstanden wird, welches zur besseren chemischen Bindung an eine angrenzende Lage modifiziert wurde. Eine solche Modifizierung von TPC kann durch Einbau zusätzlicher reaktiver Gruppen in das TPC- Polymer erfolgen. Ein Beispiel für ein bindungsmodifiziertes TPC ist ein mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes TPC. Die innerste Schicht weist bevorzugt eine Wandstärke im Bereich von 0,05 bis 0,6 mm, bevorzugter von 0,08 bis 0,15 mm, auf, wobei eine Wandstärke von etwa 0,1 mm besonders bevorzugt ist.

Der erfmdungsgemäße Schlauch weist ferner eine auf der innersten Schicht aufgebrachte innere Schicht auf, die aus Elastomerwerkstoff aufgebaut ist. Der Elastomerwerkstoff umfasst ein oder mehrere Elastomere oder besteht daraus. Die innere Schicht kann neben Elastomerwerkstoff gegebenenfalls ein oder mehrere Additive, wie z.B. Füllstoffe oder Stabilisierungsmittel, enthalten, wobei der Gesamtanteil an Additiven stark von der Art der eingesetzten Mischung abhängen kann. Bei Einsatz von AEM als Elastomerwerkstoff kann der Gesamtanteil an Additiven z.B. bevorzugt nicht mehr als 60 Gew.-%, bevorzugter nicht mehr als 50 Gew.-%, der inneren Schicht ausmachen. Die innere Schicht befindet sich zwischen der innersten Schicht und dem mindestens einen Festigkeitsträger. Bei der inneren Schicht handelt es sich insbesondere um eine elastomere Schicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Elastomerwerkstoff der inneren Schicht Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Acrylat-Kautschuk (ACM), Fluorkautschuk (FPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), bromiertes Copolymer aus Isobutylen und Paramethyl styrol (BIMS), Ethylen- Vinylacetat-Kautschuk (EVM), Silikonkautschuk (VMQ) oder Verschnitte davon oder Verschnitte mit anderen Elastomeren, oder besteht daraus. Der Elastomerwerkstoff enthält besonders bevorzugt AEM, insbesondere diaminisch vernetztes AEM, oder besteht daraus. Die innere Schicht liegt bevorzugt in extrudierter Form vor.

Die innere Schicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 2,5 mm, bevorzugter von 1 bis 1,5 mm, auf.

Der erfmdungsgemäße Schlauch enthält zudem eine, zwei oder mehr Festigkeitsträgerlagen, wobei eine oder zwei Festigkeitsträgerlagen bevorzugt sind. Der bzw. die Festigkeitsträger in der oder den Festigkeitsträgerlagen sind in einem Winkel angeordnet, der kleiner ist als der Neutralwinkel von 54,7°, wobei der Winkel bevorzugt im Bereich von 15 bis 53,6°, bevorzugten von 30 bis 37°, insbesondere bei etwa 34 bis 35°, liegt.

Wie dem Fachmann bekannt, bezieht sich dieser Winkel des Festigkeitsträgers auf den spitzen Winkel, der sich zwischen der Fadenausrichtung des Festigkeitsträgers und der Längsachse des Schlauches ergibt. Der Neutralwinkel (54,7°) oder neutrale Winkel des Festigkeitsträgers ist der Winkel, bei dem der Schlauch unter Druckbelastung dimensionsstabil bleibt. Bei einem kleineren Winkel als dem Neutralwinkel vergrößert sich der Schlauchdurchmesser bei Druckbelastung, während sich bei einem größeren Winkel als dem Neutralwinkel der Schlauchdurchmesser bei Druckbelastung verkleinert.

Der Festigkeitsträger ist gewöhnlich in Form von Faden, Garn, Faser, Cord oder Draht. Die Festigkeitsträgerlage wird in der Regel durch Flechten oder Spiralisieren (Wendeln) des Festigkeitsträgers aufgetragen, vorzugsweise auf die innere Schicht. Der Festigkeitsträger liegt daher bevorzugt in geflochtener oder spiralisierter, d.h. gewickelter Form, vor.

Als Material für den Festigkeitsträger eignet sich bevorzugt Metalldraht, Aramide, wie z.B. p-Aramid oder m-Aramid, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyvinylalkohol (PVOH) oder Kombinationen aus den genannten in Form von Hybridsystemen, wobei es sich bei den nicht metallischen Festigkeitsträger bevorzugt um Garn, Fäden oder Fasern handelt. Der Festigkeitsträger ist bevorzugt aus Metalldraht gebildet, wobei Stahldraht besonders bevorzugt ist.

Im Falle geflochtener Festigkeitsträgerlagen können ein oder zwei, bevorzugt eine, Festigkeitsträgerlagen, angeordnet werden. Im Falle spiralisierter Festigkeitsträgerlagen können ein oder zwei, bevorzugt zwei, Festigkeitsträgerlagen, angeordnet werden. Im Falle spiralisierter Festigkeitsträgerlagen werden in der Regel zwei Festigkeitsträgerlagen eingesetzt, die gleich oder verschieden voneinander sein können.

Wenn die mindestens eine Festigkeitsträgerlage zwei Festigkeitsträgerlagen umfasst oder sind, befindet sich zwischen den beiden zwei Festigkeitsträgerlagen bevorzugt eine Zwischenschicht, die bevorzugt aus Elastomerwerkstoff aufgebaut ist, wobei es sich bei den zwei Festigkeitsträgerlagen bevorzugt um spiralisierte bzw. gewickelte Festigkeitsträgerlagen handelt.

Die Zwischenschicht ist bevorzugt aus Elastomerwerkstoff aufgebaut. Der Elastomerwerkstoff umfasst ein oder mehrere Elastomere oder besteht daraus. Die Zwischenschicht kann gegebenenfalls ein oder mehrere Additive, wie z.B. Füllstoffe oder Stabilisierungsmittel, enthalten. Die Zwischenschicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm auf. Bei der optionalen Zwischenschicht handelt es sich somit insbesondere um eine elastomere Schicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Elastomerwerkstoff der Zwischenschicht vorteilhafterweise AEM, ACM, FPM, EPDM, EPM, HNBR, BIMS, EVM, VMQ oder Kombinationen davon oder besteht daraus. Der Elastomerwerkstoff enthält besonders bevorzugt AEM, insbesondere diaminisch vernetztes AEM, oder besteht daraus. Die Zwischenschicht liegt bevorzugt in extrudierter Form vor.

Der erfindungsgemäße Schlauch weist gegebenenfalls eine äußere Schicht oder Außenschicht auf, die aus Polymerwerkstoff aufgebaut ist. Es ist bevorzugt, dass eine äußere Schicht, die aus Polymerwerkstoff aufgebaut ist, vorhanden ist. Der Polymerwerkstoff kann z.B. thermoplastischer Werkstoff, thermoplastischer Elastomerwerkstoff oder Elastomerwerkstoff sein, bevorzugt Elastomerwerkstoff.

Der Polymerwerkstoff, bevorzugt Elastomerwerkstoff, der optionalen äußeren Schicht umfasst ein oder mehrere Polymere, bevorzugt Elastomere, oder besteht daraus. Die äußere Schicht kann gegebenenfalls ein oder mehrere Additive, wie z.B. Füllstoffe oder Stabilisierungsmittel, enthalten, wobei der Gesamtanteil an Additiven stark von der Art der eingesetzten Mischung abhängen kann. Bei Einsatz von AEM als Elastomerwerkstoff kann der Gesamtanteil an Additiven z.B. bevorzugt nicht mehr als 60 Gew.-%, bevorzugter nicht mehr als 50 Gew.-%, der äußeren Schicht ausmachen. Bei der optionalen und bevorzugten äußeren Schicht handelt es sich insbesondere um eine elastomere Schicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Elastomerwerkstoff der äußeren Schicht AEM, ACM, FPM, EPDM, EPM, HNBR, BIMS, EVM, VMQ oder Verschnitte davon oder Verschnitte mit anderen Elastomeren, oder besteht daraus. Der Elastomerwerkstoff enthält besonders bevorzugt AEM, insbesondere diaminisch vernetztes AEM, oder besteht daraus. Die äußere Schicht liegt bevorzugt in extrudierter Form vor.

Die äußere Schicht weist, wenn eingesetzt, bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 2,5 mm, bevorzugter von 1 bis 1,8 mm, auf.

Zwischen allen Lagen besteht bevorzugt ein ausreichend guter Haftverbund, welcher gegebenenfalls durch Integration von dünnen Haftvermittlerschichten zwischen den Lagen bzw. Schichten verbessert wird. Um die Haftung zwischen den verschiedenen Lagen zu generieren oder zu optimieren, können daher gegebenenfalls zusätzlich Haftvermittlerschichten dem Schlauchaufbau hinzugefügt werden.

Neben der innersten Schicht, der inneren Schicht, dem mindestens einen Festigkeitsträger sowie den vorstehend beschriebenen optionalen Lagen (Zwischenschicht, äußere Schicht, Haftvermittler Schicht) können gegebenenfalls weitere Schichten enthalten sein, was aber nicht bevorzugt ist.

In besonders bevorzugten Ausführungsformen weist der erfindungsgemäße Schlauch folgenden Aufbau auf, wobei die Festigkeitsträgerlage(n) bevorzugt aus Metalldraht, insbesondere Stahldraht, gebildet sind, und/oder wobei gegebenenfalls ein oder mehrere Haftvermittlerschichten dem Schlauchaufbau hinzugefügt werden:

TPC-Folie (innerste Schicht) / innere AEM-Schicht / geflochtene Festigkeitsträgerlage / äußere AEM-Schicht oder

TPC-Folie (innerste Schicht)/ innere AEM-Schicht / spiralisierte Festigkeitsträgerlage / AEM-Zwischenschicht / AEM-Zwischenschicht / spiralisierte Festigkeitsträgerlage / äußere AEM-Schicht

Der erfindungsgemäße Schlauch eignet sich wie erwähnt insbesondere als Druckträger schlauch für Kühlmittelleitungen. Als Kühlmittelleitung dient dabei bevorzugt ein Wellrohr. In der bevorzugten Anwendungsform ist daher im Inneren des Schlauchs ein Wellrohr angeordnet. Wellrohre sind dem Fachmann bekannt. Ein Wellrohr ist allgemein ein Rohr aus starrem Material mit wellenförmig wechselndem Durchmesser, wobei die Wellung dem Rohr Flexibilität verleiht. Das Wellrohr kann z.B. aus Metall oder aus Kunststoff gebildet sein, wobei Metall bevorzugt ist, da Kunststoff sich im Falle von CO2 nur bei relativ niedrigen Temperaturen und Drücken eignet.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schlauchs wie vorstehend beschrieben, umfassend die folgenden Schritte

Aufbringen eines Materials, das thermoplastischen Werkstoff oder thermoplastischen Elastomerwerkstoff enthält, auf einen Dom, bevorzugt durch Extrudieren, um die innerste Schicht (A4) zu bilden,

Aufbringen eines Materials, das Elastomerwerkstoff enthält, auf die innerste Schicht, bevorzugt durch Extrudieren, um die innere Schicht auf der innersten Schicht zu bilden,

Aufbringen der mindestens einen Festigkeitsträgerlage über der inneren Schicht (A5) durch Flechten oder Spiralisieren, wobei der Festigkeitsträger in einem Winkel angeordnet wird, der kleiner ist als der Neutralwinkel von 54,7°, und gegebenenfalls Aufbringen eines Materials, das Polymerwerkstoff, bevorzugt Elastomerwerkstoff, enthält, über der mindestens einen Festigkeitsträgerlage, bevorzugt durch Extrudieren, um die äußere Schicht (C) zu bilden.

Die innerste Schicht, die innere Schicht und/oder, sofern vorhanden, die Zwischenlage und/oder die äußere Schicht des Schlauchs, vorzugsweise des Kältemittelschlauchs, werden vorzugsweise nacheinander auf einen Dorn extrudiert. Anschließend wird der Schlauch vulkanisiert und entdornt.

Der erfindungsgemäße Schlauch steht anschließend für eine Wellrohrmontage zur Verfügung. Hierfür wird der Schlauch zunächst bevorzugt auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Der Schlauch bzw. Schlauchzuschnitt kann dann gestaucht werden, was zu einer Vergrößerung des Innendurchmessers führt, wodurch das Wellrohr eingeschoben werden kann. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfmdungsgemäßen Schlauchs wie vorstehend beschrieben als Druckträgerschlauch für Kältemittelleitungen, insbesondere bei CO2 als Kältemittel. Der Schlauch eignet sich insbesondere für die Verwendung bei einer Einsatztemperatur von 160 °C oder mehr, insbesondere bei der weiter oben beschriebenen Materialauswahl.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Versuchsergebnisse und schematische Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung ist aber nicht auf die nachstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt.

Schematische Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Kältemittelschlauch in Form eines Veneer-Schlauchs aus dem Stand der Technik mit einer geflochtenen Festigkeitsträgerlage B, einem zweilagigen Aufbau der Innenschicht A, bei dem die thermoplastische Lage Al der Innenschicht A aus Polyamid besteht und als Barrierelage die innerste Lage der Innenschicht A bildet, einer weiteren zweiten Lage A2 der Innenschicht A und einer äußeren Schicht C.

Fig. 2 zeigt einen Kältemittelschlauch in Form eines Veneer-Schlauchs aus dem Stand der Technik mit zwei spiralisierten Festigkeitsträgerlagen Bl, B2, einem zweilagigen Aufbau der Innenschicht A, bei dem die thermoplastische Lage Al der Innenschicht A aus Polyamid besteht und als Barrierelage die innerste Lage der Innenschicht A bildet, einer weiteren zweiten Lage A2 der Innenschicht A, einer zusätzlichen elastomeren Zwischenschicht D und einer äußeren Schicht C.

Fig. 3 zeigt einen Kältemittelschlauch in Form eines Barrier-Schlauchs aus dem Stand der Technik mit einer geflochtenen Festigkeitsträgerlage B, einem dreilagigen Aufbau der Innenschicht A, bei dem die thermoplastische Lage Al der Innenschicht aus Polyamid als Barrierelage zwischen zwei weiteren Lagen A2, A3 der Innenschicht A eingebettet ist, einer weiteren zweiten Lage A2 der Innenschicht A, einer zusätzlichen dritten Lage A3 der Innenschicht A und einer äußeren Schicht C.

Fig. 4 zeigt einen Kältemittelschlauch in Form eines Barrier-Schlauchs aus dem Stand der Technik mit zwei spiralisierten Festigkeitsträgerlagen Bl, B2, einem dreilagigen Aufbau der Innenschicht A, bei dem die thermoplastische Lage Al der Innenschicht A aus Polyamid als Barrierelage zwischen zwei weiteren Lagen A2, A3 der Innenschicht A eingebettet ist, einer weiteren zweiten Lage A2 der Innenschicht A, einer zusätzlichen dritten Lage A3 der Innenschicht A, einer zusätzlichen elastomeren Zwischenschicht D und einer äußeren Schicht C.

Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Schlauch mit einer geflochtenen Festigkeitsträgerlage B, einem zweilagigen Aufbau der Innenschicht A, bei dem die erste Lage in Form einer innersten Schicht (Folie) A4 der Innenschicht A aus einem Thermoplasten oder thermoplastischen Elastomer aufgebaut ist und die zweite Lage (die innere Schicht) A5 der Innenschicht A aus einem elastomeren Werkstoff aufgebaut ist. Die äußere Lage C ist optional und ebenfalls polymerer Natur.

Fig. 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Schlauch mit zwei spiralisierten Festigkeitsträgerlagen Bl und B2, einem zweilagigen Aufbau der Innenschicht A, bei dem die erste Lage in Form einer innersten Schicht A4 der Innenschicht A aus einem Thermoplasten oder thermoplastischen Elastomer aufgebaut ist und die zweite Lage A5 der Innenschicht A aus einem elastomeren Werkstoff aufgebaut ist, einer zusätzlichen optionalen Zwischenschicht D und einer optionalen äußeren Schicht C.

Fig. 7 zeigt einen nicht erfindungsgemäßen Schlauch für Vergleichszwecke mit einer geflochtenen Festigkeitsträgerschicht B, lediglich einer inneren Lage bzw. Schicht A5, welche aus einem elastomeren Werkstoff aufgebaut ist. Die äußere Lage C ist erneut optional und ebenfalls polymerer Natur. Der Schlauch weist keine innenliegende Schicht A4 auf, die aus einem Thermoplasten oder thermoplastischen Elastomer aufgebaut ist.

Beispiele

Es wurden ein Schlauch (VI) ohne innerste Schicht und mehrere erfmdungsgemäße Schläuche (El, E2 und E3) hergestellt. Der Schlauchaufbau der Schläuche war hierbei wie folgt (die innere Schicht, der Festigkeitsträger und die äußere Lage sind in allen Beispielen gleich): Innerste Schicht A4 (Folie): TPC (Arnitel CM622, Fa. DSM), Lagendicke 0,06 mm (E3); TPC (Arnitel CM622, Fa. DSM), Lagendicke 0,1 mm (E2); Polyamid PA6 (Orgalloy LT5050, Fa. Arkema), Lagendicke 0,1 mm (El); ohne innere Lage A4 (VI)

Innere Schicht A5: AEM, Lagendicke 1,3 mm

FestigkeitsträgerschichtB: Stahldraht, geflochten, Geflechtswinkel 34°

Äußere Schicht C: AEM, Lagendicke 1,4 mm Versuchsergebnisse

Tabelle 1 zeigt verschiedene physikalische Prüfergebnisse anhand des hergestellten Schlauches ohne innerste Schicht VI und der hergestellten erfindungsgemäßen Schläuche El, E2 und E3. Vor den Funktionsprüfungen wurden die Schläuche jeweils auf ein Wellrohr gleicher Natur montiert.

Die Prüfergebnisse wurden in Anlehnung an DIN Spec 74106 ermittelt. Die Bewertung „+“ bedeutet, dass der Test bestanden wurde, die Bewertung bedeutet, dass der Test nicht bestanden wurde, die Bewertung „+/-“ bedeutet, dass der Test zum Teil bestanden wurde.

Tabelle 1

Der erfindungsgemäße Schlauch E2 eignet sich als Druckträgerschlauch für den Einsatz im Hochtemperaturbereich (momentan kurzzeitig max. 180°C) und CO2 als Kältemittel. Er zeichnet sich durch eine ausreichend gute Wärmebeständigkeit und eine gute Kälteflexibilität aus. Zudem weist der Schlauch in Kombination mit dem Wellrohr ein gutes Impul sverhalten auf. Die erfindungsgemäßen Schläuche El und E3 eignen sich bedingt für den Einsatz als Druckträgerschlauch im Hochtemperaturbereich.

Der Vergleichsschlauch VI ohne innerste Schicht fällt bereits nach kurzer Impulsgebung aus und weist eine erschwerte Wellrohrmontage auf. Bei den erfindungsgemäßen Schläuche El, E2 und E3 ist die Wellrohrmontage einfacher.

B ezugszei chenli ste (Teil der Beschreibung)

A Innenschicht

Al Barrierelage der Innenschicht

A2 weitere zweite Lage der Innenschicht

A3 zusätzliche dritte Lage der Innenschicht

A4 innerste Schicht

A5 elastomere Schicht (innere Schicht)

B einzige Festigkeitsträgerlage

B 1 erste F estigkeitsträgerlage

B2 zweite Festigkeitsträgerlage

D elastomere Zwischenschicht

C äußere Schicht