DE102006054268A1 - Rohrförmiges Formteil - Google Patents

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Abstract

Um ein rohrförmiges Formteil mit einer Wandung zu schaffen, das eine hohe Druckfestigkeit und eine hohe mechanische Stabilität bei guter Temperaturbeständigkeit und guter chemischer Beständigkeit aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Wandung einen Verbund umfasst, der eine Kunststoffschicht, die aus eienm ein Fluorpolymermaterial enthaltenden Material gebildet ist, und eine Verstärkungsschicht umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein rohrförmiges Formteil mit einer Wandung.
  • Rohrförmige Formteile aus Kunststoff werden beispielsweise als kaltseitige Ladeluftleitung zwischen einem Ladeluftauslass eines Ladeluftkühlers und einem Ladelufteinlass eines Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader verwendet, um die in dem Ladeluftkühler gekühlte Ladeluft dem Verbrennungsmotor zuzuführen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Formteil mit einer Wandung zu schaffen, das eine hohe Druckfestigkeit und eine hohe mechanische Stabilität bei guter Temperaturbeständigkeit und guter chemischer Beständigkeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird bei einem rohrförmigen Formteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wandung einen Verbund umfasst, der eine Kunststoffschicht, die aus einem ein Fluorpolymermaterial enthaltenden Material gebildet ist, und eine Verstärkungsschicht umfasst.
  • Dadurch, dass die Wandung eine ein Fluorpolymermaterial enthaltende Kunststoffschicht umfasst, weist das rohrförmige Formteil eine hohe chemische Beständigkeit und eine gute Temperaturbeständigkeit auf.
  • Dadurch, dass die Wandung eine Verstärkungsschicht umfasst, weist das rohrförmige Formteil eine gute Druckbeständigkeit und hohe mechanische Festigkeit auf.
  • Dadurch, dass die Kunststoffschicht und die Verstärkungsschicht zu einem Verbund zusammengefasst sind, ist das rohrförmige Formteil in einfacher Weise handhabbar und montierbar, äußerst robust und bruchunanfällig.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstärkungsschicht die Kunststoffschicht zumindest teilweise umgibt.
  • Vorzugsweise bildet die Kunststoffschicht die innerste Schicht des Verbundes, welche den Innenraum des rohrförmigen Formteils umschließt und mit dem durch das rohrförmige Formteil hindurchgeleiteten Fluid in Kontakt kommt.
  • Die Kunststoffschicht ist vorzugsweise selbsttragend, insbesondere als selbsttragendes Kunststoffrohr, ausgebildet.
  • Auch die Verstärkungsschicht ist vorzugsweise selbsttragend, vorzugsweise als selbsttragendes Verstärkungsrohr oder als selbsttragender Verstärkungsschlauch, ausgebildet.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstärkungsschicht einen Stützschlauch umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Verstärkungsschicht ein Gewebe, Gewirke, Gestrick, Gewirr oder Geflecht oder eine Wicklung umfasst.
  • Insbesondere kann die Verstärkungsschicht einen gewobenen, gestrickten, gewirkten oder gewickelten Stützschlauch umfassen.
  • Die Verstärkungsschicht ist vorzugsweise aus Fasern, die den Temperaturen bei der Herstellung des rohrförmigen Formteils und im Betrieb desselben standhalten, ausgebildet. Insbesondere kann die Verstärkungsschicht ein Glasfasermaterial, ein Kohlefasermaterial, ein Aramidfasermaterial und/oder ein Fasermaterial aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial enthalten.
  • Um eine innige stoffschlüssige Verbindung zwischen der Kunststoffschicht und der Verstärkungsschicht herzustellen, kann zwischen der Kunststoffschicht und der Verstärkungsschicht eine Verbindungsschicht angeordnet sein.
  • Diese Verbindungsschicht enthält vorzugsweise ein thermoplastisches Kunststoffmaterial.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsschicht ein Fluorthermoplastmaterial, insbesondere PFA (Perfluoralkoxy-Copolymer), FEP (Perfluorethylenpropylen-Copolymer), MFA oder modifiziertes Polytetrafluorethylen (PTFE) enthält.
  • Dabei ist unter einem "modifizierten Polytetrafluorethylen" ein Polytetrafluorethylen-ähnlicher Stoff zu verstehen, bei welchem die Molekülstruktur des Polytetrafluorethylen (PTFE) dadurch chemisch modifiziert worden ist, dass neben Tetrafluorethylen noch ein weiteres, ebenfalls perfluoriertes Monomer in die Molekülkette eingebaut wurde, so dass die Fluoratome des PTFE teilweise durch Substituenten ersetzt sind.
  • Die chemische Zusammensetzung und Herstellung von "modifiziertem PTFE" sind beispielsweise in der EP 0 041 687 A1 , der EP 0 931 798 A1 oder der US-Patentschrift Nr. 6,013,700 beschrieben.
  • Damit das rohrförmige Formteil eine ausreichende Flexibilität aufweist, um Relativbewegungen zwischen seinen beiden Enden ausgleichen zu können, ist es günstig, wenn das Formteil mindestens eine flexible Zone aufweist.
  • Um die gewünschte Formflexibilität der flexiblen Zone des Formteils bereitzustellen, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die flexible Zone einen gewellten Bereich, vorzugsweise einen Faltenbalg, umfasst.
  • Ferner kann das Formteil auch mindestens eine formstabile, steife Zone umfassen.
  • Die steife, formstabile Zone des Formteils kann mindestens einen gekrümmten Abschnitt aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße rohrförmige Formteil kann grundsätzlich in beliebiger Weise hergestellt werden, beispielsweise in einem Spritzverfahren.
  • Vorzugsweise ist das rohrförmige Formteil jedoch blasgeformt.
  • Je höher die Umformtemperatur gewählt wird, desto geringer ist bei dem ausgeformten Formteil der Memory-Effekt, d.h. die Rückformneigung des ausgeformten Formteils bei Erwärmung.
  • Besonders günstig ist es daher, wenn das Formteil bei einer Temperatur oberhalb der Kristallitschmelztemperatur des Ausgangsmaterials der Kunststoffschicht geformt ist.
  • Die Kunststoffschicht kann beispielsweise aus reinem Polytetrafluorethylen und/oder modifiziertem Polytetrafluorethylen gebildet sein.
  • Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Kunststoffschicht aus einem Polytetrafluorethylen-Compound und/oder aus einem modifizierten Polytetrafluorethylen-Compound gebildet ist, d.h. aus einem Gemisch von Polytetrafluorethylen bzw. modifiziertem Polytetrafluorethylen und mindestens einem organischen oder anorganischen Füllstoff.
  • Um das Formteil schwarz einzufärben, kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Polytetrafluorethylen-Compound oder das modifizierte Polytetrafluorethylen-Compound ein Schwarzpigment, vorzugsweise Ruß, enthält.
  • Das erfindungsgemäße Formteil ist vorzugsweise bei einer Betriebstemperatur von mindestens 200°C, vorzugsweise von mindestens 250°C, thermisch stabil.
  • Ferner ist es von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Formteil bei einem Betriebsinnendruck von mindestens 2 bar, vorzugsweise von mindestens 2,5 bar, mechanisch stabil ist.
  • Das erfindungsgemäße rohrförmige Formteil eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Baugruppe, die einen Abgasturbolader und einen Ladeluftkühler für einen Verbrennungsmotor und einen den Abgasturbolader mit einem Ladelufteinlass des Ladeluftkühlers verbindende heißseitige Ladeluftleitung umfasst, wobei die heißseitige Ladeluftleitung ein erfindungsgemäßes rohrförmiges Formteil umfasst.
  • Das erfindungsgemäße rohrförmige Formteil ist einfach herstellbar, handhabbar und montierbar und weist eine hohe Temperaturbeständigkeit sowie eine hohe dynamische mechanische Beständigkeit auf, so dass ein solches rohrförmiges Formteil überraschenderweise auch den hohen Einsatztemperaturen und Einsatzdrücken in einer heißseitigen Ladeluftleitung gewachsen ist.
  • Insbesondere dann, wenn die Kunststoffschicht des Formteils PTFE oder modifiziertes PTFE enthält, ist das erfindungsgemäße Formteil für niedrige Temperaturen bis zu –50°C und für hohe Temperaturen bis zu ungefähr 300°C geeignet und dynamisch hoch belastbar. Die aus einem solchen Formteil gebildete Ladeluftleitung weist eine sehr gute Biegewechselfestigkeit und eine hohe akustische Eigendämpfung sowie eine universelle chemische Beständigkeit gegen Blow-By-Gase und motortypische Medien, wie beispielsweise Öle, Fette, Bremsflüssigkeit und Streusalz, auf.
  • Das erfindungsgemäße rohrförmige Formteil ist einfach, prozesssicher und kostengünstig herstellbar und bei der Montage in einfacher Weise handhabbar.
  • Das Formteil ist an seinen Enden plastisch und/oder elastisch verformbar, um das Formteil direkt und fluiddicht mit angrenzenden Aggregaten, beispielsweise mit einem Abgasturbolader und einem Ladeluftkühler, zu verbinden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Formteils zu schaffen, durch welches ein Formteil mit hoher Druckfestigkeit und hoher mechanischer Stabilität bei zugleich guter Temperaturbeständigkeit und guter chemischer Beständigkeit herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • – Anordnen eines Schlauches, der aus einem ein Fluorpolymermaterial enthaltenden Material gebildet ist, und eines Stützschlauches in einer Blasform;
    • – Aufheizen der Blasform auf eine Umformtemperatur;
    • – Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Schlauches und/oder dem Innenraum des Stützschlauches einerseits und dem außerhalb des Schlauches und des Stützschlauches liegenden Bereichs des Innenraums der Blasform andererseits, so dass der Schlauch und der Stützschlauch gegen die Innenwand der Blasform gepresst werden und zusammen ein Formteil mit einer Wandung bilden, die einen Verbund aus dem Schlauch und dem Stützschlauch umfasst;
    • – Entnehmen des Formteils aus der Blasform.
  • Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Innenraum des Schlauches und/oder des Stützschlauches mit einem erhöhten Druck von beispielsweise ungefähr 6 bar bis ungefähr 50 bar beaufschlagt wird.
  • Um die Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Material des Schlauches und dem Material des Stützschlauches zu fördern, kann ein mit einem Verbindungsmaterial beschichteter Schlauch und/oder ein mit einem Verbindungsmaterial beschichteter Stützschlauch verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Verbindungsmaterialschlauch zwischen dem Schlauch und dem Stützschlauch angeordnet wird.
  • Für den Schlauch aus Kunststoffmaterial, für den Stützschlauch und als Verbindungsmaterial geeignete Materialien sind bereits vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen rohrförmigen Formteil genannt und beschrieben worden.
  • Je höher die Umformtemperatur gewählt wird, desto geringer ist bei dem ausgeformten Formteil der Memory-Effekt, d.h. die Rückformneigung des ausgeformten Formteils bei Erwärmung.
  • Besonders günstig ist es daher, wenn die Umformtemperatur oberhalb der Kristallitschmelztemperatur des Materials des Schlauches liegt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader und Ladeluftkühler;
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Formteil mit einer Kunststoffschicht und einer Verstärkungsschicht, das eine den Abgasturbolader mit einem Ladelufteinlass des Ladeluftkühlers verbindende heißseitige Ladeluftleitung bildet;
  • 3 einen schematischen Querschnitt durch das Formteil aus 2, längs der Linie 3-3 in 2;
  • 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweiteilige Blasform und einen in die Blasform eingelegten Kunststoffschlauch und einen Stützschlauch vor einem Blasformvorgang, bei geöffneter Blasform;
  • 5 einen schematischen Längsschnitt durch die Blasform aus 4 mit dem eingelegten Kunststoffschlauch und dem eingelegten Stützschlauch vor einem Blasformvorgang, bei geschlossener Blasform; und
  • 6 einen schematischen Längsschnitt durch die Blasform aus den 4 und 5 mit dem ausgeformten Formteil nach dem Abschluss des Blasformvorgangs.
  • Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Ein in 1 als Ganzes mit 100 bezeichneter Verbrennungsmotor umfasst mehrere, beispielsweise vier, Zylinder 102, von denen jeder über ein Auslassventil 104 an einen Abgaskanal 106 angeschlossen ist, welcher zu einem Abgaseintritt 108 eines Abgasturboladers 110 führt. Das vom Verbrennungsmotor 100 kommende Abgas treibt in dem Abgasturbolader 110 ein abgasseitiges Schubrad 112 an und verlässt dann den Abgasturbolader 110 über einen Abgasauslass 114, an den eine Abgasleitung 116 angeschlossen ist.
  • Das abgasseitige Schubrad 112 treibt ein ladeluftseitiges Schubrad 118 an, welches über einen Lufteinlass 120 aus einer Ansaugluftleitung 122 in die Ladeluftseite des Abgasturboladers 110 eintretende Luft verdichtet und beschleunigt.
  • Durch einen Luftauslasskanal 124 gelangt die verdichtete Ladeluft zu einem mit einem Schnellkupplungsanschluss versehenen Ladeluftauslass 126 des Abgasturboladers 110.
  • Der Ladeluftauslass 126 ist über eine an beiden Enden mit jeweils einem Schnellkupplungsanschluss 128, 130 versehene heißseitige Ladeluftleitung 132 mit einem mit einem Schnellkupplungsanschluss versehenen Ladelufteinlass 134 eines Ladeluftkühlers 136 verbunden.
  • In der heißseitigen Ladeluftleitung 132 weist die Ladeluft einen Druck im Bereich von beispielsweise ungefähr 2,5 bar bis ungefähr 3 bar und eine Temperatur im Bereich von ungefähr 200°C bis ungefähr 250°C auf.
  • Der Ladeluftkühler 136 ist ein Wärmetauscher, in welchem die Ladeluft mittels von einem Kühler des Kraftfahrzeugs her kommender Kühlluft gekühlt wird.
  • Diese Kühlluft tritt durch einen Kühllufteinlass 138 in die Kühlluftseite des Ladeluftkühlers 136 ein, nimmt Wärme aus der Ladeluft auf und tritt durch einen Kühlluftauslass 140 wieder aus dem Ladeluftkühler 136 aus.
  • Die auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 145°C gekühlte und einen Druck von beispielsweise ungefähr 1,5 bar aufweisende Ladeluft verlässt die Ladeluftseite des Ladeluftkühlers 136 durch einem mit einem Schnellkupplungsanschluss versehenen Ladeluftauslass 142, an den eine an ihren beiden Enden mit jeweils einem Schnellkupplungsanschluss 144, 146 versehene kaltseitige Ladeluftleitung 148 angeschlossen ist, welche den Ladeluftkühler 136 mit einem Ladelufteinlass 150 des Verbrennungsmotors 100 verbindet, der ebenfalls mit einem Schnellkupplungsanschluss versehen ist.
  • Von dem Ladelufteinlass 150 des Verbrennungsmotors 100 führt ein sich verzweigender Luftzuführkanal 152 zu Einlassventilen 154 der Zylinder 102 des Verbrennungsmotors 100.
  • Der Ladeluftkühler 136 ist mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden, während der Verbrennungsmotor 100 und der daran angeordnete Abgasturbolader 110 von der Karosserie schwingungsentkoppelt gelagert sind.
  • Der Ladeluftauslass 126 des Abgasturboladers 110 einerseits und der Ladelufteinlass 134 des Ladeluftkühlers 136 andererseits bewegen sich daher im Betrieb des Verbrennungsmotors 100 relativ zueinander, weshalb die heißseitige Ladeluftleitung 132 eine ausreichende Flexibilität aufweisen muss, um die Relativbewegungen ihres turboladerseitigen Endes und ihres ladeluftkühlerseitigen Endes ausgleichen zu können.
  • Der Abgasturbolader 110, der Ladeluftkühler 136 und die den Abgasturbolader 110 mit dem Ladelufteinlass 134 des Ladeluftkühlers 136 verbindende heißseitige Ladeluftleitung 132 bilden somit eine schwingungsfähige Baugruppe 156.
  • Die heißseitige Ladeluftleitung 132 ist durch ein einstückiges Formteil 158 gebildet, welches in den 2 und 3 im einzelnen dargestellt ist.
  • Das rohrförmige Formteil 158 weist eine dem Abgasturbolader 110 zugewandte steife Zone 160 und eine dem Ladeluftkühler 136 zugewandte flexible Zone 162 auf.
  • Die flexible Zone 162 umfasst einen Faltenbalg 164 mit mehreren, beispielsweise drei, ringförmigen Falten 166, welche sowohl eine Dehnung oder ein Stauchen der flexiblen Zone 162 längs der Rohrlängsachse 168 als auch eine Verkippung der Rohrlängsachse 168 im Bereich der flexiblen Zone 162 ermöglichen.
  • Die steife Zone 160 des Formteils 158 ist hingegen im wesentlichen formstabil.
  • Die steife Zone 160 kann einen gekrümmten Abschnitt 170 aufweisen.
  • Ferner kann die steife Zone 160 einen beispielsweise zwischen dem gekrümmten Abschnitt 170 und der flexiblen Zone 162 angeordneten Abschnitt 172 mit einem ovalen Querschnitt (siehe 3) aufweisen.
  • Außerhalb des Abschnitts 172 mit ovalem Querschnitt und des gekrümmten Abschnitts 170 ist das rohrförmige Formteil 158 im wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Rohrlängsachse 168 ausgebildet.
  • Das Formteil 158 weist eine Wandung 200 auf, die als ein Verbund aus einer innenliegenden Kunststoffschicht 202, einer außenliegenden Verstärkungsschicht 204 und einer dazwischenliegenden, die Verstärkungsschicht 204 mit der Kunststoffschicht 202 verbindenden Verbindungsschicht 206 gebildet ist.
  • Die Kunststoffschicht 202 ist einstückig aus einem PTFE, modifiziertes PTFE, PFA (Perfluoralkoxy-Copolymer) oder ein anderes teil- oder vollfluoriertes Kunststoffmaterial in reiner Form oder in einem Gemisch mit Füllstoffen enthaltenden Material gebildet, das bei den in der heißseitigen Ladeluftleitung 132 herrschenden Betriebsdrücken von beispielsweise ungefähr 2,5 bar bis ungefähr 3 bar mechanisch stabil und bei den in der heißseitigen Ladeluftleitung 132 herrschenden Betriebstemperaturen von ungefähr 200°C bis ungefähr 250°C thermisch stabil ist.
  • Vorzugsweise ist die Kunststoffschicht 202 aus einem PTFE-Compound oder aus einem modifizierten PTFE-Compound gebildet.
  • Dieses PTFE-Compound bzw. modifizierte PTFE-Compound kann ein Schwarzpigment, vorzugsweise Ruß, in einer Menge von bis zu 10 Gewichtsprozent enthalten, um die Kunststoffschicht 202 schwarz einzufärben.
  • Die Verstärkungsschicht 204, welche zur Erhöhung der Druckfestigkeit und der mechanischen Stabilität des Formteils 158 dient, kann als ein Gewebe, Gewirke, Gestrick, Gewirr oder Geflecht aus Fasern, die den Temperaturen bei der Herstellung des Formteils 158 und im Betrieb der heißseitigen Ladeluftleitung 132 standhalten, ausgebildet sein.
  • Insbesondere kommen hierfür Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder Fasern aus einem hochschmelzenden, thermoplastischen Kunststoffmaterial in Betracht.
  • Die Verstärkungsschicht 204 kann insbesondere als ein gewobener, gestrickter, gewirkter oder gewickelter Stützschlauch 208 aus einem der vorstehend genannten Materialien ausgebildet sein.
  • Die Verbindungsschicht 206 zwischen der Kunststoffschicht 202 und der Verstärkungsschicht 204, welche die Kunststoffschicht 202 und die Verstärkungsschicht 204 zu einem Verbundmaterial verbindet, kann aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem Fluorthermoplastmaterial, wie beispielsweise PFA (Perfluoralkoxy-Copolymer), FEP (Perfluorethylenpropylen-Copolymer), MFA oder modifiziertem PTFE gebildet sein.
  • Alternativ hierzu kann die Verbindungsschicht 206 auch aus einem klassischen Klebesystem, das nachträglich aufgebracht wird, gebildet sein.
  • Das rohrförmige Formteil 158 ist an seinen beiden Enden mit jeweils einem (nicht dargestellten) Schnellkupplungsanschluss versehen.
  • Das rohrförmige Formteil 158 wird vorzugsweise durch einen Blasformvorgang hergestellt, der im folgenden unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 erläutert wird.
  • Für den Blasformvorgang wird eine mehrteilige Blasform 174 verwendet, die ein Oberteil 176 und ein Unterteil 178, deren einander zugewandte Innenseiten 180, 182 entsprechend der gewünschten Außenkontur des Formteils 158 ausgebildet sind, und zwei stirnseitige Anschlussstücke 184a, 184b umfasst.
  • Bei geöffneter Blasform 174 (siehe 4) wird ein Schlauch 186 aus dem PTFE, modifiziertes PTFE, PFA oder ein anderes teil- oder vollfluoriertes Thermoplastmaterial in reiner Form oder mit Füllstoffen enthaltenden Ausgangsmaterial für die Kunststoffschicht 202 zwischen das Oberteil 176 und das Unterteil 178 der Blasform 174 eingelegt.
  • Die Außenseite 210 des Schlauches 186 ist mit einem Schmelzkleber aus einem Fluorthermoplastmaterial, wie beispielsweise PFA, FEP, MFA oder modifiziertes PTFE, beschichtet.
  • Der Stützschlauch 208 aus dem die Verstärkungsschicht 204 bildenden Material ist über den Schlauch 186 aus dem Ausgangsmaterial für die Kunststoffschicht 202 gezogen worden.
  • Anschließend wird die Blasform 174 geschlossen (siehe 5), wobei die beiden Enden des Schlauches 186 über jeweils ein Anschlussstück 184a, 184b gezogen und zwischen die Außenseite 188 jeweils eines Anschlussstücks 184a, 184b einerseits und die Innenseite 180 bzw. 182 des Oberteils 176 bzw. des Unterteils 178 der Blasform 174 andererseits eingespannt werden.
  • Anschließend wird die Blasform 174 mittels einer (nicht dargestellten) Heizvorrichtung auf eine Glastemperatur im Bereich von ungefähr 250°C bis ungefähr 400°C erwärmt.
  • Je höher die Blastemperatur gewählt wird, desto geringer ist bei dem ausgeformten Formteil 158 der Memory-Effekt, d.h. die Rückformneigung der Kunststoffschicht 202 des Formteils 158 bei Erwärmung.
  • Besonders günstig ist es, wenn die Blasumformung bei einer Temperatur oberhalb der Kristallitschmelztemperatur des Ausgangsmaterials des Schlauches 186 durchgeführt wird.
  • Im Falle von reinem PTFE als Ausgangsmaterial für die Kunststoffschicht 202 liegt die Kristallitschmelztemperatur bei ungefähr 327°C.
  • Nach Erreichen der gewünschten Blastemperatur wird Luft oder ein inertes Gas unter einem Blasdruck von beispielsweise ungefähr 6 bar bis ungefähr 50 bar durch Zutrittskanäle 190 in den Anschlussstücken 184a, 184b dem Innenraum 192 des Schlauches 186 zugeführt.
  • Durch diese Beaufschlagung seines Innenraums 192 mit dem erhöhten Blasdruck wird die Wandung des Schlauches 186 aufgeblasen und legt sich an die Innenseiten 180, 182 des Oberteils 176 bzw. des Unterteils 178 der Blasform 174 an (siehe 6), wobei der dazwischenliegende Stützschlauch 208 sowohl gegen das Oberteil 176 bzw. das Unterteil 178 der Blasform als auch gegen die Außenseite 210 des Stützschlauches 208 gepresst wird, so dass die gewünschte Kontur des Formteils 158 ausgebildet wird.
  • Bei der erhöhten Blastemperatur verbindet sich die Schmelzkleber-Beschichtung des Schlauches 186 sowohl mit dem Material der aus dem Schlauch 186 gebildeten Kunststoffschicht 202 als auch mit dem Material der aus dem Stützschlauch 208 gebildeten Verstärkungsschicht 204, so dass aus der Schmelzkleber-Beschichtung die Verbindungsschicht 206 gebildet wird, welche die Kunststoffschicht 202 und die Verstärkungsschicht 204 zu einem unlösbaren Verbund verbindet.
  • Der erhöhte Blasdruck im Innenraum 192 des Schlauches 186 bzw. des ausgeformten Formteils 158 wird während einer Blasdauer im Bereich von einigen Sekunden bis einigen Minuten aufrechterhalten.
  • Anschließend wird die Blasform 174 durch Abschalten der Heizvorrichtung und gegebenenfalls durch Zusatzkühlung bis auf eine Entformungstemperatur im Bereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 250°C abgekühlt.
  • Nach Erreichen der gewünschten Entformungstemperatur wird die mehrteilige Blasform 174 geöffnet und das ausgeformte rohrförmige Formteil 158 entnommen.
  • Nach Ausbildung der Schnellkupplungsanschlüsse an den Enden des Formteils 158 kann das rohrförmige Formteil 158 als heißseitige Ladeluftleitung 132 in der Baugruppe 156 verwendet werden.

Claims (26)

  1. Rohrförmiges Formteil mit einer Wandung (200), dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (200) einen Verbund umfasst, der eine Kunststoffschicht (202), die aus einem ein Fluorpolymermaterial enthaltenden Material gebildet ist, und eine Verstärkungsschicht (204) umfasst.
  2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht (204) die Kunststoffschicht (202) zumindest teilweise umgibt.
  3. Formteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (202) selbsttragend ausgebildet ist.
  4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht (204) selbsttragend ausgebildet ist.
  5. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht (204) einen Stützschlauch (208) umfasst.
  6. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht (204) ein Gewebe, Gewirke, Gestrick, Gewirr oder Geflecht oder eine Wicklung umfasst.
  7. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht (204) ein Glasfasermaterial, ein Kohlefasermaterial, ein Aramidfasermaterial und/oder ein Fasermaterial aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial enthält.
  8. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kunststoffschicht (202) und der Verstärkungsschicht (204) eine Verbindungsschicht (206) angeordnet ist.
  9. Formteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (206) ein thermoplastisches Kunststoffmaterial enthält.
  10. Formteil nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (206) ein Fluorthermoplastmaterial, insbesondere PFA, FEP, MFA oder modifiziertes PTFE, enthält.
  11. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (158) mindestens eine flexible Zone (162) aufweist.
  12. Formteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Zone (162) einen Faltenbalg (164) umfasst.
  13. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (158) mindestens eine steife Zone (160) umfasst.
  14. Formteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die steife Zone (160) mindestens einen gekrümmten Abschnitt (170) aufweist.
  15. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (158) blasgeformt ist.
  16. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (158) bei einer Temperatur oberhalb der Kristallitschmelztemperatur des Ausgangsmaterials der Kunststoffschicht (202) geformt ist.
  17. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (202) aus einem PTFE-Compound und/oder aus einem modifizierten Polytetrafluorethylen-Compound gebildet ist.
  18. Formteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-Compound oder das modifizierte Polytetrafluorethylen-Compound ein Schwarzpigment, vorzugsweise Ruß, enthält.
  19. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (158) bei einer Betriebstemperatur von mindestens 200°C, vorzugsweise von mindestens 250°C, thermisch stabil ist.
  20. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (158) bei einem Betriebsinnendruck von mindestens 2 bar, vorzugsweise von mindestens 2,5 bar, mechanisch stabil ist.
  21. Baugruppe, umfassend einen Abgasturbolader (110) und einen Ladeluftkühler (136) für einen Verbrennungsmotor (100) und eine den Abgasturbolader (100) mit einem Ladelufteinlass (134) des Ladeluftkühlers (136) verbindende heißseitige Ladeluftleitung (132), dadurch gekennzeichnet, dass die heißseitige Ladeluftleitung (132) ein rohrförmiges Formteil (158) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 umfasst.
  22. Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Formteils (158), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Anordnen eines Schlauches (186), der aus einem ein Fluorpolymermaterial enthaltenden Material gebildet ist, und eines Stützschlauches (208) in einer Blasform (174); – Aufheizen der Blasform (174) auf eine Umformtemperatur; – Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Innenraum (192) des Schlauches (186) und/oder dem Innenraum des Stützschlauches (208) einerseits und dem außerhalb des Schlauches (186) und des Stützschlauches (208) liegenden Bereich des Innenraums der Blasform (174) andererseits, so dass der Schlauch (186) und der Stützschlauch (208) gegen die Innenwand der Blasform (174) gepresst werden und zusammen ein Formteil (158) mit einer Wandung (200) bilden, die einen Verbund aus dem Schlauch (186) und dem Stützschlauch (208) umfasst; – Entnehmen des Formteils (158) aus der Blasform (174).
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (192) des Schlauches (186) und/oder des Stützschlauches (208) mit einem erhöhten Druck beaufschlagt wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Verbindungsmaterial beschichteter Schlauch (186) und/oder ein mit einem Verbindungsmaterial beschichteter Stützschlauch (208) verwendet wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsmaterialschlauch zwischen dem Schlauch (186) und dem Stützschlauch (208) angeordnet wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformtemperatur oberhalb der Kristallitschmelztemperatur des Materials des Schlauches (186) liegt.
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