WO2020030610A1 - Mehrschichtverbund sowie fluidleitung - Google Patents
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- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
- F16L9/125—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement electrically conducting
Definitions
- Multi-layer composite and fluid line The invention relates to a multi-layer composite, in particular for a fluid line, and furthermore to a fluid line made of a multi-layer composite.
- EP 1 771 298 B1 is known from the prior art. This relates to a multilayer coolant line, which contains an outer layer made of a polyamide molding compound and an inner layer made of a stabilized polyolefin molding compound.
- the subject of EP 1 771 290 B1 is distinguished in particular by the fact that the outer layer consists of a polyamide molding compound and the inner layer consists of a polypropylene molding compound which contains at least 50% by weight of polypropylene and at least 0.02% by weight of a heat stabilizer , wherein the polypropylene is a heterophase copolymer of propene and ethene and the inner layer is at least 0.4 mm thick.
- EP 1 771 298 B1 states that in particular polypopylene as a polyolifinic inner layer quickly becomes brittle under operating conditions.
- the fluid line can be designed, for example, as a coolant line.
- coolant lines in vehicles, where they are used, for example, to circulate a liquid coolant as a heat carrier with a high heat capacity in a closed circuit which contains at least one heat source and one heat sink.
- the at least one heat source and the at least one heat sink can be different depending on the vehicle and drive concept or also depending on the operating and environmental conditions of the vehicle.
- the heat source in a vehicle with a classic internal combustion engine in normal operation is, for example, the coolant flow around the cylinder walls, and the main air / water heat exchanger, which emits the heat to the environment, is to be identified as a heat sink.
- the cooling system and in particular the coolant lines can be operated without further failure at temperatures of at least 130 ° for at least 3000 hours and / or at least 150 ° C for at least 500 hours without failure.
- the vapor pressures of the coolant for example a water-containing mixture, in particular a mixture of water and a coolant additive, and the delivery pressures of the pumps provided for conveying the coolant through the coolant lines result in pressures in the coolant lines of, for example, at least 2 bar at these temperatures, at least 3 bar or at least 4 bar.
- vehicles which are at least partially or completely electrically driven have recently appeared. These vehicles are available as hybrid vehicles or electric vehicles.
- the hybrid vehicles have different drive units, which drive the vehicle separately from one another and / or at least temporarily together.
- One of the drive units is, for example, in Lorm of the internal combustion engine already mentioned and another as an electric motor.
- the electrical vehicles on the other hand, only have one or more electric motors to drive them on.
- the electric motor or the electric motors are operated at least temporarily with batteries. Batteries for such electrically powered vehicles are therefore increasingly being developed.
- the main units such as the electric motor (s), power electronics and / or battery not only have to be cooled, but also have to be temperature-controlled for maximum efficiency, i.e. set to a certain operating temperature.
- the temperature levels of the coolant and the environment are significantly lower than in vehicles with an internal combustion engine.
- the regulation must be much more precise than in vehicles with an internal combustion engine, especially because there is significantly less waste heat. This can result in an even greater branching of the coolant circuit, which leads to even more complex pipe systems. All in all - particularly in the case of purely electrically powered vehicles - all forms of energy have to be used significantly more economically, which results in requirements for low-pressure flow, low mass and thermal insulation.
- the cooling systems not only extend into the front part of the vehicle (engine compartment), as is the case with established vehicles with combustion engines, but due to the installation position of the energy store they often extend over the entire vehicle, for example from the engine compartment to an assembly located in the rear of the vehicle , Together with a lower noise level of the drive, this leads to higher demands on the acoustics (flow noise, air and structure-borne noise transmission).
- strains due to changes in pressure and temperature must be able to be compensated to a greater extent by the line systems; holders and guides of the lines must be able to be fastened accordingly.
- Special regulations for the cables may then have to be observed, in particular for battery cables of battery-electric vehicles. Under certain circumstances, specifications regarding fire and further fire behavior (e.g. UL94 tests on the flammability of plastics) must be observed.
- the multilayer composite has the following: a primary layer made of a first crystalline isotactic homo-polypropylene material, a secondary layer following the primary layer made of a second material having an adhesion promoter and a tertiary layer following one of the secondary layer Third material comprising polyamide, the first material being in addition to the homo- Polypropylene an anti-oxidant with a proportion of at least 0.05% to a maximum of 0.4%, based on the total mass of the first material.
- the multi-layer composite which is particularly preferably used to manufacture or form the fluid line, has in this respect at least three layers, namely the primary layer, the secondary layer and the tertiary layer.
- the layers mentioned preferably follow each other directly, so that the secondary layer lies directly on the primary layer and the tertiary layer lies directly on the secondary layer or immediately adjoins it.
- the secondary layer is arranged between the primary layer and the tertiary layer and bears on the one hand on the primary layer and on the other hand on the tertiary layer.
- the primary layer and / or the secondary layer and / or the tertiary layer are each designed to be of the same material, so that the respective layer consists completely and consistently of the material designated in each case.
- the primary layer consists at least partially or completely of the first material, the secondary layer at least partially or completely of the second material and the tertiary layer at least partially or completely of the third material.
- the materials are different from each other.
- the first material is different from the second material and the third material, the second material from the first material and the third material and the third material from the first material and the second material.
- the first material is in the form of homopolypropylene or at least has this.
- the first material may contain only homopolypropylene or may contain other substances, in particular additives, in addition to it.
- inevitable impurities can be contained in the first material, preferably in a proportion of at most 2%, at most 1%, at most 0.5% or at most 0.1%.
- the first material has at least one additive in addition to the homopolypropylene and the anti-oxidant, the proportion of the additive in the total mass of the first material preferably being at most 5%, at most 4%, at most 3%, at most 2%, at most 1%, at most 0.5%, at most 0.1% or at most 0.01%. If proportions are given in the context of this description, this means in particular mass proportions. Alternatively, the parts can of course be parts by weight.
- the first material consists of the homo-polypropylene, the anti-oxidant and the additive or several additives, the proportion of the additive or each of the several additives in the total mass of the first material being at least 0.01%. up to at most 5%, at least 0.05% to at most 4%, at least 0.1% to at most 3%, at least 0.2% to at most 2%, at least 0.3% to at most 1%, at least 0.4 % to a maximum of 0.6% or 0.5%.
- the total amount of the multiple additives is limited to at most 10%, at most 5%, at most 2.5% or at most 1%.
- the unavoidable impurities can be present in the first material.
- an adhesion promoter and / or a diffusion barrier and / or a heat stabilizer and / or an acid stabilizer and / or an impact modifier - a substance for improving the cold impact resistance, which can also be used as an impact resistance - is preferably used under the additive.
- Modifier can be called - understood.
- the at least one additive is selected from a group consisting of: the adhesion promoter, the diffusion barrier, the heat stabilizer, the acid stabilizer and the impact modifier.
- the first material can also contain several or all of the additives mentioned.
- the homo-polypropylene can be electrostatically conductive and / or flame retardant additive. However, this can have an impact on the impact resistance, so that the homopolypropylene with additive has a higher conductivity and / or is less flammable than the homopolypropylene without an additive, but has a lower impact strength.
- the homo-polypropylene is a plastic with a density that is, for example, in the range from 0.89 g / cm to 0.92 g / cm 3 . It is well suited for pipe extrusion and / or fluid line extrusion and has a high fatigue strength. Furthermore, its surface energy is very low, making the chemical resistance and / or resistance to microorganisms very good.
- the homo-polypropylene can hardly be glued, but it is easy to weld.
- the homo-polypropylene represents a good water barrier to the outside and / or has a high level of rigidity, strength and / or heat resistance, especially in connection with a very good abrasion behavior.
- the acoustic damping properties of homo-polypropylene can be very good.
- the first material also has at least one filler in addition to the homopolypropylene and the at least one additive.
- the proportion of the filler in the first material is preferably at least 0.01% to at most 30%, at least 5% to at most 25%, at least 10% to at most 20% or 15%. If there are several fillers, the information applies to all fillers; the total filler content of the first material is one of the values mentioned. This does not affect the inevitable impurities that may also be present.
- the filler was a material which was selected from a group consisting of talc, carbon and glass.
- the talc is added to the first material, for example in the form of a powder or powder, the carbon in the form of fibers and the glass in the form of fibers or in the form of glass particles.
- materials other than carbon and glass can also be used for the fibers.
- the glass particles are in the form of glass balls, for example.
- the glass particles particularly preferably have an equivalent diameter, in particular a volume-equivalent or a surface-equivalent diameter, of at least 0.01 pm to at most 10 mm, at least 0.1 pm to at most 1 mm, at least 0.5 pm to at most 100 pm, at least 1 pm up to a maximum of 10 pm, at least 3 pm to a maximum of 7 pm or 5 pm.
- the first material contains at least 5% and at most 15% carbon, at least 2.5% and at most 10% talcum and at least 1% and at most 5% glass as fillers. Apart from the fillers mentioned, there are preferably no further fillers in the first material.
- the anti-oxidant of the first material is selected from a group consisting of Pcntacrythritol tetrakis (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionate), such as Irganox® 1010, N, N '-hexane-1,6-diylbis (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionamide)), such as, for example, Irganox® 1098, and Okabest TM PAT 218. It is particularly preferred that the partially crystalline isotactic homo- Polypropylene the product INNOPOF CS 1-8000 MD from Immo-Comp Kft. Is used.
- a product and / or material is preferably understood which is based on the priority of the manufacturer and / or dealer relevant to the present invention of the product could be obtained.
- the multilayer composite consists exclusively of the three layers mentioned, so that the primary layer and the tertiary layer are each present as an outer layer or, in the case of the fluid line, the primary layer is present as an inner layer and the tertiary layer is present as an outer layer.
- the primary layer thus serves to guide a fluid in the fluid line, the excellent resistance of the partially crystalline isotactic homo-polypropylene to a fluid which is carried in the fluid line being used.
- the multilayer composite of the primary layer, the secondary layer and the tertiary layer can be in the form of a three-layer barrier system or can be referred to as such.
- the three-layer barrier system is resistant to permeation, oligomer washouts and / or water.
- the multilayer composite is preferably used to manufacture the fluid line. However, it can also be used to form any other body, in particular hollow bodies, such as a fluid container or the like.
- the second material is in the form of the adhesion promoter or at least has this.
- the second material can therefore consist exclusively or only partially of the adhesion promoter.
- the adhesion promoter is an easy-flowing adhesion promoter. This is successfully used for example in the packaging industry for polypropylene films.
- the adhesion promoter is preferably based on the semi-crystalline isotactic homo-polypropylene used for the primary layer of the multilayer composite according to the invention and, in addition to this, contains an additive, for example maleic anhydride, as the active element.
- the first material of the primary layer and the second material of the secondary layer can only differ with regard to the additive.
- the adhesion promoter can be a homo-polypropylene that differs from the first material used for the primary layer and that contains an additive, in particular the maleic anhydride.
- the product ADMER TM QB520E from Mitsui Chemicals is particularly preferably used as an adhesion promoter.
- the first material has, in addition to the homopolypropylene, a metal deactivator in a proportion of at least 0.05% to at most 0.4%, based on the total mass of the first material.
- a metal deactivator in particular, can improve the resistance to the degradation effect of copper-containing metal inserts.
- the partially crystalline isotactic homo-polypropylene used for the primary layer is preferably characterized in that it has a melting temperature (T m value) or a melting range from 155 ° C. to 180 ° C., in particular 160 ° C. to 165 ° C., in particular of 162.5 ° C.
- the metal deactivator is a chelate ligand. Furthermore, it is particularly preferably provided that the metal deactivator is bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl) hydrazine.
- the first material has, in addition to the homopolypropylene, a nucleating agent with a proportion of at least 0.05% and / or up to a maximum of 0.4%, based on the total mass of the first material. It is further preferably provided that the first material has, in addition to the homo-polypropylene, a hydrolysis stabilizer with a proportion of at least 0.05% and / or up to a maximum of 0.4%, based on the total mass of the first material. It is preferably provided here that the hydrolysis stabilizer is a sterically hindered carbodiimide, a metal carboxylate preferably being additionally used as the acid acceptor. Overall, it can therefore be provided that the first material has, in addition to the homo-polypropylene, the anti-oxidant and further additionally the metal deactivator and / or the nucleating agent and / or the hydrolysis stabilizer.
- the homo-polypropylene and / or the first material has a proportion of a thermoplastic elastomer (TPE), such as ethylene-propylene-diene rubber (EPDM).
- TPE thermoplastic elastomer
- EPDM ethylene-propylene-diene rubber
- the material obtained from this mixture is also referred to as TPE-0.
- the proportion of the thermoplastic elastomer is added as a polymer to the homo-polypropylene. In other words, this means that the mixture of homo-polypropylene and the thermoplastic elastomer is a blend. This ensures that the impact strength of the material obtained is increased.
- the first material has the homo-polypropylene in a proportion of at least 30% to at most 60%, at least 35% to at most 55%, at least 40% to at most 50% or at least 41% to at most 49%.
- the first material can have the thermoplastic elastomer in a proportion of at least 40% to at most 70%, at least 50% to at most 60%, at least 50% to at most 59% or at least 51% to at most 58%.
- the thermoplastic elastomer is particularly preferably in the form of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM).
- the first material preferably (at least in each case) the at least one additive or the several additives in a proportion of at least 0.01 to at most 1%, at least 0.1% to at most 0.9%, at least 0 , 2% to at most 0.8%, at least 0.25% to at most 0.75%, at least 0.35% to at most 0.65%, at least 0.4% to at most 0.6% or at least 0 , 5%, each in relation to the total mass of the first material.
- the aforementioned information should preferably be understood to mean that portions of the homopolypropylene, the thermoplastic elastomer, the anti-oxidant and - optionally - the additives and the impurities add up to 100% of the total mass of the first material.
- the first material has a higher proportion of the thermoplastic elastomer than of homopolypropylene.
- the proportion of the thermoplastic elastomer is therefore greater than that of homopolypropylene.
- the proportion of the thermoplastic elastomer, based on the total mass of the first material is at least 1%, at least 5% or at least 10% greater than the proportion of homopolypropylene.
- the proportion of homopolypropylene is at most 49% and the proportion of thermoplastic elastomer is at least 49% or at least 50%.
- the rest of the first material consists of the anti-oxidant, the - optional - at least one additive and the inevitable impurities.
- thermoplastic elastomer - in the first material at least 30% to at most 60%, at least 35% to at most 55%, at least 40% to at most 50 % or at least 41% to at most 49% homo-polypropylene and at least 40% to at most 70%, at least 50% to at most 60%, at least 50% to at most 59%, at least 51% to at most 58% of thermoplastic elastomer.
- the first material is a mixture of at least 41% to at most 49% of homopolypropylene and at least 51% to at most 59% of the thermoplastic elastomer, based on the total mass of the homopolypropylene and the thermoplastic elastomer in the first material.
- the first material has at least the anti-oxidant.
- the first material preferably contains the at least one additive in a proportion of at least 0.1% to at most 1%, based on the total mass of the first material.
- the homo-polypropylene and the thermoplastic elastomer are mixed as polymerized polymers so that a blend, in particular a polymer blend, is present and / or obtained. It is particularly preferably provided that a proportion of the mixture, in particular the blend, of the homo-polypropylene and the thermoplastic elastomer is at least 70%, preferably at least 80%, preferably at least 90%, preferably at least 95%, preferably at least 96%, is preferably at least 97%, preferably at least 98%, preferably at least 99%, based on the total mass of the first material, that is to say has a corresponding proportion of the first material.
- the multilayer composite has a total thickness of 0.5 mm to 5 mm, preferably 1 mm to 4 mm, particularly preferably 1.5 mm to 3 mm, and / or that a layer thickness of the primary layer becomes a layer thickness of Secondary layer a ratio of 10 to 14 to 2 to 4 and / or the layer thickness of the secondary layer to a layer thickness of the tertiary layer a ratio of 2 to 4 to 14 to 16 and / or the layer thickness of the primary layer to the layer thickness of the tertiary layer a ratio of 10 to 14 to 14 to 16.
- the total thickness of the multilayer composite is to be understood as the sum of the layer thicknesses of the primary layer, the secondary layer and the tertiary layer.
- the total thickness for the fluid line can also be referred to as the wall thickness.
- the ranges specified for the total thickness result in a particularly good ratio between the weight and stability of the multilayer composite.
- the relationships between the layer thicknesses of the individual layers in turn enable a multilayer composite with particularly good properties with regard to permeation and the connection of the layers to one another.
- the ratios given result, for example, in a ratio of the layer thicknesses of the primary layer, the secondary layer and the tertiary layer to one another from 10 to 14 (primary layer) to 2 to 4 (secondary layer) to 14 to 16 (tertiary layer).
- the primary layer has a layer thickness of 0.5 to 0.7 mm
- the secondary layer has a layer thickness of 0.1 to 0.2 mm
- the tertiary layer has a layer thickness of 0.7 to 0.8 mm.
- the primary layer has a first primary part layer and a second primary part layer, the first primary part layer having a first layer thickness and consisting of the first material, in particular homopolypropylene, and the second primary part layer having a second layer thickness and consists of a polypropylene random co-polymer, which is preferably selected from a group consisting of Hostalen PP HP1886, Hostalen PP H5416, Hostalen PP XN112-1 and Hostalen PP XN125-P.
- the second layer thickness preferably corresponds exactly or at least corresponds to the first layer thickness.
- the second layer thickness can also be greater than the first layer thickness.
- the first layer thickness and / or the second layer thickness are in each case preferably 0.2 mm to 0.3 mm.
- the first primary sublayer consists at least partially, in particular completely, of the first material.
- the second primary sublayer consists at least partially, in particular completely, of the polypropylene random copolymer.
- the first primary sublayer and the second primary sublayer preferably adjoin one another directly.
- the second primary sublayer preferably adjoins the secondary layer, the first primary sublayer being arranged on the side of the second primary sublayer facing away from the secondary layer.
- the polyamide of the tertiary layer is selected from a group consisting of polyamide 612 (PA612), polyamide 666 (PA666), polyamide 6 (PA6), polyamide 12 (PA12), Polyamide-66 / 6l0 (PA66 / 610), polyamide-66 / 6l2 (PA66 / 612) and polyamide-46/6 (PA46 / 6), the polyamides mentioned preferably each having an additive.
- PA612 has good mechanical properties, in particular low water absorption, high temperature stability, good mechanical wear resistance and good stress corrosion cracking resistance against chemical thawing agents, especially zinc chloride (ZnCl).
- the tertiary layer made of PA612 thus ensures the mechanical strength in the structure of the fluid line.
- the resistance of PA612 to media used in the motor vehicle area, in particular in the engine compartment of a vehicle, is very good.
- Numerous materials based on PA612 are inexpensively available on the market.
- the PA612 has very good adhesion to the adhesion promoter.
- the material can be thermo-joined if necessary. If necessary, the material can be thermally stabilized with suitable additives, improved cold weather, flame-retardant or optimized for abrasion.
- holders can be attached to an outer layer of the multilayer composite consisting of PA612 through thermal joining, for example.
- the material in particular in the case of the configuration as a fluid line, preferably also serves or should be usable for marking and labeling, the material preferably also has the property of a color change in conventional laser labeling processes. If printing is to be used for identification, a suitable pigment-rich ink is used.
- the secondary layer has a first secondary part layer, a second secondary part layer and a third secondary part layer, the first secondary part layer consisting of the second material or a first variation of the second material, the second secondary part layer being an ethylene vinyl alcohol Has copolymer (EVOH) and the third secondary layer consists of the second material or a second variation of the second material.
- the first secondary part layer and the third secondary part layer preferably accommodate the second secondary part layer between them.
- the second secondary sublayer particularly preferably borders on the one hand directly on the first secondary sublayer and on the other hand directly on the third secondary sublayer.
- the first secondary sub-layer in turn preferably adjoins the primary layer, in particular the second primary sub-layer.
- the third secondary part layer borders, for example, on the tertiary layer, in particular on a first tertiary part layer of the tertiary layer.
- the first secondary part layer and the third secondary part layer each consist at least partially or completely of the second material or the respective variation thereof.
- the first variation and the second variation can designate the same material or can be different from one another.
- the first secondary part layer and the third secondary part layer can in this respect consist of the same material, namely the second material, or of different materials, which are each based on the second material.
- one of the layers consists of the second material and the other of the layers consists of the second material provided with an additive.
- the second secondary part layer consists at least partially or completely of the ethylene-vinyl alcohol copolymer.
- the tertiary layer has a first tertiary part layer and a second tertiary part layer, the first tertiary part layer made from a first variation of the third material, in particular from polyamide-6 (PA6), and the second tertiary part layer from a second variation of the third material, in particular made of polyamide-612 (PA612).
- the first tertiary layer and the second tertiary layer preferably border directly to each other.
- the first tertiary part layer also preferably borders directly on the secondary layer, in particular on the third secondary part layer.
- the first variation and / or the second variation of the third material is a polyamide which is selected from a group consisting of polyamide-666 (PA666), polyamide-6 (PA6), Polyamide-L2 (PA12) and copolyamide.
- the first variation and the second variation of the third material are preferably different from one another.
- the polyamide, in particular polyamide-6 preferably contains a plasticizer and / or is - more preferably - designed as a copolyamide.
- the first tertiary part layer and / or the second tertiary part layer preferably (in each case) have a layer thickness or wall thickness of 0.2 to 0.4 mm, preferably 0.3 mm.
- At least one of the three layers of the multilayer composite that is to say the primary layer, the secondary layer and the tertiary layer, has reinforcing fibers and / or the multilayer composite between the primary layer and the secondary layer and / or between the secondary layer and the tertiary layer has a fabric layer of reinforcing fibers.
- the reinforcing fibers serve to reinforce the multilayer composite or the respective layer, in particular mechanical reinforcement.
- the reinforcing fibers can in principle be arranged as desired. They are preferably embedded in the material of the respective layer, so that the material is present as a fiber composite material.
- the material serves as a matrix in which the reinforcement fibers are embedded.
- the term “fabric”, in particular “fabric layer”, is preferably understood to mean a product which is obtained by weaving continuous fibers, such as a roving.
- the reinforcing fibers are preferably designed as long fibers, which - more preferably - are oriented in the main loading direction, usually in the longitudinal direction, of the multilayer composite.
- the reinforcing fibers preferably run at least generally or continuously parallel to the main loading direction or the longitudinal direction.
- the long fibers can be part of a fabric or scrim. This fabric or scrim is preferably embedded in the material or between two of the layers.
- the fibers are preferably present in the layer in such a way that the fibers are completely surrounded by the material. In other words, the fibers preferably do not touch or reach through an outer surface of the layer, but are completely embedded in the layer.
- the reinforcement fibers can, however, also be present as short fibers, which che are preferably arranged in confusion.
- carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, aramid fibers, metal fibers, in particular steel fibers, natural fibers or the like are used as reinforcing fibers.
- the term “capture fibers” preferably means reinforcement fibers, each of which has a length of at least 1 mm and / or at most 50 mm.
- the invention further relates to a fluid line from a multi-layer composite, in particular from a multi-layer composite according to the explanations in the context of this description, where in the multi-layer composite a primary layer made of a first material having a partially crystalline isotactic homo-polypropylene and a secondary layer following the primary layer a second material having an adhesion promoter and a tertiary layer following the secondary layer made of a third material having a polyamide, the first material in addition to the homo-polypropylene an anti-oxidant with a proportion of at least 0.05% to a maximum of 0 , 4%, based on the total mass of the first material.
- a further embodiment of the invention provides that the primary layer is an inner layer of the fluid line delimiting a fluid flow space.
- the partially crystalline isotactic homo-polypropylene first material is particularly resistant to the coolants commonly used in automobile construction, in particular coolants for internal combustion engines. For this reason, the primary layer should directly limit the fluid flow space. For this purpose, it is present as the inner layer of the fluid line.
- the fluid line is present and / or is designed as a corrugated fluid tube.
- a fluid corrugated pipe is a pipe made of a material with a certain strength, which due to a certain design, namely a corrugation, has a higher flexibility than a design with an undulated shape.
- the corrugation is formed by a diameter which changes in a wave shape in the direction of a central capture axis of the fluid line. This has the advantage that a particularly good flexibility of the fluid lines is realized.
- the primary layer has a layer thickness of 0.5 to 0.7 mm and / or the secondary layer has a layer thickness of 0.1 to 0.2 mm and / or the tertiary layer has a layer thickness of 0.7 to 0, 8 mm.
- the term “primary layer” in relation to a fluid line according to the invention can also be understood to mean the “inner layer” which delimits the fluid flow space. Furthermore, it is preferably provided that the inner layer consists of several partial layers, in particular a first inner partial layer - corresponding to the first primary partial layer - and a second inner partial layer - corresponding to the second primary partial layer.
- the term “secondary layer” in relation to a fluid line according to the invention can also be understood as a “middle layer”.
- the middle layer consists of a plurality of sublayers, in particular a first middle sublayer - corresponding to the first secondary sublayer -, a second middle sublayer - corresponding to the second secondary sublayer - and a third middle sublayer - corresponding to the third secondary sublayer.
- the term “tertiary layer” in relation to a fluid line according to the invention can also be understood as an “outer layer”.
- the outer layer consists of several partial layers, in particular a first outer partial layer - corresponding to the first tertiary layer - and a second outer partial layer - corresponding to the second tertiary layer.
- the fluid line has a fluid line outer layer, which is formed as a flame protection layer, abrasion protection layer and / or as a thermal insulation layer.
- the fluid line outer layer is preferably applied to the outside of the tertiary layer or outer layer or adjoins it, or is at least arranged adjacent to the tertiary layer or outer layer. In the latter case, for example, the fluid line outer layer, viewed in cross section, is arranged in the radial direction at least in regions or at a constant distance from the tertiary layer or outer layer.
- the fluid line outer layer can be formed subsequently and / or can be applied by an appropriately set up co-extrusion or multilayer process.
- the fluid line outer layer consists for example of a foamed material.
- the material of the fluid line outer layer can be a flame retardant material, an abrasion protection material and / or an insulation material.
- the fluid line has a fluid line area in which a cross-sectional adjustment element for adjusting a flow cross-section of the fluid line, in particular a check valve, a control valve or a thermostat, is arranged. This enables a particularly flexible use of the fluid line. Due to the integration of the cross-section adjustment element, there is also a particularly compact design due to the high degree of integration and therefore a small space requirement.
- the cross-sectional adjustment element enables an adjustment of the flow cross-section of the fluid line, in particular of the smallest flow cross-section of the fluid line over the extent of the fluid line.
- the cross-sectional adjustment element can work automatically, in particular mechanically or thermally. However, it can also be electrically adjustable, for example it is electrically connected to a control unit for this purpose.
- the cross-sectional adjustment element is preferably in the form of a check valve, control valve or thermostat.
- the function of a cross-section adjustment element is integrated into the fluid line in a simple and space-saving manner by the formation of the fluid line area on the fluid line and the arrangement of the cross-section adjustment element therein. Through this integration into the fluid line, further connection points / interfaces can be avoided, which would be necessary if a first fluid line section is connected to a cross-section adjustment element and then a second fluid line section is connected to the cross-section adjustment element. Furthermore, there is no need for a further housing along the fluid line, in particular for the cross-section adjustment element, so that no additional installation space is required.
- the fluid line outer layer is an optimized thermoplastic elastomer (TPE) or a functionally optimized thermoplastic polyurethane (TPU) or a blend of the homo-polypropylene and a thermoplastic elastomer (TPE), such as ethylene-propylene-diene Rubber (EPDM), has or consists of.
- TPE thermoplastic elastomer
- TPU functionally optimized thermoplastic polyurethane
- EPDM ethylene-propylene-diene Rubber
- the fluid line has dimensions which are selected from a group consisting of 8x1 mm, 10x1 mm, 12x1.25 mm, 15x1.5 mm, 16x1.5 mm, 18x1.5 mm, 19.5x1 , 75 mm, 20x1.75 mm, 22x1.75 mm and 25x2 mm.
- the dimension at the front denotes the outer diameter or the inner diameter and the dimension at the rear denotes the total thickness or total wall thickness of the layers.
- FIG. 1 shows a schematic sectional illustration through a fluid line composed of a multilayer composite
- FIG. 2 shows a schematic cross-sectional illustration of the fluid line in a first variant
- FIG. 3 shows a schematic cross-sectional representation of the fluid line in a second variant
- FIG. 4 shows a schematic longitudinal sectional illustration of the fluid line 11, which is configured in some areas as a corrugated tube,
- FIG. 5 shows a schematic longitudinal sectional illustration of the fluid line with a non-return valve
- Figure 6 is a schematic longitudinal sectional view of the fluid line with a thermostat.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a fluid line 11, which consists of a multilayer composite 12.
- the multilayer composite 12 completely surrounds a central capture axis 14 of the fluid line 11 in the circumferential direction.
- the multilayer composite 12 consists of a primary layer 1, a secondary layer 2 and a tertiary layer 3, which follow one another outwards in the radial direction.
- Each of the layers 1, 2 and 3 is formed continuously in the circumferential direction and preferably has a constant wall thickness in the circumferential direction.
- the primary layer 1 consists of a first material which has a partially crystalline isotactic homo-polypropylene or is present as this.
- the primary layer 1 is followed by the secondary layer 2 made of a second material which has an adhesion promoter or is present as such.
- the secondary layer 2 is followed by the tertiary layer 3 made of a third material which has polyamide or is present as such.
- the first material or the homo-polypropylene has an anti-oxidant with a proportion of at least 0.05% to a maximum of 0.4%, based on the total mass of the first material or - alternatively - of the homo-polypropylene and anti-oxidant , on.
- the primary layer 1 is divided into a first primary part layer 1 a and a second primary part layer 1 b, the first primary part layer 1 a having a wall thickness of preferably 0.2 mm to 0.3 mm and consisting of homo-polypropylene, and the second primary part layer 1b has a wall thickness of preferably 0.2 mm to 0.3 mm and consists of a polypropylene random copolymer, which is preferably selected from a group consisting of Hostalen PP HP1886, Hostalen PP H5416, Hostalen PP XN112-I and Hostalen PP XN125-P.
- the secondary layer 2 consists of a first secondary part layer 2a and of a second secondary part layer 2b and of a third secondary part layer 2c, the first secondary part layer 2a being an adhesion promoter, the second secondary part layer 2b being an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH ) and the third secondary part layer 2c has an adhesion promoter.
- first secondary part layer 2a being an adhesion promoter
- second secondary part layer 2b being an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH )
- EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
- the tertiary layer 3 is composed of a first tertiary layer 3 a and a second tertiary layer 3b.
- the two tertiary part layers 3 a and 3 b are formed continuously in the circumferential direction, that is, they completely encompass the longitudinal central axis 14 in the circumferential direction.
- the tertiary part layers 3 a and 3 b also have a constant wall thickness in the circumferential direction.
- the multilayer composite has a total thickness of 0.5 mm to 5 mm, preferably 1 mm to 4 mm, particularly preferably 1.5 mm to 3 mm, and / or that between the layer thicknesses of the primary layer to the secondary layer and to the tertiary layer a ratio of 10 to 14: 2 to 4: 14 to 16, preferably from 10 to 14: 3: 15, especially before given from 12: 3: 15, and / or between the layer thicknesses of the primary layer to the secondary layer there is a ratio of 10 to 14: 2 to 4, preferably 10 to 14: 3, particularly preferably 12: 3, and / or a ratio of 2 to 4: 14 to 16, particularly between the layer thicknesses of the secondary layer and the tertiary layer preferably from 3:15.
- the primary layer has a wall thickness of 0.5 to 0.7 mm
- the secondary layer 2 has a wall thickness of 0.1 to 0.2 mm
- the tertiary layer has a wall thickness of 0.7 to 0.8 mm having
- the tertiary layer 3 is divided into a first tertiary part layer 3 a and a second tertiary part layer 3 b - as already mentioned before - whereby - for example - the first tertiary part layer 3 a made of polyamide-6 (PA6) and / or the second tertiary structures
- Partial layer 3b consists of polyamide-6l2 (PA612), and preferably the polyamide-6 contains a plasticizer or is designed as copolyamide
- the second tertiary partial layer 3b preferably has a wall thickness of 0.2 to 0.4 mm, preferably 0.3 mm.
- the second tertiary layer 3b has a polyamide which is selected from a group consisting of polyamide-666 (PA666), polyamide-6 (PA6), polyamide-12 (PA 12) and copolyamide.
- the fluid line is formed as a corrugated fluid tube. Furthermore, it is preferably provided that the fluid line has a fluid line area in which a cross-sectional adjustment element, in particular a check valve, a control valve or a thermostat, is arranged.
- the fluid line area is formed, for example, by extrusion, in particular during the extrusion of the fluid line itself. The exact function and structure of the cross-sectional adjustment element will be discussed below.
- the fluid line 11 described just like the multilayer composite 12 from which the fluid line 11 is made, has the advantage of high durability while at the same time having very good availability of the materials.
- the structure of the multilayer composite 11 enables cost-effective production.
- the fluid line 11 is very easy to process, for example using low-permeation and safe connection technologies such as welding, especially fiber welding.
- the welding can preferably be carried out by a targeted and locally limited ting, which is coordinated in terms of intensity and time with the materials and geometries, through a fiber beam through a device to be welded to the fluid line 11, which device is made entirely or locally from laser-transparent material ,
- the device is in the form of a fluid coupling, for example.
- the material of the outer layer of the fluid line for example the tertiary layer 3, is in this case preferably laser-absorbing to the extent required.
- the material of the respective layer is preferably already selected appropriately or made sufficiently laser-absorbent by means of an additive. Because the outer layer of the fluid line 11 can preferably also be used for identification and / or labeling, in this case the material should also have the property of a color change in conventional laser labeling methods. If printing is to be used for identification, suitable pigment-rich inks should be preferred.
- the materials and / or the wall thicknesses of the individual layers are chosen in particular in such a way that the fluid line 11 can be thermoformed even in tight bending radii without the use of bending aids, for example springs, arranged in the interior of the line.
- this has further advantages: connectors that are still rotationally symmetrical can be added to the fluid line before bending, which minimizes the number of devices.
- the storage of the preliminary products can be simplified in the case of bending variants on the basis of the same output line lengths.
- the fluid line 11 has a fluid line outer layer 17 which is designed as a flame protection layer, abrasion protection layer and / or as a thermal insulation layer. Furthermore, it is preferably provided that the flame retardant layer, the abrasion protection layer and / or the thermal insulation layer is subsequently formed and / or is applied by means of a suitably set up co-extrusion or multilayer process, preferably using a foamed material.
- the fluid line outer layer 17 is an optimized thermoplastic elastomer (TPE) or a functionally optimized thermoplastic polyurethane (TPU) or a blend of the homo-polypropylene and a thermoplastic elastomer (TPE), such as ethylene-propylene diene Rubber (EPDM), has or consists thereof.
- TPE thermoplastic elastomer
- TPU functionally optimized thermoplastic polyurethane
- EPDM ethylene-propylene diene Rubber
- FIG. 2 shows a schematic illustration of the fluid line 11 in an embodiment having an air gap 18.
- the air gap 18 serves for thermal insulation of the fluid line 11.
- the air gap 18 lies, for example, between the tertiary layer 3 and the fluid line tion outer layer 17 before.
- the air gap 18 encompasses the tertiary layer 3, viewed in cross section, in the circumferential direction at least in regions or even completely.
- the air gap 18 is interrupted by at least one, preferably a plurality of webs 19. In the case of the plurality of webs 19, these are arranged spaced apart from one another in the circumferential direction. For example, two of the webs 19 are diametrically opposite each other. Four, six or eight webs 19 are preferably present.
- the web 19 or the webs 19 serve to space the fluid line outer layer 17 from further areas of the fluid line 11, in particular the tertiary layer 3.
- the at least one web 19 is preferably designed in such a way that the air gap 18 is also present in the event of a bending load, ie also in In this case, the fluid line outer layer 17 is arranged at a distance from the tertiary layer 3.
- FIG. 3 schematically shows an embodiment of the fluid line 11, in which, seen in cross section, there are several air gaps 18a and 18b.
- the air gaps 18a and 18b are separated from one another by a separating web 20.
- the air gaps 18a and 18b are each delimited on both sides by the web 19 or one of the webs 19. In other words, the air gaps 18a and 18b each extend from the web 19 or one of the webs 19 to the web 19 or another of the webs 19.
- the air gap 18b lying further out in the radial direction is formed in the fluid line outer layer 17 itself , whereas the air gap 18s lying further inward in the radial direction is, as explained, arranged between the tertiary layer 3 and the fluid line outer layer 17.
- FIG. 4 schematically shows an embodiment of the fluid line 11, which in some areas is designed as a corrugated pipe, that is to say has a corrugated pipe section 21.
- the fluid line 11 has a holding notch 22 which is arranged in a fluid line region 22a.
- the fluid line area 22a is used, for example, to arrange a cross-section adjustment element (not shown here), which — purely by way of example — can be designed as a check valve 23.
- FIG. 5 shows a schematic longitudinal sectional illustration of the fluid line 11.
- This has the fluid line area 22a and the holding notch 22.
- the check valve 23 already mentioned is fastened in the fluid line region 22a by means of the holding notch 22, preferably fastened in a form-fitting manner.
- the check valve 23 has a spring element 24, by means of which a valve element 25 is acted upon by spring force.
- the spring element 24 engages on the one hand on the Ven tilelement 25 and on the other hand on a valve insert 26, which in turn in the fluid line tion area 22a is attached.
- a device 27 is arranged between the valve insert 26 and an inner circumference of the fluid line 11, in particular the primary layer 1 of the fluid line 11, a device 27, in particular in the form of a sealing ring or O-ring, is arranged.
- a valve seat of the check valve 23 is formed by the inner periphery of the fluid line 11 itself.
- the valve seat is formed by a step by which a reduction in diameter, in particular an reduction in inner diameter, of the fluid line 11 is formed.
- the valve element 25 is urged by the spring force in the direction of the valve seat, in particular to the valve seat.
- the valve element 25 is designed, for example, as a ball. However, other shapes of the valve element 25 can also be realized. Depending on the position of the valve element 25 with respect to the valve seat, a flow connection through the fluid line 11 is released or interrupted.
- the flow connection is released if the valve element 25 is arranged at a distance from the valve seat, and interrupted if the valve element 25 bears sealingly against the valve seat.
- the check valve 23 is designed such that it allows a flow through the fluid line 11 in a flow direction with a first flow cross-section, but in an opposite flow direction at least partially with a smaller second flow cross-section or even completely prevents it.
- FIG. 6 shows a schematic longitudinal sectional view of the fluid line 11, which instead of the check valve 23 has a cross-sectional adjustment element which is designed as a thermostat 30.
- the thermostat 30 is arranged and fastened analogously to the check valve 23 in the fluid line region 22a. Reference is made to the above statements in this regard.
- the thermostat 30 is preferably designed in such a way that it interrupts a flow connection through the fluid line 11 or the fluid line region 22a when the temperature of the fluid in the fluid line 11 falls below a temperature limit and releases it when it is exceeded or vice versa.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Fluidleitung, mit einer Primärschicht aus einem ein teilkristallines isotaktisches Homo-Polypropylen aufweisenden ersten Material, einer auf die Primärschicht folgenden Sekundärschicht aus einem einen Haftvermittler aufweisenden zweiten Material und einer auf die Sekundärschicht folgenden Tertiärschicht aus einem ein Polyamid aufweisenden dritten Material, wobei das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen ein Anti-Oxidationsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidleitung.
Description
BESCHREIBUNG
Mehrschichtverbund sowie Fluidleitung Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Fluidleitung, und wei- terhin eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 1 771 298 Bl bekannt. Diese betrifft eine mehrschichtige Kühlmittelleitung, die eine Außenschicht aus einer Polyamidform masse und eine Innenschicht aus einer stabilisierten Polyolifinformmasse enthält. Der Gegen- stand der EP 1 771 290 Bl zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Außenschicht aus einer Polyamidformmasse und die Innenschicht aus einer Polypropylenformmasse besteht, die mindestens 50 Gew.-% Polypropylen sowie mindestens 0,02 Gew.-% eines Wärmestabilisators enthält, wobei das Polypropylen ein Heterophasencopolymer von Propen und Ethen ist und die Innenschicht mindestens 0,4 mm dick ist. Weiterhin führt die EP 1 771 298 Bl aus, dass insbe- sondere Polypopylen als polyolifinische Innenschicht unter Betriebsbedingungen rasch versprö- det.
Die Fluidleitung kann zum Beispiel als Kühlmittelleitung ausgestaltet sein. Prinzipiell besteht ein erhöhter Bedarf an solchen Kühlmittelleitungen in Fahrzeugen, wo sie beispielsweise ver wendet werden, um ein flüssiges Kühlmittel als Wärmeträger mit hoher Wärmekapazität in ei- nem geschlossenen Kreislauf zirkulieren zu lassen, der mindestens eine Wärmequelle und eine Wärmesenke enthält. Die wenigstens eine Wärmequelle und die wenigstens eine Wärmesenke können dabei je nach Fahrzeug- und Antriebskonzept oder auch je nach Betriebs- und Umge bungszustand des Fahrzeugs unterschiedlich sein. Als Wärmequelle füngieren in einem Fahrzeug mit klassischem Verbrennungsmotor im Normalbetrieb zum Beispiel die kühlmittelumströmten Zylinderwandungen, als Wärmesenke ist der Haupt-Luft/Wasser-Wärmetauscher, der die Ab wärme an die Umgebung abgibt, zu identifizieren.
Die Ausführungsformen von Kühlsystemen und die Anforderungen an kühlmittelführende Lei tungssysteme für Fahrzeuge sind derzeit dabei, sich stark zu differenzieren. In Fahrzeugen, die allein mittels klassischer Verbrennungsmotoren betrieben werden, hat die Komplexität der
Kühlmittelkreisläufe in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Dies liegt zum einen daran, dass durch immer strengere Emissionsgesetze sowie starke Gebrauchs- und Komfortanforderun gen immer neue Wärmequellen entstanden sind und in die Kühlsysteme eingebunden werden mussten. Hierzu sind beispielsweise AGR-Kühler, Abgasturbolader und Ladeluftkühler zu er wähnen.
Andererseits sind mit gestiegenen Leistungsdichten der Verbrennungsmotoren die Bauräume immer enger und stärker gekapselt worden, sodass sich unter diesen Bedingungen die Lahrzeug medien- und Umgebungstemperaturen des Kühlsystems immer weiter erhöht haben. Gefordert wird beispielsweise, dass das Kühlsystem und insbesondere die Kühlmittelleitungen ohne weite res bei Temperaturen von mindestens 130° über mindestens 3000 Stunden und/oder von mindes tens 150 °C über mindestens 500 Stunden ohne Ausfall betreibbar sind. Aus den Dampfdrücken des Kühlmittels, beispielsweise eines wasserhaltigen Gemischs, insbesondere eines Gemischs aus Wasser und einem Kühlmittelzusatz, und den Lörderdrücken der zur Lörderung des Kühlmit tels durch die Kühlmittelleitungen vorgesehenen Pumpen ergeben sich bei diesen Temperaturen Drücke in den Kühlmittelleitungen von zum Beispiel mindestens 2 bar, mindestens 3 bar oder mindestens 4 bar.
Die Verzweigung der Kühlmittelkreisläufe hat sich gleichzeitig durch neue Bauteile und die Aufgliederung in Teilkreisläufe, die eine bedarfsgerechte Regelung von Durchflussmengen (zum Beispiel mittels Kennfeldthermostaten und elektrischen Zusatzpumpen) und damit der lokalen Temperaturen in dem Kühlmittelkreislauf ermöglichen, ebenfalls erhöht. Die Kühlmittelkreisläu fe sind hierdurch komplexer geworden. Es sind zudem neue Schnittstellen entstanden, weswegen steigender Wert auf differenzdruckarme und geräuscharme Strömungen in den Kühlmittelkreis läufen gelegt wird. Gleichzeitig mussten gewichtssparende und ökonomische Lösungen für Bau teile und Bauteilwandungen gefunden werden. Schließlich wurden auch die meist glykolbasier ten Kühlmittelzusätze weiterentwickelt, die zum Teil enorme Auswirkungen auf die Materialal terung haben können.
Neben die rein mittels Verbrennungsmotoren betriebenen Lahrzeuge treten in jüngster Vergan genheit Lahrzeuge, die zumindest teilweise oder vollständig elektrisch angetrieben werden. Die se Lahrzeuge liegen als Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge vor. Die Hybridfahrzeuge wei sen unterschiedliche Antriebsaggregate auf, die das Lahrzeug separat voneinander und/oder zu mindest zeitweise gemeinsam antreiben. Eines der Antriebsaggregate liegt beispielweise in Lorm des bereits erwähnten Verbrennungsmotors und ein anderes als Elektromotor vor. Die Elektro-
fahrzeuge verfügen hingegen lediglich über einen oder mehrere Elektromotoren zu ihrem An treiben. Der Elektromotor beziehungsweise die Elektromotoren werden zumindest zeitweise mit tels Batterien betrieben. Es werden daher verstärkt Batterien für solche elektrisch betriebenen Fahrzeuge entwickelt.
Auch diese Fahrzeuge benötigen Kühlmittelkreisläufe, allerdings teilweise mit anderen Ausle- gungsschwerpunkten. Die Hauptaggregate wie Elektromotor(en), Leistungselektronik und/oder Batterie müssen nicht nur gekühlt, sondern für einen maximalen Wirkungsgrad exakt temperiert werden, also auf eine bestimmte Betriebstemperatur eingestellt werden. Die Temperatumiveaus von Kühlmittel und Umgebung sind deutlich geringer als in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Die Regelung muss jedoch deutlich genauer erfolgen als in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, insbesondere weil deutlich weniger Abwärme anfällt. Hieraus kann eine noch stärkere Verzwei gung des Kühlmittelkreislaufs resultieren, die zu noch komplexeren Leitungssystemen führt. Insgesamt muss - insbesondere bei rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen - deutlich sparsa mer mit allen Energieformen umgegangen werden, was Anforderungen an druckverlustarme Strömungen, geringen Massen und thermische Isolierung ergibt.
Die Kühlsysteme erstrecken sich nicht nur wie bei etablierten Fahrzeugen mit Verbrennungsmo tor in den vorderen Fahrzeugteil (Motorraum), sondern aufgrund der Einbaulage der Energie speicher oft über das gesamte Fahrzeug, also beispielsweise aus dem Motorraum bis hin zu ei nem im Heck des Fahrzeugs angeordneten Aggregats. Dies führt zusammen mit einem geringe ren Geräuschniveau des Antriebs zu höheren Anforderungen an die Akustik (Strömungsgeräu sche, Luft- und Körperschallübertragung). Außerdem müssen Dehnungen aufgrund von Druck- und Temperaturänderungen in verstärktem Maße von den Leitungssystemen kompensiert werden können, Halter und Führungen der Leitungen müssen entsprechend befestigt werden können. Insbesondere für batterienahe Leitungsführungen batterieelektrischer Fahrzeuge sind dann unter Umständen spezielle Vorschriften für die Leitungen zu beachten. So müssen unter Umständen Vorgaben zum Brand- und Weiterbrandverhalten (zum Beispiel UL94-Tests zur Brennbarkeit von Kunststoffen) beachtet werden.
Ferner sind wegen der Innenraumnähe verstärkt Anforderungen an Geruchsemissionen der Kühlmittelleitungen (Eigengeruch zum Beispiel aufgrund flüchtiger aromatischer Kohlenwasser stoffe, zum Beispiel aus Weichmacheranteilen) und des Durchdringens von Geruch aus dem Kühlmittel in den Innenraum zu beachten. Verstärkt für batterieelektrische Fahrzeuge können unter Umständen Anforderungen an den Ionenaustrag bei Kontakt mit Kühlmittelgemischen so-
wie eine äußere elektrische Isolation oder auch an eine bestimmte elektrostatische Ableitfähig keit bestehen.
Im Falle der Hybridfahrzeuge können zusätzliche Kühlmittelleitungen und/oder eine Auftren nung des Kühlmittelkreislaufs in voneinander getrennte Hoch- und Tieftemperaturkreisläufe notwendig sein.
Übliche Anforderungen an Fluidleitungen bestehen in einer hohen Kurzzeit- Unterdruckfestigkeit, um eine schnelle System-Erstbefüllung mit dem Kühlmittel zu gewährleis ten, beispielsweise direkt beim Hersteller. Zudem muss eine bestimmte Schlagzähigkeit, inklusi ve Kälteschlag, auch nach Wärmealterung in Luft und in Kühlmittel erreicht werden. Zudem war in den letzten Jahren eine Tendenz zu immer vielfältigeren Fahrzeugvarianten (Plattformen, Sonderausstattungen, Märkte) und Derivaten mit immer kürzeren Änderungszeiträumen (Pro duktoptimierungen) zu erkennen, bei denen eine Vielzahl von unterschiedlichen Leitungssyste men zu handhaben sind.
Die beschriebene Veränderung der Anforderungen an Kühlmittelleitungen in Eahrzeugen, be- sonders in Elektrofahrzeugen, erfordert die Betrachtung neuer anforderungsgerechter Konzepte für Kühlmittelleitungen, schließlich müssen neben technischen Anforderungen aufgrund der be schriebenen vergrößerten Leitungslängen je Lahrzeug auch ganz klar hohe ökonomische Anfor derungen in der Herstellung erfüllt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Lluidleitung, vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Mehrschichtverbünden Vorteile aufweist, insbe sondere günstig herstellbar und zudem äußerst beständig, vorzugsweise fluidbeständig und/oder temperaturbeständig, ist, sodass auch hohe Dauerlastanforderungen in Verbindung mit hohen Temperaturanforderungen erfüllt sind.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Mehrschichtverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Mehrschichtverbund folgendes aufweist: Eine Primär schicht aus einem ein teilkristallines isotaktisches Homo-Polypropylen aufweisendes erstes Ma terial, eine auf die Primärschicht folgende Sekundärschicht aus einem einen Haftvermittler auf weisenden zweiten Material und eine auf die Sekundärschicht folgende Tertiärschicht aus einem ein Polyamid aufweisenden dritten Material, wobei das erste Material zusätzlich zu dem Homo-
Polypropylen ein Anti-Oxidationsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist.
Der Mehrschichtverbund, welcher besonders bevorzugt zum Herstellen beziehungsweise Ausbil- den der Fluidleitung dient, verfügt insoweit über wenigstens drei Schichten, nämlich die Primär schicht, die Sekundärschicht und die Tertiärschicht. Die genannten Schichten folgen vorzugs weise jeweils unmittelbar aufeinander, sodass also die Sekundärschicht unmittelbar an der Pri märschicht und die Tertiärschicht unmittelbar an der Sekundärschicht anliegt beziehungsweise an dieser unmittelbar angrenzt. In anderen Worten ist die Sekundärschicht zwischen der Primär schicht und der Tertiärschicht angeordnet und liegt einerseits an der Primärschicht und anderer seits an der Tertiärschicht an. Vorzugsweise ist die Primärschicht und/oder die Sekundärschicht und/oder die Tertiärschicht jeweils für sich genommen materialeinheitlich ausgestaltet, sodass die jeweilige Schicht vollständig und durchgehend aus dem jeweils bezeichneten Material be steht.
Die Primärschicht besteht zumindest teilweise oder vollständig aus dem ersten Material, die Se kundärschicht zumindest teilweise oder vollständig aus dem zweiten Material und die Tertiär schicht zumindest teilweise oder vollständig aus dem dritten Material. Die Materialien sind von einander verschieden. In anderen Worten ist das erste Material von dem zweiten Material und dem dritten Material, das zweite Material von dem ersten Material und dem dritten Material und das dritte Material von dem ersten Material und dem zweiten Material jeweils verschieden. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass zumindest zwei der Materialien oder alle Materialien auf ei nem gemeinsamen Basismaterial beruhen, welches für die unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Zusatzstoffen beziehungsweise Additiven versehen ist.
Das erste Material liegt in Form des Homo-Polypropylens vor oder weist dieses zumindest auf. Das bedeutet, dass das erste Material ausschließlich das Homo-Polypropylen aufweisen oder zusätzlich zu diesem weitere Stoffe, insbesondere Additive, enthalten kann. Hierunter ist insbe sondere zu verstehen, dass das erste Material ausschließlich aus dem Homo-Polypropylen und dem Anti-Oxidationsmittel mit dem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 % besteht. Selbstverständlich können jedoch unvermeidbare Verunreinigungen in dem ersten Material ent halten sein, bevorzugt mit einem Anteil von höchstens 2 %, höchstens 1 %, höchstens 0,5 % oder höchstens 0,1 %. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Material zusätzlich zu dem Homo- Polypropylen und dem Anti-Oxidationsmittel wenigstens ein Additiv aufweist, wobei der Anteil des Additivs an der Gesamtmasse des ersten Materials vorzugsweise höchstens 5 %, höchstens
4 %, höchstens 3 %, höchstens 2 %, höchstens 1 %, höchstens 0,5 %, höchstens 0,1 % oder höchstens 0,01 % beträgt. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung Anteile angegeben werden, so sind insbesondere Massenanteile gemeint. Alternativ können die Anteile selbstverständlich Ge- wichtsanteile sein.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das erste Material aus dem Homo-Polypropylen, dem An ti-Oxidationsmittel und dem Additiv oder mehreren Additiven besteht, wobei der Anteil des Ad ditivs oder jedes der mehreren Additive an der Gesamtmasse des ersten Materials mindestens 0,01 % bis höchstens 5 %, mindestens 0,05 % bis höchstens 4 %, mindestens 0,1 % bis höchs tens 3 %, mindestens 0,2 % bis höchstens 2 %, mindestens 0,3 % bis höchstens 1 %, mindestens 0,4 % bis höchstens 0,6 % oder 0,5 %, beträgt. Beispielsweise ist die Gesamtmenge der mehre ren Additive auf höchstens 10 %, höchstens 5 %, höchstens 2,5 % oder höchstens 1 % begrenzt. Zusätzlich zu den genannten Stoffen können die unvermeidbaren Verunreinigungen in dem ers ten Material vorliegen.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Additiv bevorzugt ein Haft vermittler und/oder eine Diffusionssperre und/oder ein Hitzestabilisator und/oder ein Säurestabi lisator und/oder ein Impact-Modifier - eine Substanz zur Verbesserung der Kälteschlagresistenz, welche auch als Schlagzäh-Modifier bezeichnet werden kann - verstanden werden. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Additiv ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: dem Haftvermittler, der Diffusionssperre, dem Hitzestabilisator, dem Säurestabilisator und dem Schlagzäh-Modifier. Selbstverständlich kann das erste Material auch mehrere oder alle der genannten Additive enthalten.
Das Homo-Polypropylen kann elektrostatisch leitend und/oder schwerentflammbar additiviert werden. Dies kann allerdings zulasten der Schlagzähigkeit gehen, sodass das Homo- Polypropylen mit Additiv im Vergleich mit dem Homo-Polypropylen ohne Additiv über eine höhere Leitfähigkeit verfügt und/oder schwerer entflammbar ist, jedoch eine geringere Schlagzä higkeit aufweist. Das Homo-Polypropylen ist ein Kunststoff mit einer Dichte, die beispielsweise in dem Bereich von 0,89 g/cm bis 0,92 g/cm3 liegt. Es ist für die Rohrextrusion und/oder Fluid leitungsextrusion gut geeignet und weist eine hohe Ermüdungsfestigkeit auf. Ferner ist seine Oberflächenenergie sehr gering, wodurch die chemische Beständigkeit und/oder die Beständig keit gegen Mikroorganismen sehr gut ist. Das Homo-Polypropylen ist zwar kaum verklebbar, dafür aber gut schweißbar. Im Übrigen stellt das Homo-Polypropylen eine gute Wasserbarriere nach außen dar und/oder hat eine hohe Steifigkeit, Festigkeit und/oder Wärmeformbeständigkeit,
insbesondere in Verbindung mit einem sehr guten Abrasionsverhalten. Des Weiteren können die akustischen Dämpfungseigenschaften des Homo-Polypropylens sehr gut sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen und dem wenigstens einen Additiv noch zumindest einen Füllstoff aufweist. Bevorzugt beträgt der Anteil des Füllstoffs an dem ersten Material mindestens 0,01 % bis höchstens 30 %, mindestens 5 % bis höchstens 25 %, mindestens 10 % bis höchstens 20 % oder 15 %. Liegen mehrere Füll- stoffe vor, so gelten die Angaben für alle Füllstoffe, der Gesamtgehalt des ersten Materials an Füllstoffen weist als einen der genannten Werte auf. Hiervon unberührt sind die unvermeidbaren Verunreinigungen, welche zusätzlich vorliegen können.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Füllstoff ein Material ver standen, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Talkum, Karbon und Glas. Das Talkum wird beispielsweise in Form eines Pulvers oder eines Puders, das Karbon in Form von Fasern und das Glas in Form von Fasern oder in Form von Glaspartikeln dem ersten Material beigegeben. Selbstverständlich können auch andere Materialien als Karbon und Glas für die Fa sern verwendet werden. Die Glaspartikel liegen zum Beispiel in der Form von Glaskugeln vor. Besonders bevorzugt weisen die Glaspartikel einen Äquivalenzdurchmesser, insbesondere einen volumenäquivalenten oder einen oberflächenäquivalenten Durchmesser, von mindestens 0,01 pm bis höchstens 10 mm, mindestens 0,1 pm bis höchstens 1 mm, mindestens 0,5 pm bis höchstens 100 pm, mindestens 1 pm bis höchstens 10 pm, mindestens 3 pm bis höchstens 7 pm oder 5 pm, auf.
Beispielsweise werde mehrere oder alle der genannten Füllstoffe verwendet, insbesondere in der jeweils angegebenen Form. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Material als Füllstoffe mindestens 5 % und höchstens 15 % Karbon, mindestens 2,5 % und höchstens 10 % Talkum sowie mindestens 1 % und höchstens 5 % Glas enthält. Außer den genannten Füllstoffen sind bevorzugt keine weiteren Füllstoffe in dem ersten Material enthalten.
Es kann vorgesehen sein, dass das Anti-Oxidationsmittel des ersten Materials ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Pcntacrythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyphenyljpropionat), wie beispielsweise Irganox® 1010, N,N’-hexane-l,6-diylbis(3-(3,5- di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionamid)), wie beispielsweise Irganox® 1098, und Okabest™ PAT 218. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass als teilkristallines isotaktisches Homo-
Polypropylen das Produkt INNOPOF CS 1-8000 MD der Firma Immo-Comp Kft. verwendet wird.
In Bezug auf konkrete Produkte, insbesondere Markenprodukte, wie beispielsweise Irganox® 1098 oder Okabest™ PAT 218, wird im Rahmen dieser Beschreibung vorzugsweise ein Produkt und/oder Material verstanden, welches an dem für die hier vorliegende Erfindung relevanten Zeitrang vom Hersteller und/oder Händler des Produktes bezogen/erhalten werden konnte.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mehrschichtverbund ausschließlich aus den drei genannten Schichten besteht, sodass die Primärschicht und die Tertiärschicht jeweils als Außenschicht vor liegen beziehungsweise im Falle der Fluidleitung die Primärschicht als Innenschicht und die Ter tiärschicht als Außenschicht vorliegt. Insbesondere in letzterem Fall dient also die Primärschicht der Führung eines Fluids in der Fluidleitung, wobei die hervorragende Beständigkeit des teilkris tallinen isotaktischen Homo-Polypropylens gegenüber einem Fluid, welches in der Fluidleitung geführt wird, genutzt wird.
Der Mehrschichtverbund aus der Primärschicht, der Sekundärschicht und der Tertiärschicht kann in Form eines Dreischicht-Sperrsystems vorliegen beziehungsweise als ein solches bezeichnet werden. Das Dreischicht-Sperrsystem ist beständig gegenüber Permeation, Oligomerauswa- schungen und/oder Wasser. Der Mehrschichtverbund dient unabhängig von seiner Ausgestaltung bevorzugt der Herstellung der Fluidleitung. Er kann jedoch auch zur Ausbildung beliebiger ande rer Körper, insbesondere Hohlkörper, herangezogen werden, wie beispielsweise eines Fluidbe hälters oder dergleichen.
Das zweite Material liegt in Form des Haftvermittlers vor oder weist diesen zumindest auf. Das zweite Material kann also ausschließlich oder lediglich teilweise aus dem Haftvermittler beste hen. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass es sich bei dem Haftvermittler um einen leicht fließenden Haftvermittler handelt. Ein solcher wird zum Beispiel in der Verpackungsindustrie erfolgreich für Polypropylen-Folien eingesetzt. Der Haftvermittler basiert vorzugsweise auf dem für die Primärschicht des erfindungsgemäßen Mehrschichtverbunds verwendeten teilkristallinen isotak tischen Homo-Polypropylen und enthält zusätzlich zu diesem ein Additiv, zum Beispiel Malein säureanhydrid, als aktives Element. In anderen Worten können sich das erste Material der Pri märschicht und das zweite Material der Sekundärschicht lediglich hinsichtlich des Additivs un terscheiden. Alternativ kann der Haftvermittler ein von dem für die Primärschicht verwendeten ersten Material verschiedenes Homo-Polypropylen sein, das mit einem Additiv, insbesondere
dem Maleinsäureanhydrid, versetzt ist. Besonders bevorzugt wird als Haftvermittler das Produkt ADMER™ QB520E von der Firma Mitsui Chemicals verwendet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste Material zusätzlich zu dem Homo- Polypropylen einen Metalldesaktivator in einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass durch den Metalldesaktivator insbesondere die Beständigkeit gegen den Degrada tionseffekt von kupferhaltigen Metalleinsätzen verbessert werden kann. Das für die Primär schicht verwendete teilkristalline isotaktische Homo-Polypropylen ist bevorzugt dadurch charak terisiert, dass es eine Schmelztemperatur (Tm-Wert) beziehungsweise einen Schmelzbereich von 155 °C bis 180 °C, insbesondere 160 °C bis 165 °C, insbesondere von 162,5 °C, aufweist. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Metalldesaktivator ein Chelat-Ligand ist. Ferner ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Metalldesaktivator Bis(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyhydrocinnamoyl)hydrazin ist.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen ein Nukleierungsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % und/oder bis maximal 0,4 %, bezo gen auf die Gesamtmasse des ersten Materials aufweist. Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen einen Hydrolysestabilisator mit einem Anteil von mindestens 0,05 % und/oder bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der Hydrolysestabilisitor ein sterisch gehindertes Carbodiimid ist, wobei vorzugsweise zusätzlich als Säureakzeptor ein Me- tallcarboxylat verwendet wird. Insgesamt kann es also vorgesehen sein, dass das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen das Anti-Oxidationsmittel und weiter zusätzlich den Me- talldesaktivaor und/oder das Nukleierungsmittel und/oder den Hydrolysestabilisator aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Homo-Polypropylen und/oder das erste Material einen Anteil von einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM) aufweist. Das aus dieser Mischung erhaltene Material wird auch als TPE-0 bezeichnet. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Anteil des thermoplastischen Elastomers als Polymer dem Homo-Polypropylen zugegeben wird. In anderen Worten bedeutet dies, dass es sich bei der Mischung aus Homo-Polypropylen und dem thermoplastischen Elasto mer um einen Blend handelt. Hierdurch wird erreicht, dass die Schlagzähigkeit des erhaltenen Werkstoffs erhöht wird.
Insbesondere weist das erste Material das Homo-Polypropylen mit einem Anteil von mindestens 30 % bis höchstens 60 %, mindestens 35 % bis höchstens 55 %, mindestens 40 % bis höchstens 50 % oder mindestens 41 % bis höchstens 49 %, auf. Zusätzlich kann das erste Material den thermoplastischen Elastomer mit einem Anteil von mindestens 40 % bis höchstens 70 %, min destens 50 % bis höchstens 60 %, mindestens 50 % bis höchstens 59 % oder mindestens 51 % bis höchstens 58 % aufweisen. Das thermoplastische Elastomer liegt besonders bevorzugt als Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) vor. Weiterhin ist beispielsweise vorgesehen, dass das erste Material das wenigstens eine Additiv oder die mehreren Additive vorzugsweise (je- weils) mit einem Anteil von mindestens 0,01 bis höchstens 1 %, mindestens 0,1 % bis höchstens 0,9 %, mindestens 0,2 % bis höchstens 0,8 %, mindestens 0,25 % bis höchstens 0,75 %, mindes- tens 0,35 % bis höchstens 0,65 %, mindestens 0,4 % bis höchstens 0,6 % oder mindestens 0,5 % aufweist, jeweils in Bezug auf die Gesamtmasse des ersten Materials. Die zuvor genannten An gaben sind bevorzugt dahingehend zu verstehen, dass sich Anteile des Homo-Polypropylens, des thermoplastischen Elastomers, des Anti-Oxidationsmittels und - optional - der Additive sowie der Verunreinigungen zu 100 % der Gesamtmasse des ersten Materials addieren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das erste Material einen höheren Anteil des thermoplastischen Elastomers als des Homo-Polypropylens auf. Der Anteil des ther moplastischen Elastomers ist also größer als der des Homo-Polypropylens. Beispielsweise ist der Anteil des thermoplastischen Elastomers bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials um mindestens 1 %, mindestens 5 % oder mindestens 10 % größer als der Anteil des Homo- Polypropylens. Beispielsweise beträgt der Anteil des Homo-Polypropylens höchstens 49 % und der Anteil des thermoplastischen Elastomers mindestens 49 % oder mindestens 50 %. Der Rest des ersten Materials setzt sich aus dem Anti-Oxidationsmittel, dem - optionalen - wenigstens einen Additiv und den unvermeidbaren Verunreinigungen zusammen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass - bezogen auf die Gesamtmasse des Homo-Polypropylens und des thermoplastischen Elastomers - in dem ersten Material mindestens 30 % bis höchstens 60 %, mindestens 35 % bis höchstens 55 %, mindestens 40 % bis höchstens 50 % oder mindestens 41 % bis höchstens 49 % Homo-Polypropylen und mindestens 40 % bis höchstens 70 %, mindestens 50 % bis höchstens 60 %, mindestens 50 % bis höchstens 59 %, mindestens 51 % bis höchstens 58 % thermoplastischer Elastomer vorliegen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Material eine Mischung aus mindestens 41 % bis höchstens 49 % des Homo-Polypropylens und mindestens 51 % bis
höchstens 59 % des thermoplastischen Elastomers, bezogen auf die Gesamtmasse des Homo- Polypropylens und des thermoplastischen Elastomers in dem ersten Material aufweist. Zusätzlich weist das erste Material zumindest das Anti-Oxidationsmittel auf Vorzugsweise ist in dem ers- ten Material das wenigstens eine Additiv mit einem Anteil von mindestens von 0,1 % bis höchs- tens 1 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, enthalten.
Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass das Homo-Polypropylen und das thermoplastische Elastomer als polymerisierte Polymere vermischt werden, sodass ein Blend, insbesondere ein Polymcr-Blcnd, vorliegt und/oder erhalten wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Anteil der Mischung, insbesondere des Blends, aus dem Homo-Polypropylen und dem thermo- plastischen Elastomer mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 90 %, bevorzugt mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 96 %, bevorzugt mindestens 97 %, bevorzugt mindestens 98 %, bevorzugt mindestens 99 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ers- ten Materials, beträgt, also einen entsprechenden Anteil an dem ersten Material aufweist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mehrschichtverbund eine Gesamtdicke von 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 1 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt 1,5 mm bis 3 mm, aufweist, und/oder dass eine Schichtdicke der Primärschicht zu einer Schichtdicke der Sekundärschicht ein Verhält nis von 10 bis 14 zu 2 bis 4 und/oder die Schichtdicke der Sekundärschicht zu einer Schichtdicke der Tertiärschicht ein Verhältnis von 2 bis 4 zu 14 bis 16 und/oder die Schichtdicke der Primär schicht zu der Schichtdicke der Tertiärschicht ein Verhältnis von 10 bis 14 zu 14 bis 16 aufweist. Unter der Gesamtdicke des Mehrschichtverbunds ist die Summe der Schichtdicken der Primär schicht, der Sekundärschicht und der Tertiärschicht zu verstehen. Die Gesamtdicke kann für die Fluidleitung auch als Wandstärke bezeichnet werden. Die angegebenen Bereiche für die Ge samtdicke resultieren in einem besonders guten Verhältnis zwischen Gewicht und Stabilität des Mehrschichtverbunds. Die Verhältnisse zwischen den Schichtdicken der einzelnen Schichten ermöglichen wiederum einen Mehrschichtverbund mit besonders guten Eigenschaften hinsicht lich der Permeation und der Verbindung der Schichten untereinander. Aus den angegebenen Verhältnissen resultiert beispielsweise ein Verhältnis der Schichtdicken der Primärschicht, der Sekundärschicht und der Tertiärschicht zueinander von 10 bis 14 (Primärschicht) zu 2 bis 4 (Se kundärschicht) zu 14 bis 16 (Tertiärschicht).
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Primärschicht eine Schichtdicke von 0,5 bis 0,7 mm, die Se kundärschicht eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,2 mm und die Tertiärschicht eine Schichtdicke von 0,7 bis 0,8 mm aufweist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Primärschicht eine erste Primärteilschicht und eine zweite Primärteilschicht aufweist, wobei die erste Primärteilschicht eine erste Schichtdicke auf- weist und aus dem ersten Material, insbesondere dem Homo-Polypropylen, besteht, und die zweite Primärteilschicht eine zweite Schichtdicke aufweist und aus einem Polypropylen- Random-Co-Polymer besteht, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Hostalen PP HP1886, Hostalen PP H5416, Hostalen PP XN112-1 und Hostalen PP XN125-P. Die zweite Schichtdicke entspricht vorzugsweise genau oder zumindest der ersten Schichtdicke. Die zweite Schichtdicke kann insoweit auch größer sein als die erste Schichtdicke. Besonders bevorzugt betragen die erste Schichtdicke und/oder die zweite Schichtdicke (jeweils) 0,2 mm bis 0,3 mm. Die erste Primärteilschicht besteht zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus dem ersten Material. Die zweite Primärteilschicht besteht zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus dem Polypropylen-Random-Co-Polymer. Die erste Primärteilschicht und die zweite Primärteilschicht grenzen bevorzugt unmittelbar aneinander an. Bevorzugt schließt sich die zweite Primärteilschicht unmittelbar an die Sekundärschicht an, wobei die erste Primärteil- schicht auf der der Sekundärschicht abgewandten Seite der zweiten Primärteilschicht angeordnet ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Polyamid der Tertiärschicht aus- gewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Polyamid-6l2 (PA612), Polyamid-666 (PA666), Polyamid-6 (PA6), Polyamid-l2 (PA12), Polyamid-66/6l0 (PA66/610), Polyamid-66/6l2 (PA66/612) und Polyamid-46/6 (PA46/6), wobei die genannten Polyamide vorzugsweise jeweils eine Additivierung aufweisen. PA612 weist gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine geringe Wasseraufnahme, eine hohe Temperaturstabilität, eine gute mechanische Verschleißre- sistenz und eine gute Spannungsrisskorrosionsfestigkeit gegen chemische Auftaumittel, insbe- sondere Zinkchlorid (ZnCl), auf. Die Tertiärschicht aus PA612 sorgt somit im Aufbau der Fluid- leitung für die mechanische Festigkeit.
Die Beständigkeit von PA612 gegenüber im Kraftfahrzeugbereich verwendeten Medien, insbe- sondere in einem Motorraum eines Fahrzeugs vorliegenden Medien, ist sehr gut. Es sind zahlrei- che auf PA612 basierende Werkstoffe preiswert marktverfügbar. Das PA612 weist eine sehr gute Haftung zum Haftvermittler auf. Der Werkstoff ist bei Bedarf gut thermo fügbar. Der Werkstoff kann mit geeigneten Additiven bei Bedarf thermisch stabilisiert werden, kälteschlagverbessert werden, flammhemmend ausgeführt werden oder abrieboptimiert werden. An einer aus PA612 bestehenden Außenschicht des Mehrschichtverbunds können beispielsweise Halter angebracht
werden, zum Beispiel durch thermisches Fügen. Da die Außenschicht des Mehrschichtverbunds, insbesondere im Falle der Ausgestaltung als Fluidleitung, vorzugsweise auch zur Kennzeichnung und Beschriftung dient beziehungsweise verwendbar sein soll, weist der Werkstoff vorzugsweise auch die Eigenschaft eines Farbumschlages bei gängigen Laserbeschriftungsverfahren auf. Soll eine Bedruckung zur Kennzeichnung zum Einsatz kommen, so wird eine geeignete pigmentrei- che Tinte verwendet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sekundärschicht über eine erste Sekundärteil- schicht, eine zweite Sekundärteilschicht sowie eine dritte Sekundärteilschicht verfügt, wobei die erste Sekundärteilschicht aus dem zweiten Material oder einer ersten Variation des zweiten Ma terials besteht, die zweite Sekundärteilschicht ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) aufweist und die dritte Sekundärteilschicht aus dem zweiten Material oder einer zweiten Variati on des zweiten Materials besteht. Die erste Sekundärteilschicht und die dritte Sekundärteil schicht nehmen vorzugsweise die zweiten Sekundärteilschicht zwischen sich auf. Hierbei grenzt besonders bevorzugt die zweite Sekundärteilschicht einerseits unmittelbar an die erste Sekundär teilschicht und andererseits unmittelbar an die dritte Sekundärteilschicht an. Die erste Sekundär teilschicht grenzt wiederum bevorzugt unmittelbar an die Primärschicht, insbesondere an die zweite Primärteilschicht, an. Die dritte Sekundärteilschicht grenzt beispielsweise an die Tertiär schicht, insbesondere an eine erste Tertiärteilschicht der Tertiärschicht, an.
Die erste Sekundärteilschicht und die dritte Sekundärteilschicht bestehen jeweils zumindest teil weise oder vollständig aus dem zweiten Material oder der jeweiligen Variation desselben. Die erste Variation und die zweite Variation können hierbei dasselbe Material bezeichnen oder von einander verschieden sein. Die erste Sekundärteilschicht und die dritte Sekundärteilschicht kön nen insoweit aus demselben Material, nämlich dem zweiten Material, bestehen oder aus unter schiedlichen Materialien, die jeweils auf dem zweiten Material beruhen. Beispielsweise besteht eine der Schichten aus dem zweiten Material und die jeweils andere der Schichten aus dem mit einem Additiv versehenen zweiten Material. Die zweite Sekundärteilschicht besteht hingegen zumindest teilweise oder vollständig aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Tertiärschicht eine erste Tertiärteilschicht und eine zweite Tertiärteilschicht aufweist, wobei die erste Tertiärteilschicht aus einer ersten Variation des dritten Materials, insbesondere aus Polyamid-6 (PA6), und die zweite Tertiärteilschicht aus einer zweiten Variation des dritten Materials, insbesondere aus Polyamid-612 (PA612), besteht. Die erste Tertiärteilschicht und die zweite Tertiärteilschicht grenzen vorzugsweise unmittelbar
aneinander an. Weiter bevorzugt grenzt die erste Tertiärteilschicht unmittelbar an die Sekundär schicht, insbesondere an die dritte Sekundärteilschicht, an.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Variation und/oder die zweite Variation des dritten Ma terials (jeweils) ein Polyamid ist, welches aus gewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Poly- amid-666 (PA666), Polyamid-6 (PA6), Polyamid-l2 (PA12) und Co-Polyamid. Bevorzugt sind hierbei die erste Variation und die zweite Variation des dritten Materials voneinander verschie den. Das Polyamid, insbesondere das Polyamid-6, enthält bevorzugt einen Weichmacher und/oder ist - weiter bevorzugt - als Co-Polyamid ausgeführt. Die erste Tertiärteilschicht und/oder die zweite Tertiärteilschicht weisen vorzugsweise (jeweils) eine Schichtdicke bezie hungsweise Wandstärke von 0,2 bis 0,4 mm, bevorzugt 0,3 mm, auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine der drei Schich ten des Mehrschichtverbunds, das heißt der Primärschicht, der Sekundärschicht und der Tertiär schicht, Verstärkungsfasem aufweist und/oder der Mehrschichtverbund zwischen der Primär schicht und der Sekundärschicht und/oder zwischen der Sekundärschicht und der Tertiärschicht eine Gewebeschicht aus Verstärkungsfasem aufweist. Die Verstärkungsfasem dienen einer Ver stärkung des Mehrschichtverbunds beziehungsweise der jeweiligen Schicht, insbesondere einer mechanischen Verstärkung. Die Verstärkungsfasem können grundsätzlich beliebig angeordnet sein. Vorzugsweise sind sie in das Material der jeweiligen Schicht eingebettet, sodass das Mate rial als Faserverbundmaterial vorliegt. Hierbei dient das Material als Matrix, in welche die Ver stärkungsfasem eingebettet sein. Unter dem Begriff„Gewebe“, insbesondere„Gewebeschicht“, wird im Rahmen dieser Beschreibung vorzugsweise ein Produkt verstanden, welches durch Verweben von Endlosfasem, wie zum Beispiel eines Rovings, erhalten wird.
Bevorzugt sind die Verstärkungsfasem als Langfasem ausgebildet, die - weiter bevorzugt - in Hauptbelastungsrichtung, üblicherweise in Längsrichtung, des Mehrschichtverbunds ausgerichtet sind. In anderen Worten verlaufen die Verstärkungsfasem vorzugsweise zumindest generell oder durchgehend parallel zu der Hauptbelastungsrichtung beziehungsweise der Längsrichtung. Die Langfasem können Bestandteil eines Gewebes oder Geleges sein. Dieses Gewebe beziehungs weise Gelege ist bevorzugt in dem Material eingebettet beziehungsweise liegt zwischen jeweils zwei der Schichten vor. Hierbei liegen die Fasern bevorzugt derart in der Schicht vor, dass die Fasern vollständig von dem Material umgeben sind. Mit anderen Worten berühren oder durch greifen die Fasern bevorzugt nicht eine Außenfläche der Schicht, sondern sind vollständig in die Schicht eingebettet. Die Verstärkungsfasem können jedoch auch als Kurzfasem vorliegen, wel-
che vorzugsweise wirr angeordnet sind. Als Verstärkungsfasem werden beispielsweise Kohlen- stofffasem, Glasfasern, Keramikfasem, Aramidfasem, Metallfasem, insbesondere Stahlfasem, Naturfasern oder dergleichen verwendet. Im Rahmen dieser Beschreibung werden unter dem Begriff„Fangfasem“ bevorzugt Verstärkungsfasem verstanden, die jeweils eine Länge von min destens 1 mm und/oder höchstens 50 mm aufweisen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund, insbesondere aus einem Mehrschichtverbund gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wo bei der Mehrschichtverbund eine Primärschicht aus einem ein teilkristallines isotaktisches Ho- mo-Polypropylen aufweisenden ersten Material, eine auf die Primärschicht folgende Sekundär schicht aus einem einen Haftvermittler aufweisenden zweiten Material und eine auf die Sekun därschicht folgende Tertiärschicht aus einem ein Polyamid aufweisenden dritten Material auf weist, wobei das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen ein Anti-Oxidationsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Mehrschichtverbunds beziehungsweise der Fluidleitung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Fluidleitung als auch der Mehrschichtver bund können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Primärschicht eine einen Flu idströmungsraum begrenzende Innenschicht der Fluidleitung ist. Das teilkristalline isotaktische Homo-Polypropylen aufweisende erste Material ist besonders beständig gegenüber den übli cherweise im Automobilbau verwendeten Kühlmitteln, insbesondere Kühlmitteln für Brenn kraftmaschinen. Aus diesem Grund soll die Primärschicht unmittelbar den Fluidströmungsraum begrenzen. Hierzu liegt sie als Innenschicht der Fluidleitung vor.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluidleitung als Fluidwellrohr vorliegt und/oder ausgebildet ist. Ein Fluidwellrohr ist ein Rohr aus einem Ma terial mit einer gewissen Festigkeit, das aufgrund einer bestimmten Ausgestaltung, nämlich einer Wellung, eine höhere Flexibilität aufweist als eine Ausgestaltung mit einer ungewellten Form. Die Wellung ist durch einen in Richtung einer Fängsmittelachse der Fluidleitung wellenförmig wechselndem Durchmesser ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders gute Biegsam keit der Fluidleitungen realisiert ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Primärschicht eine Schichtdicke von 0,5 bis 0,7 mm und/oder die Sekundärschicht eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,2 mm und/oder die Tertiär schicht eine Schichtdicke von 0,7 bis 0,8 mm, aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff„Primärschicht“ in Bezug auf eine erfindungsgemäße Fluidleitung auch die„Innenschicht“ verstanden werden, die den Fluidströmungsraum begrenzt. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Innenschicht aus mehreren Teilschichten, insbesondere einer ersten Innenteilschicht - entsprechend der ersten Primärteilschicht - und einer zweiten Innenteilschicht - entsprechend der zweiten Primärteil- schicht -, besteht. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff „Sekundärschicht“ in Bezug auf eine erfindungsgemäße Fluidleitung diese auch als„Mittel- schicht“ verstanden werden. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mittelschicht aus meh reren Teilschichten, insbesondere einer ersten Mittelteilschicht - entsprechend der ersten Sekun därteilschicht -, einer zweiten Mittelteilschicht - entsprechend der zweiten Sekundärteilschicht - und einer dritten Mittelteilschicht - entsprechend der dritten Sekundärteilschicht -, besteht. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff„Tertiärschicht“ in Be zug auf eine erfindungsgemäße Fluidleitung diese auch als„Außenschicht“ verstanden werden. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Außenschicht aus mehreren Teilschichten, insbe sondere einer ersten Außenteilschicht- entsprechend der ersten Tertiärschicht - und einer zwei ten Außenteilschicht - entsprechend der zweiten Tertiärschicht -, besteht.
Es kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitung eine Fluidleitungsaußenschicht aufweist, welche als Flammschutzschicht, Scheuerschutzschicht und/oder als thermische Isolationsschicht ausge bildet ist. Die Fluidleitungsaußenschicht ist vorzugsweise auf die Tertiärschicht beziehungsweise Außenschicht außenseitig aufgebracht beziehungsweise grenzt an diese an oder ist zumindest benachbart zu der Tertiärschicht beziehungsweise Außenschicht angeordnet. In letzterem Fall ist beispielsweise die Fluidleitungsaußenschicht im Querschnitt gesehen in radialer Richtung zu mindest bereichsweise oder durchgehend beabstandet von der Tertiärschicht beziehungsweise Außenschicht angeordnet. Die Fluidleitungsaußenschicht kann nachträglich ausgebildet und/oder durch ein entsprechend eingerichtetes Co-Extrusions- oder Mehrlagenverfahren aufgebracht sein. Die Fluidleitungsaußenschicht besteht beispielsweise aus einem geschäumten Material. Das Ma terial der Fluidleitungsaußenschicht kann ein Flammschutzmaterial, ein Scheuerschutzmaterial und/oder ein Isolationsmaterial sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluidleitung einen Fluidleitungs- bereich aufweist, in welchem ein Querschnittsverstellelement zur Verstellung eines Durchströ- mungsquerschnitts der Fluidleitung, insbesondere ein Rückschlagventil, ein Stellventil oder ein Thermostat angeordnet ist. Hierdurch wird eine besonders flexible Verwendung der Fluidleitung realisiert. Durch die Integration des Querschnittsverstellelements liegen zudem aufgrund des hohen Integrationsgrads eine besonders kompakte Bauform und mithin ein geringer Bauraumbe- darf vor. Das Querschnittsverstellelement ermöglicht ein Verstellen des Durchströmungsquer schnitts der Fluidleitung, insbesondere des über die Erstreckung der Fluidleitung kleinsten Durchströmungsquerschnitts der Fluidleitung. Das Querschnittsverstellelement kann selbsttätig arbeiten, insbesondere mechanisch oder thermisch. Es kann jedoch auch elektrisch einstellbar sein, beispielsweise ist es hierzu elektrisch an ein Steuergerät angeschlossen. Das Querschnitts- verstellelement liegt bevorzugt als Rückschlagventil, Stellventil oder Thermostat vor. Durch die Ausbildung des Fluidleitungsbereich an der Fluidleitung und der Anordnung des Querschnitts- verstellelements in diesem wird die Funktion eines Querschnittsverstellelements auf einfache und platzsparende Art und Weise in die Fluidleitung integriert. Durch diese Integration in die Fluidleitung können weitere Verbindungsstellen/Schnittstellen vermieden werden, welche nötig wären, wenn ein erster Fluidleitungsabschnitt mit einem Querschnittsverstellelement verbunden wird und anschließend an das Querschnittsverstellelement ein zweiter Fluidleitungsabschnitt angeschlossen wird. Ferner kann auf ein weiteres Gehäuse entlang der Fluidleitung, insbesondere für das Querschnittsverstellelement, verzichtet werden, sodass kein zusätzlicher Bauraum benö- tigt wird.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitungsaußenschicht ein optimiertes thermo- plastische Elastomer (TPE) oder ein funktional optimiertes thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder einen Blend aus dem Homo-Polypropylen und einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), aufweist oder daraus besteht.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitung Abmessungen aufweist, welche ausge- wählt sind aus einer Gruppe bestehend aus 8x1 mm, 10x1 mm, 12x1,25 mm, 15x1,5 mm, 16x1,5 mm, 18x1,5 mm, 19,5x1,75 mm, 20x1,75 mm, 22x1,75 mm und 25x2 mm. Dabei be- zeichnet die jeweils vorne stehende Abmessung den Außendurchmesser oder den Innendurch messer und die jeweils hinten stehende Abmessung die Gesamtdicke beziehungsweise Gesamt wandstärke der Schichten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie le näher erläutert, ohne dass eine Einschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Fluidleitung aus einem Mehrschicht verbund, Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der Fluidleitung in einer ersten Variante,
Figur 3 eine schematische Querschnittsdarstellung der Fluidleitung in einer zweiten Variante,
Figur 4 eine schematische Längsschnittdarstellung der bereichsweise als Wellrohr ausgestalte- ten Fluidleitung 11 ,
Figur 5 eine schematische Längsschnittdarstellung der Fluidleitung mit einem Rückschlagven- til,
Figur 6 eine schematische Längsschnittdarstellung der Fluidleitung mit einem Thermostat.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fluidleitung 11, die aus einem Mehr schichtverbund 12 besteht. Der Mehrschichtverbund 12 umgreift zur Ausbildung eines Flu idströmungsraums 13 der Fluidleitung 11 eine Fängsmittelachse 14 der Fluidleitung 11 in Um- fangsrichtung vollständig. Im Querschnitt besteht der Mehrschichtverbund 12 aus einer Primär schicht 1, einer Sekundärschicht 2 und einer Tertiärschicht 3, die in radialer Richtung nach au ßen aufeinander folgen. Jede der Schichten 1, 2 und 3 ist in Umfangsrichtung durchgehend aus gebildet und weist bevorzugt in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke auf.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Primärschicht 1 aus einem ersten Ma- terial, das ein teilkristallines isotaktisches Homo-Polypropylen aufweist oder als dieses vorliegt. Auf die Primärschicht 1 folgt die Sekundärschicht 2 aus einem zweiten Material, das einen Haft vermittler aufweist oder als dieser vorliegt. Auf die Sekundärschicht 2 folgt die Tertiärschicht 3 aus einem dritten Material, welches Polyamid aufweist oder als ein solches vorliegt. Hierbei weist das erste Material beziehungsweise das Homo-Polypropylen ein Anti-Oxidationsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ers ten Materials oder - alternativ - des Homo-Polypropylens und Anti-Oxidationsmittels, auf.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Primärschicht 1 in eine erste Primärteilschicht la und eine zweite Primärteilschicht lb aufgeteilt ist, wobei die erste Primärteilschicht la eine Wand- stärke von vorzugsweise 0,2 mm bis 0,3 mm aufweist und aus Homo-Polypropylen besteht, und die zweite Primärteilschicht lb eine Wandstärke von vorzugsweise 0,2 mm bis 0,3 mm aufweist und aus einem Polypropylen-Random-Co-Polymer besteht, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Hostalen PP HP1886, Hostalen PP H5416, Hostalen PP XN112- I und Hostalen PP XN125-P.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sekundärschicht 2 aus einer ersten Sekundärteilschicht 2a und aus einer zweiten Sekundärteilschicht 2b sowie aus einer dritten Sekundärteilschicht 2c besteht, wobei die erste Sekundärteilschicht 2a einen Haftvermittler, die zweite Sekundärteil- schicht 2b ein Ethylen- Venylalkohol-Copolymer (EVOH) und die dritte Sekundärteilschicht 2c einen Haftvermittler aufweist.
Die Tertiärschicht 3 setzt sich aus einer ersten Tertiärteilschicht 3 a und einer zweiten Tertiärteil schicht 3b zusammen. Die beiden Tertiärteilschichten 3 a und 3b sind in Umfangsrichtung durch gehend ausgebildet, umgreifen also die Längsmittelachse 14 in Umfangsrichtung vollständig. Auch weisen die Tertiärteilschichten 3 a und 3b in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke auf.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mehrschichtverbund eine Gesamtdicke von 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 1 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt 1,5 mm bis 3 mm, aufweist, und/oder dass zwischen den Schichtdicken der Primärschicht zur Sekundärschicht sowie zur Tertiärschicht ein Verhältnis von 10 bis 14:2 bis 4: 14 bis 16, bevorzugt von 10 bis 14:3: 15, besonders bevor zugt von 12:3: 15, besteht, und/oder zwischen den Schichtdicken der Primärschicht zur Sekun därschicht ein Verhältnis von 10 bis 14:2 bis 4, bevorzugt von 10 bis 14:3, besonders bevorzugt von 12:3, besteht, und/oder zwischen den Schichtdicken der Sekundärschicht zur Tertiärschicht ein Verhältnis von 2 bis 4: 14 bis 16, besonders bevorzugt von 3: 15, besteht. Weiterhin ist bevor zugt vorgesehen, dass die Primärschicht eine Wandstärke von 0,5 bis 0,7 mm, die Sekundär schicht 2 eine Wandstärke von 0,1 bis 0,2 mm, die Tertiärschicht eine Wandstärke von 0,7 bis 0,8 mm aufweist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Tertiärschicht 3 in eine erste Tertiärteilschicht 3 a und eine zweite Tertiärteilschicht 3b aufgeteilt ist - wie zuvor schon einmal erwähnt -, wobei - beispielsweise - die erste Tertiärteilschicht 3a aus Polyamid-6 (PA6) und/oder die zweite Terti-
ärteilschicht 3b aus Polyamid-6l2 (PA612) besteht, und wobei vorzugsweise das Polyamid-6 einen Weichmacher enthält oder als Co-Polyamid ausgeführt ist, und wobei die zweite Tertiär teilschicht 3b vorzugsweise eine Wandstärke von 0,2 bis 0,4 mm, bevorzugt 0,3 mm, aufweist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Tertiärteilschicht 3b ein Polyamid aufweist, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Polyamid-666 (PA666), Polyamid-6 (PA6), Polyamid- 12 (PA 12) und Co-Polyamid.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass mindestens eine der drei Schichten 1, 2 und 3, insbe- sondere die Primärschicht 1, die Sekundärschicht 2 und/oder die Tertiärschicht 3 des Mehr schichtverbunds, 12 eine Verstärkungsfaser 15 aufweist oder der Mehrschichtverbund 12 zwi schen der Primärschicht 1 und der Sekundärschicht 2 und/oder der Sekundärschicht 2 und der Tertiärschicht 3 eine Gewebeschicht 16 aus Verstärkungs fasern aufweist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Fluidleitung als Fluidwellrohr aus gebildet ist. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitung einen Fluidleitungsbereich aufweist, in welchem ein Querschnittsverstellelement, insbesondere ein Rückschlagventil, ein Stellventil oder ein Ther mostat, angeordnet ist. Der Fluidleitungsbereich ist beispielsweise durch Extrudieren ausgebil det, insbesondere während des Extrudierens der Fluidleitung selbst. Auf die genaue Funktion und den Aufbau des Querschnittsverstellelements wird nachfolgend eingegangen.
Die beschriebene Fluidleitung 11 hat genauso wie der Mehrschichtverbund 12, aus welchem die Fluidleitung 11 besteht, den Vorteil einer hohen Beständigkeit bei einer gleichzeitig sehr guten Verfügbarkeit der Materialien. Zudem ermöglicht der Aufbau des Mehrschichtverbunds 11 eine kostengünstige Herstellung. Zudem ist die Fluidleitung 11 sehr gut verarbeitbar, beispielsweise durch permeationsarme und sichere Verbindungstechnologien wie Schweißen, speziell Faser schweißen. Die Verschweißung kann vorzugsweise durch ein zielgerichtetes und lokal begrenz tes sowie in der Intensität und der Zeit auf die Materialien und Geometrien abgestimmtes Hin durchdringen eines Faserstrahls durch eine mit der Fluidleitung 11 zu verschweißende Einrich tung, die komplett oder lokal aus lasertransparentem Werkstoff hergestellt ist, erfolgen. Die Ein richtung liegt zum Beispiel in Form einer Fluidkupplung vor. Das Material der Außenschicht der Fluidleitung, beispielsweise der Tertiärschicht 3, ist in diesem Fall vorzugsweise im erforderli chen Maße laserabsorbierend. Bevorzugt wird das Material der jeweiligen Schicht bereits pas send ausgewählt oder mittels eines Zusatzstoffs ausreichend laserabsorbierend gemacht.
Weil die Außenschicht der Fluidleitung 11 bevorzugt auch zur Kennzeichnung und/oder Be- schriftung verwendet werden kann, soll in diesem Fall das Material auch die Eigenschaft eines Farbumschlages bei gängigen Laserbeschriftungsverfahren aufweisen. Soll eine Bedruckung zur Kennzeichnung zum Einsatz kommen, so sind geeignete pigmentreiche Tinten zu bevorzugen.
Die Werkstoffe und/oder die Wandstärken der einzelnen Schichten werden insbesondere derart gewählt, dass die Fluidleitung 11 ohne die Verwendung von im Leitungsinneren angeordneten Biegehilfswerkzeugen, beispielsweise Federn, auch in engen Biegeradien thermogeformt werden können. Neben einer effizienten Fertigung hat dies weitere Vorteile, so können in noch rotations- symmetrischem Zustand vor dem Biegen Konnektoren an die Fluidleitung gefügt werden, was die Zahl der Vorrichtungen minimiert. Ferner kann bei Biegevarianten auf der Grundlage glei cher Ausgangsleitungslängen die Lagerhaltung der Vorprodukte vereinfacht werden.
Technisch bedeutungsvoll ist vor allem, dass durch den Entfall von innen drückenden Biegefe- dem keine lokalen Verformungen und Belastungen der Innenschicht der Fluidleitung 11 auftre- ten. Die Gefahr der Beschädigung der Schicht wird vermindert. Schäden durch lokale Druckstel- len der Biegefedem, die lokal die Wandstärke der Innenschicht vermindern würden, sind von außen zerstörungsfrei schwierig bis gar nicht erkennbar.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitung 11 eine Fluidleitungsaußenschicht 17 aufweist, welche als Flammschutzschicht, Scheuerschutzschicht und/oder als thermische Isolati onsschicht ausgebildet ist. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Flammschutzschicht, die Scheuerschutzschicht und/oder die thermische Isolationsschicht nachträglich ausgebildet wird und/oder mittels eines entsprechend eingerichteten Co-Extrusions- oder Mehrlagenverfahrens aufgebracht wird, wobei vorzugweise ein geschäumtes Material verwendet wird.
Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitungsaußenschicht 17 ein optimiertes thermo- plastisches Elastomer (TPE) oder ein funktional optimiertes thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder einen Blend aus dem Homo-Polypropylen und einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), aufweist oder daraus besteht.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Fluidleitung 11 in einer einen Luftspalt 18 aufweisenden Ausführungsform. Der Luftspalt 18 dient einer thermischen Isolation der Fluidlei- tung 11. Der Luftspalt 18 liegt beispielsweise zwischen der Tertiärschicht 3 und der Fluidlei-
tungsaußenschicht 17 vor. Der Luftspalt 18 umgreift die Tertiärschicht 3 im Querschnitt gesehen in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise oder sogar vollständig. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Luftspalt 18 von wenigstens einem, bevorzugt mehreren Stegen 19, unterbrochen. Im Falle der mehreren Stege 19 sind diese in Umfangsrichtung voneinander beab- standet angeordnet. Beispielsweise liegen sich jeweils zwei der Stege 19 diametral gegenüber. Bevorzugt sind vier, sechs oder acht Stege 19 vorhanden. Der Steg 19 beziehungsweise die Stege 19 dienen der Beabstandung der Fluidleitungsaußenschicht 17 von weiteren Bereichen der Fluid- leitung 11, insbesondere der Tertiärschicht 3. Der wenigstens eine Steg 19 ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der Luftspalt 18 auch bei einer Biegebelastung vorliegt, also auch in diesem Fall die Fluidleitungsaußenschicht 17 von der Tertiärschicht 3 beabstandet angeordnet ist.
Die Figur 3 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der Fluidleitung 11, bei welcher im Quer schnitt gesehen mehrere Luftspalte l8a und 18b vorliegen. Grundsätzlich wird auf die vorste- henden Ausführungen zu dem Luftspalt 18 und dem wenigstens einen Steg 19 verwiesen. Die Luftspalte l8a und 18b sind von einem Trennsteg 20 voneinander abgetrennt. Die Luftspalte l8a und 18b sind jeweils beidseitig von jeweils dem Steg 19 oder einem der Stege 19 begrenzt. In anderen Worten erstrecken sich die Luftspalte l8a und 18b jeweils von dem Steg 19 oder einem der Stege 19 bis zu dem Steg 19 oder einem anderen der Stege 19. Beispielsweise ist der in ra dialer Richtung weiter außen liegende Luftspalt 18b in der Fluidleitungsaußenschicht 17 selbst ausgebildet, wohingegen der in radialer Richtung weiter innen liegende Luftspalt 18s wie erläu tert zwischen der Tertiärschicht 3 und der Fluidleitungsaußenschicht 17 angeordnet ist.
Die Figur 4 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der Fluidleitung 11 , welche bereichsweise als Wellrohr ausgebildet ist, also einen Wellrohrabschnitt 21 aufweist. Zusätzlich oder alternativ zu dem Wellrohrabschnitt verfügt die Fluidleitung 11 über eine Haltekerbe 22, die in einem Fluid leitungsbereich 22a angeordnet ist. Der Fluidleitungsbereich 22a dient beispielsweise der Anord nung eines hier nicht dargestellten Querschnitts verstellelements, welches - rein beispielhaft - als Rückschlagventil 23 ausgebildet sein kann.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung der Fluidleitung 11. Diese weist den Fluidleitungsbereich 22a und die Haltekerbe 22 auf. Mittels der Haltekerbe 22 ist das bereits erwähnte Rückschlagventil 23 in dem Fluidleitungsbereich 22a befestigt, vorzugsweise form schlüssig befestigt. Das Rückschlagventil 23 weist ein Federelement 24 auf, mittels welchem ein Ventilelement 25 federkraftbeaufschlagt ist. Das Federelement 24 greift einerseits an dem Ven tilelement 25 und andererseits an einem Ventileinsatz 26 an, welcher seinerseits in dem Fluidlei-
tungsbereich 22a befestigt ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Ventileinsatz 26 und einem In nenumfang der Fluidleitung 11 , insbesondere der Primärschicht 1 der Fluidleitung 11 , eine Dich tung 27, insbesondere in Form eines Dichtrings oder O-Rings, angeordnet. Die Dichtung 27 liegt sowohl an dem Ventileinsatz 26 als auch an dem Innenumfang dichtend an. Ein Ventilsitz des Rückschlagventils 23 wird von dem Innenumfang der Fluidleitung 11 selbst ausgebildet. Beispielsweise wird der Ventilsitz von einer Stufe gebildet, durch welche eine Durchmesserreduzierung, insbesondere eine Innendurchmesserreduzierung, der Fluidleitung 11 gebildet ist. Das Ventilelement 25 wird von der Federkraft in Richtung des Ventilsitzes gedrängt, insbesondere an den Ventilsitz. Das Ventilelement 25 ist beispielsweise als Kugel ausgeführt. Auch andere Formen des Ventilelements 25 können jedoch realisiert sein. In Abhängigkeit von der Stellung des Ventilelements 25 bezüglich des Ventilsitzes ist eine Strömungsverbindung durch die Fluidleitung 11 freigegeben oder unterbrochen. Insbesondere ist die Strömungsverbin dung freigegeben, sofern das Ventilelement 25 von dem Ventilsitz beabstandet angeordnet ist, und unterbrochen, falls das Ventilelement 25 dichtend an dem Ventilsitz anliegt. Das Rück- schlagventil 23 ist derart ausgebildet, dass es eine Durchströmung der Fluidleitung 11 in einer Strömungsrichtung mit einem ersten Durchströmungsquerschnitt zulässt, in eine entgegengesetz te Strömungsrichtung jedoch zumindest teilweise mit einem kleineren zweiten Durchströmungs querschnitt oder sogar vollständig unterbindet.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung der Fluidleitung 11, wobei diese anstelle des Rückschlagventils 23 ein Querschnittsverstellelement aufweist, das als Thermostat 30 ausgeführt ist. Der Thermostat 30 ist analog zu dem Rückschlagventil 23 in dem Fluidlei tungsbereich 22a angeordnet und befestigt. Auf die vorstehenden Ausführungen diesbezüglich wird Bezug genommen. Der Thermostat 30 ist vorzugsweise derart aus gestaltet, dass er eine Strömungsverbindung durch die Fluidleitung 11 beziehungsweise den Fluidleitungsbereich 22a bei Unterschreiten eines Temperaturgrenzwerts durch eine Temperatur des in der Fluidleitung 11 vorliegenden Fluids unterbricht und bei Überschreiten freigibt oder umgekehrt.
Claims
1. Mehrschichtverbund (12), insbesondere für eine Fluidleitung (11), mit einer Primärschicht (1) aus einem ein teilkristallines isotaktisches Homo-Polypropylen aufweisenden ersten Material, einer auf die Primärschicht (1) folgenden Sekundärschicht (2) aus einem einen Haftvermittler aufweisenden zweiten Material und einer auf die Sekundärschicht (2) folgenden Tertiärschicht (3) aus einem ein Polyamid aufweisenden dritten Material, wobei das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen ein Anti-Oxidationsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist.
2. Mehrschichtverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anti-
Oxidationsmittel ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Pcntacrythritol tetrakis(3-(3,5- di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat), wie beispielsweise Irganox® 1010, N,N’-hexane-l,6- diylbis(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionamid)), wie beispielsweise Irganox® 1098, und Okabest™ PAT 218.
3. Mehrschichtverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrschichtverbund (12) eine Gesamtdicke von 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 1 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt 1,5 mm bis 3 mm, aufweist, und/oder dass eine Schichtdicke der Primärschicht (1) zu einer Schichtdicke der Sekundärschicht (2) ein Verhältnis von 10 bis 14 zu 2 bis 4 und/oder die Schichtdicke der Sekundärschicht (2) zu einer Schichtdicke der Tertiär- Schicht (3) ein Verhältnis von 2 bis 4 zu 14 bis 16 und/oder die Schichtdicke der Primärschicht (1) zu der Schichtdicke der Tertiärschicht (3) ein Verhältnis von 10 bis 14 zu 14 bis 16 aufweist.
4. Mehrschichtverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid des dritten Materials ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Poly- amid-6l2 (PA612), Polyamid-666 (PA666), Polyamid-6 (PA6), Polyamid-l2 (PA12), Polyamid- 66/610 (PA66/610), Polyamid-66/6l2 (PA66/612) und Polyamid-46/6 (PA46/6), wobei die ge nannten Polyamide vorzugsweise jeweils eine Additivierung aufweisen.
5. Mehrschichtverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tertiärschicht (3) eine erste Tertiärteilschicht (3 a) und eine zweite Tertiärteilschicht (3b) aufweist, wobei die erste Tertiärteilschicht (3a) aus einer ersten Variation des dritten Materials,
insbesondere aus Polyamid-6 (PA6), und die zweite Tertiärteilschicht (3b) aus einer zweiten Va riation des dritten Materials, insbesondere aus Polyamid-612 (PA612), besteht.
6. Mehrschichtverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärschicht über eine erste Sekundärteilschicht (2a), eine zweite Sekundärteil- Schicht (2b) sowie eine dritte Sekundärteilschicht (2c) verfügt, wobei die erste Sekundärteil- schicht (2a) aus dem zweiten Material oder einer ersten Variation des zweiten Materials besteht, die zweite Sekundärteilschicht (2b) ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) aufweist und die dritte Sekundärteilschicht (2c) aus dem zweiten Material oder einer zweiten Variation des zweiten Materials besteht.
7. Mehrschichtverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten des Mehrschichtverbunds (12) Verstärkungsfasem (15) auf- weist und/oder der Mehrschichtverbund (12) zwischen der Primärschicht (1) und der Sekundär schicht (2) und/oder zwischen der Sekundärschicht (2) und der Tertiärschicht (3) eine Gewebe schicht (16) aus Verstärkungsfasem aufweist.
8. Fluidleitung (11) aus einem Mehrschichtverbund (12), insbesondere aus einem Mehr schichtverbund (12) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mehrschichtverbund (12) eine Primärschicht (1) aus einem ein teilkristallines isotaktisches Ho mo-Polypropylen aufweisenden ersten Material, eine auf die Primärschicht (1) folgende Sekun därschicht (2) aus einem einen Haftvermittler aufweisenden zweiten Material und eine auf die Sekundärschicht (2) folgende Tertiärschicht (3) aus einem ein Polyamid aufweisenden dritten Material aufweist, wobei das erste Material zusätzlich zu dem Homo-Polypropylen ein Anti- Oxidationsmittel mit einem Anteil von mindestens 0,05 % bis maximal 0,4 %, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials, aufweist.
9. Fluidleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (11) als Flu- idwellrohr ausgebildet ist.
10. Fluidleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (11) einen Fluidleitungsbereich (22a) aufweist, in welchem ein Querschnittsverstel- lelement zur Verstellung eines Durchströmungsquerschnitts der Fluidleitung (11), insbesondere ein Rückschlagventil (23), ein Stellventil oder ein Thermostat (30), angeordnet ist.
11. Fluidleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (11) eine Fluidleitungsaußenschicht (17) aufweist, welche als Flammschutzschicht, als Scheuerschutzschicht und/oder als thermische Isolationsschicht ausgebildet ist.
12. Fluidleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitungsaußenschicht (17) ein optimiertes thermoplastische Elastomer (TPE) oder ein funk tional optimiertes thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder einen Blend aus dem Homo- Polypropylen und einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wie beispielsweise Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), aufweist oder daraus besteht.
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