DE202020106296U1

DE202020106296U1 - Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung

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Publication number: DE202020106296U1
Application number: DE202020106296.4U
Authority: DE
Original assignee: TI Automotive Fuldabruck GmbH
Current assignee: TI Automotive Fuldabruck GmbH
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: WO2022096977A1

Abstract

Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung (1), insbesondere Temperiermittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise Kühlmittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge, wobei die Rohrleitung (1) zumindest fünf Schichten aufweist und zwar mit folgendem Schichtaufbau von außen nach innen:
- Eine Außenschicht (2) aus zumindest einem Polyamid,
- eine erste Adhäsionsschicht (3),
- eine Sperrschicht (4) aus zumindest einer Komponente aus der Gruppe „EVOH, Fluorpolymer“,
- eine zweite Adhäsionsschicht (5),
- eine Innenschicht (6) aus zumindest einem Polyolefin, insbesondere aus Polypropylen, wobei die Gesamtschichtdicke der Rohrleitung (1) 0,7 bis 2,5 mm, vorzugsweise 0,8 bis 2,0 mm und insbesondere 0,8 bis 1,6 mm beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung, insbesondere eine Temperiermittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge und vorzugsweise eine Kühlmittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge, wobei die Rohrleitung zumindest fünf Schichten aufweist. Die erfindungsgemäße mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung wird insbesondere als Rohrleitung zur Durchleitung von Kühlmitteln und/oder Kältemitteln in Kraftfahrzeugen verwendet.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitungen der vorstehend genannten Art sind aus der Praxis in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere für Rohrleitungen zur Durchleitung von Kühlmitteln in Kraftfahrzeugen ist die Kombination einer Mehrzahl von vorteilhaften Eigenschaften wünschenswert. Diese Rohrleitungen sollen eine ausreichende Resistenz gegen eine Permeation von Kühlmitteln nach außen hin aufweisen sowie eine ausreichende Resistenz gegen die Permeation von wässrigen Medien von außen nach innen. Im Übrigen sind eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe Kaltschlagzähigkeit wünschenswert. Bei den bislang bekannten Rohrleitungen dieser Art geht die Realisierung einer vorteilhaften Eigenschaft oft zulasten anderer wünschenswerter Eigenschaften. Viele bekannte Rohrleitungen für Kühlmittel weisen ein unerwünscht hohes Gewicht auf und/oder lassen sich nur in aufwendiger Weise herstellen. Auch die Verschweißbarkeit vieler bekannter Rohrleitungen - insbesondere durch Laserschweißen oder Rotationsschweißen - lässt zu wünschen übrig. Insoweit besteht Verbesserungsbedarf.
Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der eine Mehrzahl von vorteilhaften Eigenschaften kombiniert werden können, und zwar insbesondere eine optimale Resistenz gegen die Permeation von Kühlmittel sowie gegen die Permeation von wässrigen Medien, eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine optimale Kaltschlagzähigkeit sowie ein geringes Gewicht und eine einfache Verschweißbarkeit. Die Rohrleitung soll auch auf einfache und wenig aufwendige Weise herstellbar sein.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung, insbesondere eine Temperiermittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge und vorzugsweise eine Kühlmittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge, wobei die Rohrleitung zumindest fünf Schichten aufweist und zwar mit folgendem Schichtaufbau von außen nach innen:

- Eine Außenschicht aus zumindest einem Polyamid,
- eine erste Adhäsionsschicht,
- eine Sperrschicht aus zumindest einer Komponente aus der Gruppe „EVOH, Fluorpolymer“,
- eine zweite Adhäsionsschicht,
- und eine Innenschicht aus zumindest einem Polyolefin, insbesondere aus Polypropylen,

Dass die Außenschicht aus zumindest einem Polyamid besteht, dass die Sperrschicht aus zumindest einer Komponente aus der Gruppe „EVOH, Fluorpolymer“ besteht und dass die Innenschicht aus Polypropylen besteht, meint im Rahmen der Erfindung auch, dass die betreffende Schicht im Wesentlichen aus dem genannten Werkstoff besteht. Mit dem Begriff im Wesentlichen ist dabei gemeint, dass die betreffende Schicht zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 95 Gew.-% und bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-%, aus dem genannten Werkstoff besteht.
Eine besonders empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht aus Polyamid 612 und/oder aus Polyamid 12 bzw. im Wesentlichen aus Polyamid 612 und/oder aus Polyamid 12 besteht. Empfohlenermaßen weist die Außenschicht eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,25 mm, vorzugsweise von 0,12 bis 0,2 mm, insbesondere eine Schichtdicke von 0,13 bis 0,17 mm und bevorzugt eine Schichtdicke von 0,14 bis 0,16 mm auf.
Eine bewährte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Adhäsionsschicht auf Basis zumindest eines modifizierten Polyamids ausgebildet ist und vorzugsweise auf Basis von modifiziertem Polyamid 12 ausgebildet ist. Bevorzugt besteht die erste Adhäsionsschicht aus modifiziertem Polyamid bzw. im Wesentlichen aus modifiziertem Polyamid und besonders bevorzugt aus modifiziertem Polyamid 12 bzw. im Wesentlichen aus modifiziertem Polyamid 12. - Es empfiehlt sich, dass die erste Adhäsionsschicht eine Schichtdicke von 0,08 bis 0,18 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,18 mm und insbesondere von 0,13 bis 0,17 mm aufweist.
Eine sehr bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht aus mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise aus mindestens 92 Gew.-%, bevorzugt aus mindestens 95 Gew.-%, und sehr bevorzugt aus mindestens 98 Gew.-%, EVOH besteht. - Empfohlenermaßen weist die Sperrschicht eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,25 mm, vorzugsweise von 0,12 bis 0,2 mm, bevorzugt von 0,13 bis 0,17 mm und insbesondere von 0,14 bis 0,16 mm auf.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zweite Adhäsionsschicht auf Basis von Polypropylen ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise besteht die zweite Adhäsionsschicht aus einem Kunststoff auf Basis von Polypropylen bzw. im Wesentlichen aus einem Kunststoff auf Basis von Polypropylen. - Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Adhäsionsschicht eine Schichtdicke von 0,05 bis 0,15 mm, vorzugsweise von 0,07 bis 0,14 mm, insbesondere von 0,08 bis 0,12 mm und bevorzugt von 0,09 bis 0,11 mm aufweist.
Nach einer empfohlenen Ausführungsform der Erfindung entspricht die Schichtdicke der Außenschicht der Schichtdicke der Sperrschicht bzw. in etwa der Schichtdicke der Sperrschicht. Zweckmäßigerweise beträgt der Unterschied der Schichtdicken der Außenschicht und der Sperrschicht maximal 20 %, vorzugsweise maximal 15% und bevorzugt maximal 10% (bezogen auf die dickere Schicht). Empfohlenermaßen beträgt der Unterschied der Schichtdicken der Außenschicht und der Sperrschicht maximal 0,03 mm, vorzugsweise maximal 0,02 mm und bevorzugt maximal 0,01 mm.
Nach einer empfohlenen Ausführungsform der Erfindung entspricht die Schichtdicke der Außenschicht der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht bzw. in etwa der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht. Zweckmäßigerweise unterscheidet sich die Schichtdicke der Außenschicht von der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht um maximal 20 %, vorzugsweise um maximal 15% und bevorzugt um maximal 10 % (bezogen auf die dickere der beiden Schichten). Zweckmäßigerweise beträgt der Unterschied zwischen der Schichtdicke der Außenschicht und der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht maximal 0,03 mm, bevorzugt maximal 0,02 mm und insbesondere maximal 0,01 mm.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Sperrschicht der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht bzw. in etwa der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht entspricht. Vorzugsweise unterscheidet sich die Schichtdicke der Sperrschicht von der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht um maximal 20 %, bevorzugt um maximal 15 % und insbesondere um maximal 10 % (bezogen auf die dickere der beiden Schichten). Es empfiehlt sich, dass sich die Schichtdicke der Sperrschicht von der Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht um maximal 0,03 mm, bevorzugt um maximal 0,02 mm und insbesondere um maximal 0,01 mm unterscheidet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht aus Polyolefin bzw. aus Polypropylen eine Schichtdicke von 0,25 bis 1,2 mm, vorzugsweise von 0,4 bis 1,0 mm und insbesondere von 0,5 bis 0,9 mm aufweist. Zweckmäßigerweise ist die Schichtdicke der Innenschicht mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß und bevorzugt mindestens viermal so groß wie die Schichtdicke der Außenschicht. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Schichtdicke der Innenschicht mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß und bevorzugt mindestens viermal so groß wie die Schichtdicke der Sperrschicht ist. Es empfiehlt sich, dass die Schichtdicke der Innenschicht mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß und bevorzugt mindestens viermal so groß ist wie die Schichtdicke der ersten Adhäsionsschicht und/oder die Schichtdicke der zweiten Adhäsionsschicht. - Gemäß empfohlener Ausführungsform der Erfindung beträgt die Schichtdicke der Innenschicht mindestens 35 %, vorzugsweise mindestens 40 % und insbesondere mindestens 45 % sowie sehr bevorzugt mindestens 50 % der Gesamtwanddicke der Rohrleitung. Nach einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Schichtdicke der Innenschicht mindestens 55 % der Gesamtwanddicke der Rohrleitung.
Zweckmäßigerweise beträgt die Schichtdicke der Außenschicht und/oder die Schichtdicke der Sperrschicht 5 bis 20 %, vorzugsweise 7 bis 17 % und bevorzugt 9 bis 15 % der Gesamtwanddicke der Rohrleitung. - Nach besonders empfohlener Ausführungsform der Erfindung beträgt die Gesamtwanddicke der Rohrleitung 0,9 bis 1,5 mm und insbesondere 1,0 bis 1,4 mm.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die erfindungsgemäße mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung durch eine Kombination von vorteilhaften Eigenschaften auszeichnet. Die erfindungsgemäße Rohrleitung weist zunächst eine optimale Resistenz gegen die Permeation von Kühlmitteln oder Kältemitteln nach außen hin auf sowie zusätzlich eine optimale Resistenz gegen die Permeation von wässrigen Medien nach innen hin. Die erfindungsgemäße Rohrleitung zeichnet sich durch ein optimal geringes Gewicht und eine hohe Temperaturbeständigkeit bis mindestens 125 °C aus. Im Übrigen weist die erfindungsgemäße Rohrleitung eine hohe Kaltschlagzähigkeit auf. Sie eignet sich optimal für ein Verschweißen mit anderen Komponenten, insbesondere mittels Rotationsschweißen („spin welding“) und/oder Laserschweißen. Vor allem kann die erfindungsgemäße Rohrleitung durch die genannten Schweißverfahren auf einfache Weise mit gängigen Verbindern bzw. Schnellverbindern verschweißt werden. Zu betonen ist auch, dass sich die erfindungsgemäße Rohrleitung auf einfache und wenig aufwendige Weise herstellen lässt. Sie zeichnet sich durch eine hervorragende Extrudierbarkeit aus. Somit weist die erfindungsgemäße Rohrleitung eine Mehrzahl von vorteilhaften Eigenschaften auf und sie unterscheidet sich daher von den bislang aus dem Stand der Technik bzw. aus der Praxis bekannten Rohrleitungen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rohrleitung und
2 einen Schnitt durch den Gegenstand gemäß 1.

Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäße mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung 1, die insbesondere als Kühlmittel-Rohrleitung in Kraftfahrzeugen Anwendung findet. Die Rohrleitung 1 weist nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel fünf Schichten auf. Es ist eine Außenschicht 2 aus einem Polyamid, vorzugsweise aus Polyamid 612 vorgesehen. Die Außenschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,14 bis 0,16 mm auf. An die Außenschicht 2 schließt nach innen hin eine erste Adhäsionsschicht 3 an, die vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel auf Basis von modifiziertem Polyamid 12 ausgebildet ist. Die erste Adhäsionsschicht 3 zeichnet sich vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel durch eine Schichtdicke von 0,14 bis 0,16 mm aus.
Nach empfohlener Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel schließt an die erste Adhäsionsschicht 3 nach innen hin eine Sperrschicht 4 an, die zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel aus EVOH besteht. Die Sperrschicht 4 hat bewährtermaßen und im Ausführungsbeispiel eine Schichtdicke von 0,14 bis 0,16 mm. - Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel schließt an die Sperrschicht 4 nach innen hin eine zweite Adhäsionsschicht 5 an. Bevorzugt ist diese zweite Adhäsionsschicht 5 auf Basis von Polypropylen ausgebildet. Zweckmäßigerweise hat die zweite Adhäsionsschicht eine Schichtdicke von 0,08 bis 0,12 mm.
Nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel schließt an die zweite Adhäsionsschicht 5 die Innenschicht 6 an, die vorzugsweise aus Polypropylen bzw. im Wesentlichen aus Polypropylen besteht. Die Schichtdicke der Innenschicht 6 beträgt zweckmäßigerweise 0,5 bis 0,9 mm, bevorzugt 0,6 bis 0,8 mm. Empfohlenermaßen ist die Schichtdicke der Innenschicht 6 größer bzw. deutlich größer als die Schichtdicken der weiteren Schichten der erfindungsgemäßen Rohrleitung 1. - Die Gesamtwanddicke der Rohrleitung mag im Ausführungsbeispiel 1,0 bis 1,4 mm betragen.

Claims

Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung (1), insbesondere Temperiermittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise Kühlmittel-Rohrleitung für Kraftfahrzeuge, wobei die Rohrleitung (1) zumindest fünf Schichten aufweist und zwar mit folgendem Schichtaufbau von außen nach innen: - Eine Außenschicht (2) aus zumindest einem Polyamid, - eine erste Adhäsionsschicht (3), - eine Sperrschicht (4) aus zumindest einer Komponente aus der Gruppe „EVOH, Fluorpolymer“, - eine zweite Adhäsionsschicht (5), - eine Innenschicht (6) aus zumindest einem Polyolefin, insbesondere aus Polypropylen, wobei die Gesamtschichtdicke der Rohrleitung (1) 0,7 bis 2,5 mm, vorzugsweise 0,8 bis 2,0 mm und insbesondere 0,8 bis 1,6 mm beträgt.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung (1) nach Anspruch 1, wobei die Außenschicht (2) aus Polyamid 612 und/oder Polyamid 12 bzw. im Wesentlichen aus Polyamid 612 und/oder Polyamid 12 besteht.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Außenschicht (2) eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,25 mm, vorzugsweise von 0,12 bis 0,2 mm und insbesondere eine Schichtdicke von 0,13 bis 0,17 mm aufweist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Adhäsionsschicht (3) auf Basis zumindest eines modifizierten Polyamids und vorzugsweise auf Basis von modifiziertem Polyamid 12 ausgebildet ist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Adhäsionsschicht (3) eine Schichtdicke von 0,08 bis 0,18 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,18 mm und insbesondere von 0,13 bis 0,17 mm aufweist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sperrschicht (4) aus mindestens 90 Gew.-%, insbesondere aus mindestens 95 Gew.-% EVOH besteht.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sperrschicht (4) eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,25 mm, vorzugsweise von 0,12 bis 0,2 mm und insbesondere von 0,13 bis 0,17 mm aufweist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Adhäsionsschicht (5) auf Basis von Polypropylen ausgebildet ist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Adhäsionsschicht (5) eine Schichtdicke von 0,05 bis 0,15 mm, vorzugsweise von 0,07 bis 0,14 mm und insbesondere von 0,08 bis 0,12 mm aufweist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Innenschicht (6) aus Polyolefin bzw. aus Polypropylen eine Schichtdicke von 0,25 bis 1,1 mm, vorzugsweise von 0,4 bis 1,0 mm und insbesondere von 0,5 bis 0,9 mm aufweist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schichtdicke der Innenschicht (6) mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß und bevorzugt mindestens viermal so groß wie die Schichtdicke der Außenschicht (2) ist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Schichtdicke der Innenschicht (6) mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß und bevorzugt mindestens viermal so groß wie die Schichtdicke der Sperrschicht (4) ist.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schichtdicke der Innenschicht (6) mindestens 35 %, vorzugsweise mindestens 40 % und insbesondere mindestens 45 % der Gesamtwandstärke der Rohrleitung (1) beträgt.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Schichtdicke der Außenschicht (2) und/oder die Schichtdicke der Sperrschicht (4) 5 bis 20 %, vorzugsweise 7 bis 17 % und bevorzugt 9 bis 15 % der Gesamtwanddicke der Rohrleitung (1) beträgt.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Gesamtwanddicke der Rohrleitung (1) 0,9 bis 1,5 mm und insbesondere 1,0 bis 1,4 mm beträgt.
Mehrschichtige Kraftfahrzeug-Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Rohrleitung für die Durchleitung eines Kühlmittels und/oder eines Kältemittels vorgesehen ist.