DE3510395C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine kraftstofführende mit vorgegebener Länge fest installierbare Leitung für ein Kraftfahrzeug, die aus einem im Wege des Strangpressens mittels Schneckenpresse her­ gestellten Kunststoffrohr mit Polyamidwandung besteht.

Die (aus der Praxis) bekannten kraftstofführenden Leitungen werden für die Führung von Normalbenzin oder Superbenzin zwischen Kraftstoff­ vorratsbehälter und Motor eingesetzt. Für den Einbau und für die Funktion ist die zumeist einige Meter betragende Länge dieser Leitungen mit engen Toleranzen vorgegeben. Die Länge der Leitung darf sich im eingebauten, betriebsmäßigen Zustand nicht verändern, wenn anders wegen stabilitätsmäßiger Beanspruchungen bei Längungen, wegen Zug­ beanspruchungen bei Längenschrumpfungen im fest verlegten Zustand funktionsbeeinträchtigende Störungen auftreten können. Die bekannte gattungsgemäße Leitung erfüllt diese Forderungen, wenn es sich bei dem Kraftstoff um Normalbenzin oder Superbenzin handelt. Führt der Kraftstoff Alkohol, insbes. Methanol, so treten bei der bekannten Leitung äußerst störende Längenänderungen auf, und zwar im Sinne einer Ver­ größerung der Länge um 4 bis 5% und folglich von 10 bis unter Umständen 25 cm. Insoweit sind die bekannten Leitungen, die aus einem im Wege des Strangpressens mittels Schneckenpresse hergestellten Kunststoffrohr mit Polyamidwandung bestehen, nicht einsetzbar. Sie mußten bisher, wenn es sich um die Führung von mit Alkohol versetztem Normalbenzin oder Superbenzin handelt, durch Metallrohre ersetzt werden. Die Metall­ rohre sind bei einem mit Alkohol versetzten Kraftstoff korrosionsge­ fährdet, und zwar nicht nur durch Außenkorrosion, sondern auch durch Innenkorrosion, weil der im Kraftstoff befindliche Alkohol Wasser mit­ führt oder Wasser aufnimmt. Andererseits gehen die Bestrebungen bei bleifreiem Benzin, insbes. Superbenzin, dahin, den Kraftstoff mit Al­ kohol zu versetzen, um die sonst durch Blei beeinflußte Klopffestigkeit durch den Alkoholzusatz einzustellen. Das alles gilt auch für Diesel­ kraftstoff, wenn dieser aus irgendwelchen Gründen mit Alkohol ver­ setzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße, kraft­ stofführende, mit vorgegebener Länge fest installierbare Leitung so weiter auszubilden, daß sie bei Verwendung zur Führung eines Kraft­ stoffes, der Alkohol enthält, eine störende Längung nicht erfährt. Insbes. soll die Leitung zur praktisch längungsfreien Führung von Super­ benzin mit einem Alkoholzusatz von 5% und ggf. mehr geeignet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Polyamid­ wandung zum Strömungskanal hin eine Alkoholsperrschicht auf Basis von Polyvinylalkohol und diese zum Strömungskanal hin eine Wasser­ sperrschicht auf Basis von Polyamid aufweist, wobei die Polyamid­ wandung, die Alkoholsperrschicht sowie die Wassersperrschicht im Wege der Coextrusion stoffschlüssig vereinigt sind, und daß die Polyamid­ wandung eine Wanddicke aufweist, die die auf Alkoholaufnahme beruhende Quellung der Wassersperrschicht ohne störende Vergrößerung der vor­ gegebenen Länge aufnimmt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Polyamidwandung aus Polyamid 11 oder Polyamid 12 nach DIN 7728 aufgebaut. Da die Polyamidwandung, die Alkoholsperr­ schicht sowie die Wassersperrschicht im Wege der Coextrusion stoff­ schlüssig vereinigt sind, ist auch die auf Basis von Polyvinylalkohol aufgebaute Alkoholsperrschicht extrudierbar eingestellt. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Alkoholsperrschicht aus einem extrudierbaren Copolymerisat mit einem ausreichenden Anteil an Polyvinylalkohol be­ steht. Nach bevorzugter Ausführungsform ist das Copolymerisat aus Vinylalkohol plus Äthylen aufgebaut. Ein geeignetes Mischungsver­ hältnis läßt sich unschwer durch Versuche ermitteln. Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, für die Polyamidwandung einer­ seits, die Wassersperrschicht andererseits identisch den gleichen Werk­ stoff einzusetzen, doch kann der Strangpreßvorgang mit zwei Extrudern durchgeführt werden, wenn die Wassersperrschicht und die Polyamid­ wandung aus dem gleichen Polyamid bestehen. Insoweit lehrt die Erfindung konkret, daß auch die Wassersperrschicht aus Polyamid 11 oder Polyamid 12 nach DIN 7728 aufgebaut ist.

Bezüglich der konstruktiven Gestaltung bestehen im Rahmen der Er­ findung mehrere Möglichkeiten. Das gilt insbes. für Außendurchmesser, Innendurchmesser und Wanddicke. Alle Anforderungen der kraftfahr­ zeugbauenden Industrie können bei üblichen Personenkraftwagen u. dgl. insoweit ohne Schwierigkeiten erfüllt werden. Insbes. kann man mit Durchmessern im Bereich von 5 bis 10 mm, inbes. von etwa 8 mm, arbeiten. Gerade für diese Durchmesserverhältnisse, aber auch darüber hinaus, hat sich für die Polyamidwandung eine Dicke von 0,75 bis 1,25 mm bewährt. Demgegenüber sollen die Sperrschichten eine Wand­ dicke aufweisen, die etwa 10% der Dicke der Polyamidwandung, für jede Sperrschicht, ausmacht. Insbes. können die Polyamidwandung, bei einem Außendurchmesser von etwa 8 mm, eine Dicke von etwa 0,8 mm, die Sperrschichten jeweils eine Dicke von etwa 0,1 mm auf­ weisen.

Die erfindungsgemäße Rohrleitung kann aus einem hart eingestellten Polyamid aufgebaut werden, sie ist dann gleichsam starr, also nicht schlauchartig flexibel. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, das Polyamid mit einem Weichmacher zu versehen, so daß dadurch die gesamte Leitung schlauchartig flexibel eingestellt ist. Es versteht sich, daß sie nicht collapsible sein darf. Ist die Leitung flexibel eingestellt, so erleichtert dieses die Montage. Überraschenderweise werden die beschriebenen Zusammenhänge durch den Weichmacher in keiner Weise gestört und besitzt auch eine Leitung, deren Polyamid­ wandung und ggf. auch Wassersperrschicht mit einem Weichmacher versehen ist, eine ausreichende Längenstabilität bei der Führung von Kraftstoff, der mit Alkohol versetzt ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die störende, auf Quellung beruhende Längung der bekannten Leitungen mit Polyamid­ wandung darauf zurückzuführen ist, daß der Alkohol aus dem Kraft­ stoff in die Polyamidwandung hineindiffundiert und dort die Quellung bewirkt. Versuche, eine gegen Alkohol wirksame Sperre auf Basis von Polyvinylalkohol strömungskanalseitig auf der Polyamidwandung vorzusehen, führten allein nicht zum Erfolg. Der Alkohol passierte im Wege der Diffusion diese Sperrschicht. Überraschenderweise ist dieses nicht der Fall, wenn die weitere Sperrschicht aus Polyamid strömungskanalseitig auf der Alkoholsperrschicht angeordnet wird, wie es zur Lehre der Erfindung gehört. Diese Polyamidschicht wirkt als Wassersperrschicht und verhindert auch bei geringer Wanddicke eine Wasserdiffusion in die Alkoholsperrschicht hinein, die ihrerseits sehr dünnwandig aufgebaut werden kann. Gelangt an die Alkoholsperrschicht auf Basis von Polyvinylalkohol kein Wasser (und hat man Vorsorge getroffen, daß der Polyvinylalkohol auch von der Extrusion her kein Wasser mitbringt) so wirkt diese Schicht zuverlässig als Alkoholsperr­ schicht. Die zusätzlich angeordnete Wassersperrschicht aus Polyamid erfährt eine Quellung, die Kräfte weckt, welche in Längsrichtung der Leitung wirken. Daraus resultiert jedoch keine störende Längung der Leitung, weil die Polyamidwandung diese Kräfte ohne weiteres aufnimmt. Sie wirkt insofern längenstabilisierend. Das alles hat sich auch in Langzeitversuchen bewährt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Aus­ führungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Ansicht eines Abschnittes aus einer kraftstofführenden Leitung nach der Lehre der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte kraftstofführende Leitung 1 besitzt von der Fertigung her eine vorgegebene Länge und ist mit vorgegebener Länge fest installierbar. Sie dient bei einem Kraftfahrzeug dazu, den Kraftstoff vom Kraftstoffvorratsbehälter zum Motor zu führen. Die Leitung 1 besteht aus einem im Wege des Strangpressens mittels Schneckenpresse hergestellten Kunststoffrohr mit Polyamidwandung 2. Die Polyamidwandung 2 trägt zum Strömungskanal hin eine Alkohol­ sperrschicht 3 auf Basis von Polyvinylalkohol. Diese Alkoholsperr­ schicht 3 besitzt zum Strömungskanal hin ihrerseits eine Wassersperr­ schicht 4 auf Basis von Polyamid. Die Polyamidwandung 2, die Al­ koholsperrschicht 3 sowie die Wassersperrschicht 4 sind im Wege der Coextrusion zur Leitung stoffschlüssig vereinigt. Die Polyamidwandung 2 besitzt eine Wanddicke, die ausreicht, die aus Alkoholaufnahme beruhende Quellung der Wassersperrschicht 4 ohne störende Vergrößerung der vorgegebenen Länge der Leitung 1 insgesamt aufzunehmen. Be­ züglich des werkstoffmäßigen Aufbaus wird auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen. Zur Geometrie der Zusammenhänge mag ange­ nommen werden, daß die dargestellte Leitung 1 einen Außendurchmesser von 8 mm und eine Wanddicke von 1 mm aufweist. Jedenfalls soll die Polyamidwandung 2 eine Dicke von 0,75 bis 1,25 mm besitzen. Die Sperrschichten 3, 4 sollen ihrerseits eine Wanddicke aufweisen, die etwa 10% der Dicke der Polyamidwandung 2, pro Sperrschicht 3 bzw. 4, ausmacht. Das bedeutet, daß im Ausführungbeispiel die Sperrschichten 3, 4 eine Dicke von etwa 0,1 mm aufweisen.

Claims (10)

1. Kraftstofführende, mit vorgegebener Länge fest installierbare Leitung für ein Kraftfahrzeug, die aus einem im Wege des Strangpressens mittels Schneckenpresse hergestellten Kunststoffrohr mit Polyamidwandung be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamid­ wandung (2) zum Strömungskanal hin eine Alkoholsperrschicht (3) auf Basis von Polyvinylalkohol und diese zum Strömungskanal hin eine Wassersperrschicht (4) auf Basis von Polyamid aufweist,
wobei die Polyamidwandung (2), die Alkoholsperrschicht (3) sowie die Wassersperrschicht (4) im Wege der Coextrusion stoffschlüssig vereinigt sind,
und daß die Polyamidwandung (2) eine Wanddicke aufweist, die die auf Alkoholaufnahme beruhende Quellung der Wassersperrschicht (4) ohne störende Vergrößerung der vorgegebenen Länge aufnimmt.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamid­ wandung (2) aus Polyamid 11 oder Polyamid 12 nach DIN 7728 aufgebaut ist.

3. Leitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholsperrschicht (3) aus einem extrudierbaren Copolymerisat mit einem ausreichenden Anteil an Polyvinylalkohol besteht.

4. Leitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Copoly­ merisat aus Vinylalkohol plus Äthylen aufgebaut ist.

5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassersperrschicht (4) aus Polyamid 11 oder Polyamid 12 nach DIN 7728 aufgebaut ist.

6. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidwandung (2) eine Dicke von 0,75 bis 1,25 mm aufweist.

7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschichten (3, 4) eine Wanddicke aufweisen, die etwa 10% der Dicke der Polyamidwandung (2) ausmacht.

8. Leitung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidwandung (2) bei einem Außendurchmesser von etwa 8 mm eine Dicke von etwa 0,8 mm, die Sperrschichten (3, 4) eine Dicke von jeweils etwa 0,1 mm aufweisen.

9. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid hart eingestellt ist.

10. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid einen Weichmacher aufweist und dadurch die Leitung flexibel eingestellt ist.