DE102018218329A1 - Kunststoffhohlkörper - Google Patents

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Harald Kreidner
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ContiTech MGW GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffhohlkörper (1) mit einer ersten Schicht (11), welche ein Innenvolumen (10) abschnittsweise umgibt und welche zumindest abschnittsweise zumindest einen Kunststoff aufweist, und mit einer zweiten Schicht (12), welche die erste Schicht (11) zumindest abschnittsweise umgibt. Der Kunststoffhohlkörper (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (12) zumindest abschnittsweise endlosfaserverstärkte Bahnen (12) aufweist, welche um die erste Schicht (11) herum angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffhohlkörper gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Auf vielen technischen Gebieten werden heutzutage Kunststoffkörper als Kunststoffbauteile eingesetzt, da diese z.B. mittels Spritzgussverfahren in vielfältigen Formen hergestellt werden können. Auch können Kunststoffbauteile ein relativ geringes Gewicht im Vergleich zu entsprechenden Metallbauteilen aufweisen. Die Herstellung mittels Spritzguss kann umso kostengünstiger sein, desto größer die Stückzahl der Kunststoffbauteile ist.
  • Um eine vergleichbare Stabilität bei Kunststoffbauteilen wie bei Metallbauteile zu erreichen und gleichzeitig den Vorteil des geringeren Gewichts zu nutzen ist es üblich, Verstärkungsfasern in das Kunststoffmaterial des Kunststoffbauteils einzubringen. Ein derartiger Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) kann auch als faserverstärkter Kunststoff oder als Faserverbundkunststoff (FVK) bezeichnet werden. Die Fasern werden dabei von dem Kunststoffmaterial als Matrix umgeben bzw. sind in dieses eingebettet, so dass durch adhäsive Wechselwirkungen ein Verbundmaterial aus Faserwerkstoff und Matrixwerkstoff entsteht, dessen Eigenschaften sich aus der Kombination von Fasern und Kunststoffmaterial ergeben. Von diesem Verbundmaterial bzw. Verbundwerkstoff können die hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten der Verstärkungsfaser genutzt werden, so dass der faserverstärkte Kunststoff üblicherweise höhere spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten als der Kunststoff alleine aufweist. Hierdurch sind faserverstärkte Kunststoffe besonders für Leichtbauanwendungen geeignet.
  • Für Anwendungen mit vergleichsweise hohen Anforderungen an den auszuhaltenden Druck des Bauteils können blasgeformte faserverstärkte Kunststoffbauteile verwendet werden. In diesem Fall wird ein sog. Vorformling z.B. durch konventionelles Spritzgießen hergestellt, erwärmt, in ein Werkzeug als Form eingebracht und von innen mit Druck gegen die Innenseite des Werkzeugs ausgedehnt, um dessen Form bzw. Kontur anzunehmen. Durch ein anschließendes Abkühlen erreicht das Blasformteil eine ausreichende Formstabilität, um aus dem Werkzeug entnommen zu werden.
  • Um bei derartigen Kunststoffbauteilen die Stabilität durch die Beigabe von Fasern zu erhöhen werden üblicherweise Kurzglasfasern mit einem Anteil von ca. 20% bis ca. 40% an der Gesamtmasse des Kunststoffbauteils verwendet. Auch wird der Vorformling üblicherweise extrudiert, was die Herstellung vereinfachen kann.
  • Dies führt jedoch dazu, dass sich die Kurzglasfasern vorwiegend in der Extrusionsrichtung ausrichten. Hierdurch wirken die Kurzglasfasern auch im Wesentlichen nur in der Extrusionsrichtung, so dass die verstärkende Wirkung der Kurzglasfasern beim extrudierten Vorformling und entsprechend beim blasgeformten faserverstärkten Kunststoffbauteil zumindest im Wesentlichen in der Längsrichtung vorliegt, jedoch kaum bis gar nicht in der Umfangsrichtung sowie in der radialen Richtung.
  • Dies kann für Kunststoffbauteile als Hohlkörper mit hohen Druckanforderungen wie z.B. bei Rohren oder Gastanks nachteilig sein, da die hohen Drücke, welche bei derartigen Anwendungen vom Kunststoffbauteil auszuhalten sind, auch in der Umfangsrichtung sowie in der radialen Richtung auftreten können. Während die in der Extrusionsrichtung ausgerichteten Kurzglasfasern in dieser Richtung wie z.B. in der Längsrichtung Kräfte aufnehmen können, können senkrecht zur Extrusionsrichtung wie z.B. in der Umfangsrichtung keine bzw. kaum Kräfte durch die Kurzglasfasern aufgenommen werden. Somit können derartige blasgeformte Kunststoffbauteile mit einem Kurzfaseranteil von ca. 20% bis ca. 40% üblicherweise den hohen Druckanforderungen wie z.B. bei Hochdruckrohren oder Gastanks nicht standhalten und entsprechend nicht für derartige Produkte verwendet werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kunststoffhohlkörper, insbesondere einen faserverstärkten Kunststoffhohlkörper, der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, welcher bei Hochdruckanwendungen z.B. als Rohr oder als Gastank eingesetzt werden kann. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Kunststoffhohlkörpern, insbesondere zu bekannten faserverstärkten Kunststoffhohlkörpern, geschaffen werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kunststoffhohlkörper mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Kunststoffhohlkörper mit einer ersten Schicht, welche ein Innenvolumen abschnittsweise umgibt und welche zumindest abschnittsweise zumindest einen Kunststoff aufweist, und mit einer zweiten Schicht, welche die erste Schicht zumindest abschnittsweise umgibt. Der Kunststoffhohlkörper kann ein beliebiges Kunststoffbauteil darstellen, welches ein Innenvolumen aufweist, welches von der ersten Schicht des Kunststoffbauteils derart abschnittsweise umgeben wird, dass das Innenvolumen von außen durch die erste Schicht hindurch zugänglich ist, um ein Medium wie z.B. ein Fluid und insbesondere eine Flüssigkeit und bzw. oder ein Gas in das Innenvolumen einzufüllen sowie von dort zu entnehmen.
  • Die erste Schicht weist zumindest abschnittsweise zumindest einen Kunststoff auf, so dass die erste Schicht abschnittsweise auch zumindest ein weiteres Material aufweisen kann. Auch kann zumindest ein Kunststoffmaterial oder können auch mehrere Kunststoffmaterialien verwendet werden, um die erste Schicht zu bilden. Insbesondere kann die erste Schicht mehrere Lagen aufweisen, welche durch unterschiedliche Kunststoffe oder auch durch wenigstens einen Kunststoff und durch wenigstens ein weiteres Materialien gebildet werden können. Insbesondere können die Innenseite der ersten Schicht bzw. eine innere Lage der ersten Schicht durch ein Material gebildet werden oder ein Material aufweisen, welches für das Medium besonders geeignet sein kann, welches in dem Innenvolumen aufgenommen werden soll. Insbesondere können die Innenseite der ersten Schicht bzw. eine innere Lage der ersten Schicht eine entsprechende Beständigkeit gegenüber dem Medium aufweisen, um von dem Medium nicht angegriffen zu werden und hierdurch die übrigen Lagen bzw. Schichten des Kunststoffhohlkörpers vor dem Medium zu schützen.
  • Die zweite Schicht kann die erste Schicht derart zumindest abschnittsweise umgeben, dass die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Funktionen der ersten Schicht nicht eingeschränkt werden und wie zuvor beschrieben genutzt werden können. Neben den beiden betrachteten Schichten kann wenigstens noch eine weitere Schicht vorhanden sein, welche innerhalb der ersten Schicht, außerhalb der zweiten Schicht und bzw. oder zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet sein kann. Diese Schicht bzw. Schichten kann bzw. können dieselben Materialen und insbesondere dieselben Kunststoffmaterialien wie die erste Schicht und bzw. oder die zweite Schicht aufweisen bzw. hieraus bestehen oder auch andere Materialien aufweisen bzw. hieraus bestehen.
  • Der Kunststoffhohlkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht zumindest abschnittsweise endlosfaserverstärkte Bahnen aufweist, welche um die erste Schicht herum angeordnet sind.
  • Unter endlosfaserverstärkten Bahnen wird wenigstens ein Körper verstanden, welcher sich im Wesentlichen länglich erstreckt, eine gewisse Breite aufweist und vergleichsweise dünn ausgebildet ist. Ein derartiger Körper kann auch als Band oder Streifen bezeichnet werden, welcher durch das Aufbringen auf einen Untergrund wie hier auf der radial äußeren Seite der ersten Schicht zur Ausbildung von Bahnen als zweite Schicht verwendet werden kann. Somit kann ein Band durch das Aufbringen auf die erste Schicht zur Ausbildung von mehreren Bahnen führen, welche nebeneinander und bzw. oder übereinander angeordnet sein können und gemeinsam die zweite Schicht bilden können, wobei die zweite Schicht noch zusätzliche Bestandteile aufweisen kann.
  • Das Material des Bandes ist faserverstärkt, so dass durch die Verstärkungsfasern in ihrer Erstreckungsrichtung Kräfte wie eingangs beschrieben aufgenommen werden können. Dabei sind die Verstärkungsfasern nicht kurzfaserig sondern sich endlos erstreckend ausgebildet, so dass die Kräfte in der Erstreckungsrichtung über die gesamte Länge des Bandes übertragen werden können. Die Erstreckungsrichtung der Verstärkungsfaser entspricht dabei vorzugsweise der länglichen Erstreckungsrichtung des Bandes bzw. der Bahn.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Verwendung eines Bandes an sich in dessen Erstreckungsrichtung eine zusätzliche Übertragung von Kräften dort erreicht werden kann, wo das Band als Bahnen um die erste Schicht herum angeordnet ist. Dies kann die Stabilität der ersten Schicht und damit des Kunststoffhohlkörpers an sich erhöhen und diesen für Anwendungen mit hohen Drücken besser bzw. überhaupt geeignet machen. Dabei können insbesondere die in der Erstreckungsrichtung der Bahnen orientierten endlosen Verstärkungsfasern zu dieser Kräfteübertragung beitragen. Durch das Aufbringen der endlosfaserverstärkten Bahnen kann dabei deren kräfteübertragende Wirkung derart ausgerichtet werden, dass für den jeweiligen Anwendungsfall die Kräfte, welche sich aus dem Druck von innen und bzw. oder von außen ergeben können, gezielt aufgenommen werden können. Hierdurch kann der Kunststoffhohlkörper aufgrund seiner verbesserten Festigkeit für Anwendungen geeignet sein, welche ohne die endlosfaserverstärkten Bahnen gar nicht möglich wären. Dies kann weitere Anwendungen für derartige Kunststoffhohlkörper erschließen helfen, welche durch die erste Schicht selbst gar nicht möglich wären.
  • Vorteilhaft kann hierbei auch sein, dass weniger Material für den Kunststoffhohlkörper insgesamt eingesetzt werden muss, um dieselbe Stabilität wie ohne die endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht zu erhalten, da die endlosfaserverstärkten Bahnen Kräfte weitaus besser aufnehmen können als eine alleinige erste Schicht eines Kunststoffhohlkörpers. Somit kann der Kunststoffhohlkörper auch dünnwandiger ausgebildet werden, da das Ersparnis an Material in einer reduzierten Dicke der ersten Schicht umgesetzt werden kann. Dies kann zu einer Kostenersparnis bei dem Material der ersten Schicht und ggfs. des Kunststoffhohlkörpers an sich führen sowie das Gewicht der ersten Schicht und ggfs. des Kunststoffhohlkörpers an sich reduzieren. Wird die erste Schicht durch Blasformen hergestellt, wie weiter unten näher beschrieben wird, so kann durch die geringere Wandstärke der ersten Schicht auch das Blasformverfahren vereinfacht und hierdurch auch an dieser Stelle die Kosten reduziert werden.
  • Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung weisen die endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht zumindest einen Kunststoff auf. Die Verstärkungsfasern können somit in einer Matrix eingebettet werden, um einfacher gehandhabt und auf die erste Schicht aufgebracht werden zu können. Hierfür einen Kunststoff zu verwenden kann dahingehend vorteilhaft sein, dass die eingangs beschriebenen Eigenschaften und Vorteile von Kunststoffen auch an dieser Stelle eingesetzt werden können.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung weisen die endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht denselben Kunststoff wie die erste Schicht auf. Dies kann die Herstellung kostengünstiger machen, da lediglich eine Sorte Kunststoffmaterial beschafft und gehandhabt werden muss. Auch können sich die beiden Schichten einfacher miteinander verbinden lassen, da die beiden Schichten aufgrund desselben Kunststoffmaterials identische Materialeigenschaften aufweisen können, welche das Verbinden begünstigen können. Ferner können beide Schichten auf diese Art und Weise hinsichtlich ihres Kunststoffmaterials allgemein dieselben Eigenschaften aufweisen, so dass diese für beide Schichten genutzt werden können.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind die endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht durch Wickeln um die erste Schicht herum angeordnet. Dies kann eine einfache, schnelle und bzw. oder sicherere Art und Weise sein, die endlosfaserverstärkten Bahnen auf die erste Schicht aufzubringen. Insbesondere können hierdurch einander überlappende Bahnen und insbesondere mehrere Lagen von Bahnen ausgebildet werden, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind die endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht mehrlagig um die erste Schicht herum angeordnet. Hierdurch kann die verstärkende Wirkung der endlosfaserverstärkten Bahnen erhöht werden. Insbesondere lassen sich hierdurch besonders verstärkt ausgebildete Abschnitt schaffen, in denen besonders große Kräfte von den endlosfaserverstärkten Bahnen aufgenommen werden können. Dies kann diese Wirkung dort, wo sie je nach Anwendungsfall besonders erforderlich oder vorteilhaft ist, auf einfache Art und Weise verstärken.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind die Lagen der endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht einander überlappend und bzw. oder überkreuzend um die erste Schicht herum angeordnet. Dies kann eine mehrlagige Ausbildung der endlosfaserverstärkten Bahnen als zweite Schicht ermöglichen bzw. begünstigen. Insbesondere kann hierdurch eine Kräfteübertragung bei sich z.B. parallel überlappenden Bahnen in dessen Querrichtung ermöglicht werden. Bei sich überkreuzenden Bahnen können Kräfte in mehreren Richtungen als jeweilige Erstreckungsrichtungen der Bahnen übertragen werden, was eine entsprechende Umsetzung der verstärkenden Wirkung in mehreren Richtungen ermöglichen kann.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind die erste Schicht und die endlosfaserverstärkten Bahnen der zweiten Schicht durch Anschmelzen miteinander stoffschlüssig verbunden. Dies kann einen sichereren Halt aufgrund einer stoffschlüssigen Verbindung in der Senkrechten zwischen den beiden Schichten ermöglichen. Die Kräfte, welche über die sich endlos erstreckenden Verstärkungsfasern der zweiten Schicht übertragen werden können, können somit über die stoffschlüssige Verbindung möglichst direkt seitens der zweiten Schicht von der ersten Schicht aufgenommen und die erste Schicht von diesen Kräften entlastet werden. Dies kann die Haltbarkeit des Kunststoffhohlkörpers verbessern.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umgibt die zweite Schicht die erste Schicht radial vollständig. Auf diese Art und Weise kann die Wirkung der zweiten Schicht entsprechend großflächig genutzt werden. Hierbei die radiale Erstreckung zu betrachten kann für Hochdruckanwendungen besonders relevant sein, da sich Druckkräfte von innen bzw. von außen im Wesentlichen senkrecht bzw. radial auf den Kunststoffhohlkörper auswirken und somit wie zuvor beschrieben von der zweiten Schicht bzw. dessen endlosfaserverstärkten Bahnen aufgenommen werden können.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die erste Schicht durch Blasformen ausgebildet. Dies kann die Herstellung der ersten Schicht durch bekannte und kostengünstige Verfahren ermöglichen, so dass die Kosten des Kunststoffhohlkörpers geringgehalten werden können. Auch können die übrigen vorteilhaften Eigenschaften des Blasformens bzw. blasgeformter Kunststoffhohlkörper bei dem erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörper genutzt werden.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die erste Schicht faserverstärkt ausgebildet. Hierdurch können die Eigenschaften und Vorteile, welche sich wie eingangs beschrieben aus derartigen Kunststoffhohlkörpern ergeben können, auf den erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörper angewendet werden.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht die erste Schicht vollständig aus einem Kunststoff. Dies kann die Kosten für die erste Schicht des erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörpers entsprechend geringhalten sowie insbesondere die Herstellung der ersten Schicht des erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörpers als Blasformteil begünstigen.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Kunststoffhohlkörper ein Rohr. Auf diese Art und Weise können die Eigenschaften und Vorteile, welche durch den erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörper erreicht werden können, auf Rohre angewendet werden, welches insbesondere bei Hochdruckanwendungen wie z.B. als Ladeluftrohr eingesetzt werden können.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Kunststoffhohlkörper ein Tank. Auf diese Art und Weise können die Eigenschaften und Vorteile, welche durch den erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörper erreicht werden können, auf Tanks angewendet werden, welches insbesondere bei Hochdruckanwendungen wie z.B. als Gastank und insbesondere als Wasserstofftank bei Brennstoffzellen eingesetzt werden können
  • Zwei Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
    • 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörpers als Rohr; und
    • 2 eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörpers als Tank.
  • Die Beschreibung der o.g. Figuren erfolgt in zylindrischen Koordinaten mit einer Längsachse X, einer zur Längsachse X senkrecht ausgerichteten radialen Richtung R sowie einer um die Längsachse X umlaufenden Umfangsrichtung U.
  • 1 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörpers 1 als Rohr 1. Das Rohr 1 weist eine erste Schicht 11 als Innenschicht 11 auf, welche ein Innenvolumen 10 radial sowie in der Umfangsrichtung U umschließt. Das Rohr 1 ist in der Längsrichtung X beidseitig offen ausgebildet, so dass das Innenvolumen 10 in der Längsrichtung X beidseitig zugänglich ist. Durch das Innenvolumen 10 hindurch kann ein Medium wie z.B. ein Fluid z.B. in Form eines Gases wie z.B. in Form von Luft gefördert werden. Das Rohr 1 kann beispielsweise als Ladeluftrohr 1 bei einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden.
  • Die erste Schicht 11 besteht aus einem Kunststoff und ist mittels eines Blasformverfahrens hergestellt worden. Der Kunststoffmaterial der ersten Schicht 11 ist faserverstärkt und weist Kurzglasfasern auf, welche durch das Extrudieren des Vorformlings des Blasformverfahrens im Wesentlichen in der Längsrichtung X der Innenschicht 11 ausgerichtet worden sind. Somit kann die Innenschicht 11 im Wesentlichen Kräfte in der Längsrichtung X und in der radialen Richtung R aufnehmen, jedoch nicht in der Umfangsrichtung U, so dass die Innenschicht 11 alleinig keine hohen Drücke von radial außen sowie von radial innen aushalten kann.
  • Die Innenschicht 11 wird radial sowie in der Umfangsrichtung U von einer zweiten Schicht 12 als Außenschicht 12 umgeben, welche sich in der Längsrichtung X ebenso weit wie die Innenschicht 11 erstreckt. Die Außenschicht 12 besteht aus einem Band 12, welches als Bahnen 12 im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung U mehrlagig um die Innenschicht 11 herumgewickelt ist. Das Band 12 weist in seiner länglichen Erstreckungsrichtung endlose Verstärkungsfasern auf (nicht dargestellt), so dass in dieser Richtung Kräfte von den Verstärkungsfasern aufgenommen werden können.
  • Durch das Umwickeln der Innenschicht 11 mit dem Band 12 werden somit endlosfaserverstärkte Bahnen 12 um die radialen Außenseite der Innenschicht 11 herum ausgebildet, welche im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung U Kräfte aufnehmen können. Die endlosen Verstärkungsfasern der Bahnen 12 sind in ein Kunststoffmaterial bzw. in eine Matrix aus Kunststoffmaterial eingebettet. Das Kunststoffmaterial der Außenschicht 12 entspricht dem Kunststoffmaterial der Innenschicht 11. Da die beiden Schichten 11, 12 radial direkt aufeinander angeordnet sind, sind die Kunststoffmaterial der beiden Schichten 11, 12 miteinander verbunden, was durch ein Anschmelzen der beiden Schichten 11, 12 erreicht wird.
  • Somit ergibt sich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Schichten 11, 12 in der radialen Richtung R. Gleichzeitig können die Kurzglasfaser der Innenschicht 11 Kräfte im Wesentlichen in der Längsrichtung X und die endlosen Verstärkungsfasern der Außenschicht 12 Kräfte im Wesentlichen entlang der Umfangsrichtung U aufnehmen. Durch die Verbindung der beiden Schichten 11, 12 zu dem erfindungsgemäße Rohr 1 kann somit ein Rohr 1 geschaffen werden, welches sowohl in der Längsrichtung X als auch in der Umfangsrichtung U Kräfte aufnehmen kann, so dass das Rohr 1 auch für vergleichsweise hohe Drücke von radial innen sowie von radial außen eingesetzt werden kann, wie sie z.B. bei Ladeluftrohren 1 auftreten können. Dies kann den Einsatz eines Kunststoffrohres 1 bei derartigen Anwendungen ermöglichen.
  • 2 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlkörpers 1 als Tank 1. In diesem Fall ist der Kunststoffhohlkörper 1 in der Längsrichtung X endseitig im Wesentlichen geschlossen ausgebildet bis auf wenigstens eine Einlaß- bzw. Auslaßöffnung, welche das Innenvolumen 10 zugänglich macht. Ansonsten ist der Tank 1 vergleichbar dem Rohr 1 des ersten Ausführungsbeispiels der 1 ausgebildet. Dabei erstrecken sich bei dem Tank 1 die gewickelten endlosfaserverstärkten Bahnen 12 über die endseitigen Flächen drüber, um auch diese Bereiche der Innenschicht 11 wie zuvor beschrieben zu verstärken.
  • In diesem Fall kann ein Tank 1 geschaffen werden, welcher sowohl in der Längsrichtung X als auch in der Umfangsrichtung U Kräfte aufnehmen kann, so dass der Tank 1 auch für vergleichsweise hohe Drücke von radial innen sowie von radial außen eingesetzt werden kann, wie sie z.B. bei Gastanks 1 auftreten können. Dies kann den Einsatz eines Kunststoffrohres 1 bei derartigen Anwendungen wie z.B. als Wasserstofftank 1 bei Brennstoffzellen ermöglichen.
  • Bezugszeichenliste
    • R
    radiale Richtung
    U
    Umfangsrichtung
    X
    Längsachse
    1
    Kunststoffhohlkörper, Rohr; Ladeluftrohr; Tank; Wasserstofftank
    10
    Innenvolumen
    11
    ersten Schicht; Innenschicht
    12
    zweiten Schicht; Außenschicht; Band; endlosfaserverstärkte Bahnen

Claims (13)

  1. Kunststoffhohlkörper (1) mit einer ersten Schicht (11), welche ein Innenvolumen (10) abschnittsweise umgibt und welche zumindest abschnittsweise zumindest einen Kunststoff aufweist, und mit einer zweiten Schicht (12), welche die erste Schicht (11) zumindest abschnittsweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (12) zumindest abschnittsweise endlosfaserverstärkte Bahnen (12) aufweist, welche um die erste Schicht (11) herum angeordnet sind.
  2. Kunststoffhohlkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die endlosfaserverstärkten Bahnen (12) der zweiten Schicht (12) zumindest einen Kunststoff aufweisen.
  3. Kunststoffhohlkörper (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die endlosfaserverstärkten Bahnen (12) der zweiten Schicht (12) denselben Kunststoff wie die erste Schicht (11) aufweisen.
  4. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die endlosfaserverstärkten Bahnen (12) der zweiten Schicht (12) durch Wickeln um die erste Schicht (11) herum angeordnet sind.
  5. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die endlosfaserverstärkten Bahnen (12) der zweiten Schicht (12) mehrlagig um die erste Schicht (11) herum angeordnet sind.
  6. Kunststoffhohlkörper (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen der endlosfaserverstärkten Bahnen (12) der zweiten Schicht (12) einander überlappend und/oder überkreuzend um die erste Schicht (11) herum angeordnet sind.
  7. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (11) und die endlosfaserverstärkten Bahnen (12) der zweiten Schicht (12) durch Anschmelzen miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
  8. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (12) die erste Schicht (11) radial vollständig umgibt.
  9. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (11) durch Blasformen ausgebildet ist.
  10. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (11) faserverstärkt ausgebildet ist.
  11. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (11) vollständig aus einem Kunststoff besteht.
  12. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffhohlkörper (1) ein Rohr (1) ist.
  13. Kunststoffhohlkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffhohlkörper (1) ein Tank (1) ist.
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