WO2024008885A1 - Rohr mit flammschutzschicht - Google Patents

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WO2024008885A1
WO2024008885A1 PCT/EP2023/068759 EP2023068759W WO2024008885A1 WO 2024008885 A1 WO2024008885 A1 WO 2024008885A1 EP 2023068759 W EP2023068759 W EP 2023068759W WO 2024008885 A1 WO2024008885 A1 WO 2024008885A1
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flame retardant
tube
outer layer
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PCT/EP2023/068759
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Andre Häckel
Frank Fahrenholz
Martin SCHRAMOWSKI
Siegfried Arnold
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TI Automotive (Fuldabrück) GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a pipe comprising a flame retardant layer and an outer layer, the outer layer enclosing the flame retardant layer, the flame retardant layer comprising a thermoplastic and expanded graphite particles, the outer layer having a thermoplastic.
  • the invention also relates to a fluid line with such a tube and to a use of this tube or fluid line.
  • Such a tube is known from EP 3 271 170 B1, whereby - depending on the exemplary embodiment - the flame retardant layer or a reinforcing layer represents the outermost layer.
  • the reinforcing layer includes fibers that consist, for example, of aramid or can be glass fibers.
  • the fibers are connected to a fabric and thus a non-homogeneous layer that protects the underlying flame retardant layer.
  • the flame retardant layer ensures that the pipe resists fire or heat for a few seconds or minutes longer.
  • the flame retardant layer is approximately 1.5 mm thick and comprises an expanded graphite whose particles have an average particle size of 0.2 to 0.4 mm.
  • the pipe is attached to a line connector using a force fit.
  • the disadvantage of the known tube is the ability to create a particularly long-lasting fluidic connection. It has been found that the mechanical connection - particularly that in a demanding environment such as a land vehicle - between the known pipe and an associated line connector leaves something to be desired.
  • the vibrations of a land vehicle in particular can loosen the adhesion between the pipe and the pipe connector over years. This also contributes to this increasing brittleness of the pipe material, so that this factor also significantly weakens the adhesion over the years.
  • the brittleness is, among other things, a result of large temperatures or temperature fluctuations that affect the land vehicle or the pipe within it.
  • the land vehicle is exposed to moisture and therefore road salt and the like, which can also have negative consequences on the adhesion between the pipe and the line connector.
  • the invention is therefore based on the object of creating a pipe which - especially under the adverse circumstances in the case of land vehicles - enables a particularly long-lasting or robust connection with a line connector and which can withstand the heat for as long as possible in the event of a fire.
  • a tube comprising a flame retardant layer and an outer layer, the outer layer enclosing the flame retardant layer, the flame retardant layer comprising a thermoplastic and expanded graphite particles, wherein the expanded graphite particles are designed to expand above a starting temperature, the expanded graphite particles in in an unexpanded state, the outer layer having a thermoplastic, an average roughness Ra of an outside of the pipe or an outside of the outer layer being at most 200 or 100 or 50pm.
  • the invention is initially based on the knowledge that welding the pipe to a line connector enables a significantly better or more durable connection between these two components. It was found that neither a flame retardant layer with expandable graphite nor even more so not a fabric layer and therefore a non-homogeneous layer are suitable for welding to the line connector.
  • the invention is further based on the knowledge that the known flame retardant layer with expandable graphite has a surface roughness or an average roughness value that is too large.
  • the particles of expanded graphite produce considerable roughness, which significantly increases rejects, especially for the preferred delicate laser welded connections between pipe and cable connector. It is therefore of great advantage for the laser welded connection that the surfaces joined together form a practically ideal positive fit, so that the circumferential weld seam is actually continuous in as many connections as possible between pipe and line connector.
  • the invention is therefore based on the knowledge that the tube is particularly preferably inserted into the line connector, so that preferably the outside surface of the tube with the inside surface of the line connector is welded. It has been found that low average roughness values on the outside of the pipe enable particularly good connections, in particular welded connections and especially laser welded connections. This is preferably achieved in that the outer layer has at most small particles and/or the thermoplastic of the outer layer is preferably homogeneous. Non-homogeneous plastics are, for example, fabric layers or foams.
  • the layer arrangement of the pipe according to the invention thus enables a heat-resistant pipe, which enables particularly long-lasting connections with line connectors. As a result, the task mentioned at the beginning is solved.
  • average roughness value preferably means the arithmetic average roughness value according to DIN EN ISO 4287:2010 and DIN EN ISO 4288:1998.
  • the measuring device is guided along a circumferential direction of the pipe, for which purpose several axially offset revolutions are carried out or a spiral course is carried out.
  • the outer layer in a cross section of the tube (1) has particles or cavities or filled cavities with an average expansion in the radial direction of at most 200 or 150 or 100 or 50 pm or no particles or .Vacities or filled cavities. This contributes to a low average roughness value.
  • a piece of pipe with a length of 10 mm may be examined, in particular using pCT. If fewer than 100 or 50 or 20 or 10 particles/cavities/filled cavities with an expansion in the radial direction of at least 5 or 2 or 1 pm are found, the criterion “no particles at all” is considered to be met.
  • the thermoplastic of the outer layer is homogeneous over the entire cross section of the outer layer.
  • the term “homogeneous” preferably means a structure with only one inner and only one outer intentionally created interface in a cross section. For example, isolated, even very small voids (e.g. in the sub-millimetre range) are not intentional. Foams, on the other hand, intentionally have bubbles and thus internal interfaces. Likewise, additive particles are intentionally added particles, so that even in the case of additive particles, numerous intermediate interfaces can be found between the inner and outer interfaces of the layer. Likewise, the thermoplastic of the outer layer is not homogeneous over the entire cross section of the outer layer if it has the shape of a fabric or a fabric layer.
  • a fabric layer impregnated in this way may not have any particles or cavities or filled cavities, provided that the cast material and the fabric material are viewed as a coherent plastic structure, compared to which the particles or cavities or filled cavities are defined.
  • the particles or the filled cavities can consist of a material other than plastic.
  • the particles can in particular be of a mineral nature, while the filled cavities can in particular contain a gas - especially air.
  • a porous plastic layer can still be present which is filled with another plastic. This includes in particular a fabric layer that is soaked with a thermoplastic.
  • thermoplastic is preferably designed to be homogeneous if at most 100 or 50 or 20 structures are found within a pipe section with a length of 10 mm, which preferably have a size of at least 5 or 2 or 1 pm - preferably according to pCT recording - exhibit.
  • the tube is formed in one piece.
  • the outer layer is expediently irreversibly connected to the flame retardant layer directly or indirectly via an interposition of one or more layers. This means that the individual layers of the pipe are firmly connected to one another and ensure appropriate mechanical stability. To check the irreversible connection of the layers of the pipe, it is advisable to examine a middle section of the pipe while separating any line connectors. For example, if an outer protective tube can be removed from the tube, the layer or layers of the protective tube do not belong to the tube or inner tube located therein.
  • a tube or inner ear is connected to a line connector in a materially bonded manner, while an outer protective tube is not connected to a materially bonded manner with the tube, but is connected to the line connector.
  • the outer protective tube and the tube or inner tube would also be indirectly connected to one another in a materially bonded manner via the line connector(s).
  • a pipe is only considered to be in one piece if the middle section of the pipe is selected arbitrarily and line connectors are separated, and the layers can only be separated from one another irreversibly and thus in a destructive manner. For example, if a pipe or inner ear with an outer protective pipe is cut off from the line connector, the pipe is at least not formed in one piece if the protective tube can be removed from the tube or inner tube by hand and preferably pushed back on.
  • the outer layer is the outermost layer of the - in particular one-piece - tube. It is possible for a one-piece tube or inner tube to have an outer layer and at the same time to be enclosed by a protective tube that is pushed on. Then the outer layer of the tube or inner tube is also the outermost layer of the one-piece tube or inner tube, because the protective tube can be removed from the tube or inner tube in the event that line connectors are separated.
  • the flame retardant layer has a layer thickness of at most 1.5 or 1.0 or 0.7 or 0.5 mm. This prevents the pipe from becoming too thick and therefore too inflexible when making bends. It is advantageous that the layer thickness of the flame retardant layer is at least 0.05 or 0.07 or 0.10 mm. This prevents layer breaks.
  • the outer layer has a layer thickness of at least 0.06 or 0.08 or 0.10 mm. Otherwise it can happen that the flame retardant layer tears off during extrusion due to the expandable graphite particles and as a result the flame retardant layer is not formed over the entire area.
  • the layer thickness of the outer layer is advantageously a maximum of 1.0 or 0.8 or 0.6 mm. This prevents the pipe from becoming too thick and therefore too inflexible when making bends. It is very preferred that the layer thickness of the outer layer is such that it avoids unevenness in the layer underneath Flame retardant layer balances.
  • an added layer thickness of the outer layer and the flame retardant layer is at least 0.15 or 0.2 or 0.25 or 0.3 mm. Appropriately, an added layer thickness from the layer thickness of the flame retardant layer and the layer thickness of the outer layer amounts to a maximum of 2.0 or 1.5 or 1.0 mm.
  • the proportion by weight of the expandable graphite particles in the flame retardant layer is advantageously at least 1 or 3 or 5 or 7 or 9% by weight.
  • the proportion by weight of the expandable graphite particles in the flame retardant layer is expediently at most 50 or 40 or 30% by weight. It was found that too large a proportion by weight of the expandable graphite particles causes excessive unevenness or excessive brittleness.
  • the expanded graphite particles in the flame retardant layer in a cross section of the tube have an average height in the radial direction of at most 200 or 150 or 100 or 70 pm. This ensures that the average roughness value on the outside of the pipe or the outside of the outer layer does not become too large.
  • the expanded graphite particles in the flame retardant layer advantageously have an average height in the radial direction of at least 10 or 20 or 30 pm in a cross section of the tube. Among other things, this ensures that the expansion rate of the expandable graphite particles does not become too small.
  • the expandable graphite particles of the flame retardant layer have a starting temperature of at least 130 or 150 or 170 or 190 or 210 or 230 ° C.
  • the starting temperature of the expandable graphite particles is expediently coordinated in particular with the melting temperature of the thermoplastic material of the flame retardant layer.
  • the starting temperature of the expandable graphite particles is at least 10 or 20 or 30 ° C higher than the melting temperature of the thermoplastic of the flame retardant layer.
  • an expansion rate of the expandable graphite particles of the flame retardant layer is at least 10 or 20 or 30 cm 3 /g.
  • An expansion rate of the expandable graphite particles of the flame retardant layer is advantageously at most 350 or 250 or 200 or 150 cm 3 /g. It was found that a very large expansion rate requires such expandable graphite particles, the size of which is too large for the layer thickness of the pipe.
  • the invention is based on the finding that, in particular, expansion rates of around 100 cm 3 /g are, on the one hand, sufficient for intumescence and, on the other hand, enable sufficiently small expandable graphite particles.
  • the tube comprises an auxiliary flame retardant, the auxiliary flame retardant preferably having a gas-diluting or oxygen-diluting effect, the auxiliary flame retardant preferably being an inorganic flame retardant.
  • the auxiliary flame retardant contains ammonia and includes, for example, ammonium phosphate, ammonium sulfate and/or ammonium polyphosphate. It is possible that the auxiliary flame retardant is located in the flame retardant layer and/or in the outer layer. Particularly preferably, the auxiliary flame retardant is only contained in the flame retardant layer.
  • the tube expediently comprises at least one further, preferably an inner, layer.
  • the flame retardant layer preferably encloses the at least one inner layer. It is possible for the flame retardant layer to lie against the at least one inner layer.
  • the at least one further, preferably inner layer can be cohesively connected to the flame retardant layer.
  • the inner layer can be the innermost layer. It is possible for a further layer or several further layers to be arranged between the innermost layer and the flame retardant layer.
  • a separating layer is advantageously arranged between the innermost layer and the flame retardant layer, the separating layer preferably serving to spatially decouple the flame retardant layer and the innermost layer.
  • the at least one inner layer comprises a thermoplastic.
  • the thermoplastic material of the at least one further inner layer can be a polyamide, a polyester, a polyolefin, a polyurethane or a thermoplastic elastomer.
  • the polyester can in particular be polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • a barrier layer may be arranged between the further, inner layer and the flame retardant layer.
  • the barrier layer may comprise, for example, an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) or a fluoropolymer. It is advantageous that a separating layer is arranged between the barrier layer or the innermost layer and the flame protection layer.
  • the tube is at least partially and preferably completely manufactured by coextrusion.
  • the thermoplastic of the flame retardant layer and/or the thermoplastic of the outer layer can be a polyamide, a polyester, a polyolefin, a polyurethane, a thermoplastic elastomer or a blend of the aforementioned plastics. PET in particular comes into consideration as a polyester.
  • the thermoplastic of the outer layer comprises a thermoplastic elastomer, preferably a thermoplastic vulcanizate and particularly preferably Santoprene.
  • Thermoplastic vulcanizates comprise ethylene propylene diene rubber (EPDM) particles in a matrix of polypropylene.
  • EPDM ethylene propylene diene rubber
  • the thermoplastic of the flame retardant layer is a polyolefin and preferably a polypropylene.
  • the tube comprises two and preferably only two inner layers.
  • the innermost layer advantageously comprises a thermoplastic, preferably a thermoplastic elastomer, more preferably a thermoplastic vulcanizate and particularly preferably Santoprene.
  • the second inner layer is disposed between the innermost layers and the flame retardant layer and is a separating layer.
  • the separating layer has a thermoplastic, preferably a polyolefin and particularly preferably a polypropylene.
  • all layers of the pipe have a common plastic, preferably polypropylene.
  • the common plastic of all layers preferably serves to protect the layer composite particularly well against delamination.
  • the material polypropylene is particularly suitable as a barrier material against aqueous solutions, for example water-glycol solutions, so that a polypropylene composite is particularly suitable as a heat exchanger tube.
  • a fluid line comprises at least one aforementioned pipe according to the invention and at least one line connector.
  • the line connector advantageously comprises a thermoplastic.
  • the thermoplastic of the line connector is a plastic from the group “polyamide, polyester, polyolefins, polyurethane, thermoplastic elastomer” or a blend of two or more plastics from the aforementioned group.
  • the plastic of the line connector belongs to the same plastic group as the thermoplastic of the outer layer and/or the thermoplastic of the inner layer.
  • the thermoplastic of the line connector is preferably also a polyamide.
  • thermoplastic of the line connector and the thermoplastic of the outer layer and/or inner layer belong to the same type of plastic, for example PA6 or PA11 or PA12. It is possible that the thermoplastic material of the line connector comes from the same material storage container as the thermoplastic material of the outer layer and/or the inner layer.
  • the pipe and the line connector are welded together and are preferably connected to one another by means of laser welding. It is possible that the pipe and the pipe connector are connected to each other using rotary friction welding or mirror welding.
  • the tube is preferably inserted into a connecting section of the line connector. It is possible that the pipe is connected to a connecting section of the pipe connector is attached.
  • the connecting section expediently comprises at least one circumferential weld seam. It is possible for the connecting section to have two or more weld seams running around it. It is possible that the connection portion of the line connector includes an inner and an outer weld that connect the connection portion of the line connector to the pipe.
  • the line connector preferably comprises a coupling body.
  • the coupling body is advantageously designed in one piece and particularly preferably integrally.
  • the term “integral” preferably means production from a single injection molding.
  • the coupling body preferably comprises a coupling section for a counterpart to be coupled to the line connector.
  • the counterpart is expediently a plug which is inserted into the line connector.
  • the coupling body is advantageously designed in such a way that a counterpart can be inserted into the coupling section - preferably reversibly.
  • the coupling body preferably comprises a connecting section for connecting to the pipe.
  • the connecting section can be designed for inserting and/or attaching the tube. For example, if the connecting section is designed as a circumferential groove into which the tube is inserted, the tube is simultaneously plugged onto an inner wall of the circumferential groove and inserted into an outer wall of the circumferential groove.
  • the line connector can in particular have a retainer.
  • the retainer may, for example, be approximately U-shaped and have a U-base and two U-legs.
  • the retainer can be designed to be completely circumferential.
  • the counterpart can have a locking element, which is designed, for example, as a circumferential collar or as a circumferential groove.
  • the locking element is advantageous of the counterpart or plug with the retainer of the line connector while inserting the counterpart into the line connector.
  • the coupling body can be designed in two parts and have a connecting part and a coupling part. It is possible for the connecting part and the coupling part to be connected to one another via a snap connection or a screw connection.
  • the line connector expediently includes a seal.
  • the seal can, for example, have one sealing ring or two sealing rings made of an elastic material.
  • the task mentioned at the outset is achieved by using a pipe according to the invention or a fluid line according to the invention in a land vehicle and in particular in an electric vehicle.
  • the pipe or the fluid line is preferably used for cooling, particularly preferably for cooling a battery of an electric vehicle drive. It is particularly preferred that the pipe or fluid line is used to carry an aqueous solution and in particular a water-glycol solution.
  • the pipe or the fluid line can, for example, serve as a supply line to a pipe system of the battery of the electric vehicle drive.
  • the pipe or fluid line is designed to maintain the cooling of the battery of the electric vehicle drive for a few seconds or minutes longer than conventional pipes or fluid lines without a flame retardant layer, so that the passengers of the vehicle have correspondingly more time Escape or rescue remains. Cooling the battery of the electric vehicle is particularly critical, as too high a temperature of the battery causes the battery to burst into flames even more quickly.
  • the pipe according to the invention or the fluid line according to the invention is shown schematically below using figures of exemplary embodiments. Show it
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a fluid line according to the invention comprising the pipe from FIG. 1 and a line connector together with an inserted counterpart
  • Fig. 3 is a front view of a retainer of the line connector
  • FIG. 4A three further variants of fluid lines, the connecting section to 4C is each shown in longitudinal section.
  • a tube according to the invention may comprise four layers 2, 3, 26, 27, which enclose a lumen 8 of the tube.
  • the tube 1 has a flame retardant layer 2 and an outer layer 3 and may also include two inner layers 4.
  • the flame retardant layer 2 is bonded to the outer layer 3 and the inner layer 4 by co-extrusion.
  • the inner layer 4, 26 forms the innermost layer 26 of the pipe 1, which is separated from the flame retardant layer 2 by a preferred separating layer 27.
  • protective tubes which are designed, for example, as a corrugated tube and enclose the tube 1 without being directly materially connected to it.
  • the outer layer 3 is the outermost layer of the integrally formed tube 1.
  • all layers 2, 3, 26, 27 of the tube 1 comprise a thermoplastic.
  • the flame retardant layer 2 it is possible for the flame retardant layer 2 to have a polypropylene, in particular an isotactic polypropylene.
  • the separating layer 27 comprises a polypropylene and preferably an isotactic polypropylene.
  • the outer layer 3 and the innermost layer 26 may comprise a thermoplastic vulcanizate, in particular Santoprene.
  • the material of the innermost layer 26 preferably comes from the same material storage container as the material of the outer layer 3.
  • thermoplastic vulcanizates also contain polypropylene
  • all layers of the tube 1 in this exemplary embodiment comprise polypropylene, which is why good material bonds between the four layers 2, 3, 26, 27 of the tube 1 are achieved.
  • the polypropylene composite of the tube 1 is particularly suitable for carrying an aqueous solution - in particular a water-glycol solution. Polypropylenes absorb little water and are therefore more resistant to water compared to, for example, the more expensive polyamides.
  • the pipe of this exemplary embodiment may in particular be a supply line to a pipe system of a drive battery of an electric vehicle.
  • the flame retardant layer 2 comprises expandable graphite particles, which is indicated accordingly in FIG.
  • the expanded graphite particles are preferably flake-like and embedded in the polypropylene of the flame retardant layer 2.
  • the proportion by weight of the expandable graphite particles in the flame retardant layer 2 is at least 10%.
  • the expanded graphite particles can, for example, have an average thickness of 25 ⁇ m. Due to the flake-like shape, the surface includes the Expanded graphite particles essentially have a top and a bottom, which can extend in both dimensions along a few 100 pm. If the expandable graphite particles were sieved, for example 85% of the particles could fall through a clear mesh size of 180 pm (85% of the particles finer than 80 mesh).
  • the expandable graphite of this exemplary embodiment may expand by 100 cm 3 /g at 1000 °C.
  • a melting temperature of the isotactic propylene of layers 2 and 27 may be 185 ° C.
  • the melting temperature of the thermoplastic vulcanizate of the outer layer 3 and the innermost layer 26 may be 165 ° C. It is preferred that a starting temperature of the expandable graphite particles is 210 ° C. This means that the temperature of the polypropylene melt in this exemplary embodiment must be set to approximately 190 to 200 ° C in order to avoid expansion of the expandable graphite particles during pipe extrusion.
  • the outside of the outer layer 3 has an average roughness Ra of 50 pm.
  • This average roughness value Ra is caused primarily by the expandable graphite particles in the flame retardant layer 2, but is partially leveled by the thermoplastic material of the flame retardant layer 2, because the thermoplastic material of the flame retardant layer 2 also serves as a filler in the flame retardant layer 2.
  • the unevenness of the flame protection layer 2 is further leveled by the outer layer 3, which in this exemplary embodiment is microscopically homogeneous and in particular has neither gas bubbles nor particles above a maximum particle size of 1 pm. It is preferred that the layer thickness of the flame retardant layer 2 is approximately 200 ⁇ m.
  • the layer thickness of the outer layer 3 may be 250 pm.
  • the layer thickness of the separating layer 27 is 150 pm in this exemplary embodiment.
  • the layer thickness of the innermost layer 26 may be 150 pm.
  • the pipe 1 shown in FIG. 1 is connected to a line connector 5 via a welded connection 7, 18 to form a fluid line 1, 5.
  • the line connector 5 comprises a coupling body 11, which in this exemplary embodiment is preferably formed in one piece and more preferably integrally and was produced by injection molding from a thermoplastic - preferably from polypropylene. Because the thermoplastic vulcanizates of the outer layer 3 and the innermost layer 26 also include polypropylene, a particularly good welded connection 7, 18 is achieved.
  • the coupling body 11 expediently comprises a coupling section 14 and a connecting section 15.
  • the welded connection 7, 18 is arranged in the area of the connecting section 15 in this exemplary embodiment.
  • the welded connection 7, 18 may include an outer weld 7 and an inner weld 18. The two weld seams 7, 18 were produced in this exemplary embodiment by means of rotational friction welding, with the pipe 1 being inserted into a pipe receptacle 17 of the line connector 5 or the connecting section 15.
  • the pipe receptacle 17 is expediently limited in the axial direction by a stop 13 and is preferably designed as a circumferential, annular groove.
  • the pipe receptacle 17 may in particular have an outer wall 20 and an inner wall 21.
  • the inner wall 21 of this exemplary embodiment can taper in the axially inward direction and thus in the direction of the tube 1 on its outside, so that the tube 1 can be pushed onto the inner wall 21 particularly easily.
  • the Taper of the inner wall 21 is relatively pronounced in FIG. 2 and can be made significantly weaker in other embodiments.
  • the inserted pipe 1 is advantageously held in place while the line connector 5 is set in rotation.
  • the rotation is so fast that the frictional heat generated in the tube holder 17 is sufficient to melt the material at the interfaces.
  • a further weld seam, not shown here, may arise directly at the groove base of the pipe receptacle 17 or at the stop 13. What is crucial for clean weld seams 7, 18 is that the unevenness of the expanded graphite particles of the flame retardant layer 2 is compensated for by the inner layers 4 and the outer layer 3.
  • the coupling body 11 comprises a fluid channel 10, which connects the connecting section 15 to the coupling section 14.
  • the connecting section 15 may in particular have an axial extent which corresponds to the overlap of the pipe 1 and the coupling body 11 in the axial direction.
  • a counterpart 9 is inserted into the line connector 5 or into the coupling section 14.
  • the counterpart 9 may be the tip of another pipe, not shown, or a connecting element of a unit, for example a tank/pump/valve/battery.
  • the counterpart 9 can have a locking element 23, which can preferably be designed as a circumferential collar, but also as a circumferential groove.
  • the line connector 5 expediently comprises a retainer 16, as shown by way of example in FIG. 3.
  • the retainer 16 can in particular a front view, be designed essentially U-shaped and have two legs 25.
  • the legs 25 can be connected to one another via a U-base, which forms an actuation section 24.
  • the retainer 16 can be inserted in the radial direction into the coupling body 11 or into the coupling section 14 from FIG. 2 by means of manual pressure on the actuating section 24. If the counterpart 9 is then inserted into the line connector 5 in the axial direction, the locking element 23 of the counterpart 9 elastically spreads the legs 25 of the retainer 16 apart. As soon as the locking element 23 has passed the legs 25 of the retainer 16, the legs 25 snap back due to the elastic restoring energy, whereby the counterpart 9 is secured in the line connector 5.
  • the line connector 5 may also have a seal 12, which in this exemplary embodiment comprises two sealing rings and a spacer in between.
  • a plug shaft 22 of the counterpart 9 is expediently designed in such a way that a frictional connection with the seal 12 is generated, whereby a fluid seal is achieved.
  • the seal 12 can be secured in particular by a seal holder 19, so that the seal 12 is also secured in the axially outward direction.
  • an inner wall of the coupling body 11 as well as the plug shaft 22 of the counterpart 9 and the connecting section 15 together with the tube 1 connected thereto are designed concentrically to one another and have a common center axis M.
  • the connecting section 15 and the coupling section 14 may be designed at an angle to one another.
  • Fig. 4 three variants A to C of further welded connections 6, 21 between the pipe 1 and a line connector 5 are shown.
  • the connecting section 15 of the line connector 5 includes a pipe receptacle 17 into which the pipe 1 is inserted.
  • the pipe holder 17 has no inner wall, but only an outer wall 20 and a stop 13. Due to the lack of an inner wall of the pipe receptacle 17, no internal weld seam is created, but only a single weld seam 6.
  • the single weld seam 6 can be produced, for example, by means of rotary friction welding.
  • the connecting section 15 includes a pipe receptacle 17, which does not include an outer wall, but does include an inner wall 21.
  • the inner wall 21 is tapered on its outside in an axially inward direction, so that when the tube 1 is pushed on, the tip of the tube 1 increasingly widens and forms an increasing frictional connection.
  • the pipe 1 can also be pushed on up to a stop 13 of the line connector 5 or the connecting section 15 or the pipe receptacle 17.
  • a weld seam 6 can be produced by rotational friction welding.
  • the connecting section 15 comprises a tube receptacle 17, which is essentially hollow cylindrical and is closed by a stop 13.
  • the pipe receptacle 17 may in particular be designed such that an inner wall of the pipe 1 merges flush with an inner wall of the line connector 5.
  • the material of the line connector 5 or the connecting section 15 for laser beams, in particular for near-infrared laser beams is transparent due to a special dye additive, but is colored black in the visible spectrum.
  • the material of the pipe 1 is the same Laser beams are non-transparent, so that the laser beams are absorbed at the interface between an outside of the tube 1 and an inside of the tube receptacle 17. Since the tube 1 is also preferably colored dark or black with the help of conventional pigment, a uniform color appearance of the fluid line 1, 5 is achieved, while at the same time the laser beams in the tube holder 17 can only penetrate as far as the tube 1.
  • the laser beam or laser beams can be guided in such a way that a complete revolution is generated, whereby a correspondingly circumferential weld seam 6 is achieved. Since the laser beams are relatively fine and only a moderately strong adhesion is generated between the tube 1 and the line connector 5, a particularly uniform surface of the outside of the tube 1 or the outer layer 3 is advantageous.
  • the average roughness value of the outside of the tube 1 of the exemplary embodiment according to FIG. 4C is particularly preferably less than 50 pm and, for example, 20 pm. This creates a particularly long-lasting fluidic connection between the pipe 1 and the line connector 5, while the pipe 1 at the same time has particularly good flame protection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rohr (1) umfassend eine Flammschutzschicht (2) und eine äußere Schicht (3), wobei die äußere Schicht (3) die Flammschutzschicht (2) umschließt, wobei die Flammschutzschicht (2) einen thermoplastischen Kunststoff und Blähgraphitpartikel umfasst, wobei die Blähgraphitpartikel ausgebildet sind, sich oberhalb einer Starttemperatur auszudehnen, wobei sich die Blähgraphitpartikel in einem nicht expandierten Zustand befinden, wobei die äußere Schicht (3) einen thermoplastischen Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittenrauwert Ra einer Außenseite des Rohrs (1) bzw. einer Außenseite der äußeren Schicht (3) höchstens 200 bzw. 100 bzw. 50 µm beträgt.

Description

Rohr mit Flammschutzschicht
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Rohr umfassend eine Flammschutzschicht und eine äußere Schicht, wobei die äußere Schicht die Flammschutzschicht umschließt, wobei die Flammschutzschicht einen thermoplastischen Kunststoff und Blähgraphitpartikel umfasst, wobei die äußere Schicht einen thermoplastischen Kunststoff aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Fluidleitung mit einem derartigen Rohr sowie eine Verwendung dieses Rohrs bzw. dieser Fluidleitung.
Ein derartiges Rohr ist aus EP 3 271 170 B1 bekannt, wobei - je nach Ausführungsbeispiel - die Flammschutzschicht oder eine Verstärkungsschicht die äußerste Schicht darstellt. Die Verstärkungsschicht umfasst Fasern, die beispielsweise aus Aramid bestehen oder Glasfasern sein können. Die Fasern sind zu einem Gewebe und damit zu einer nicht-homogenen Schicht miteinander verbunden, welches die darunterliegende Flammschutzschicht schützt. Durch die Flammschutzschicht wird erreicht, dass das Rohr einige Sekunden oder Minuten länger dem Brand bzw. der Hitze widersteht. Die Flammschutzschicht ist etwa 1 ,5mm dick und umfasst einen Blähgraphit, dessen Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,2 bis 0,4mm aufweisen. Das Rohr ist auf einen Leitungsverbinder mittels Kraftschluss aufgesteckt.
Nachteilig an dem bekannten Rohr ist allerdings die Fähigkeit zur besonders langlebigen fluidischen Verbindung. Es wurde gefunden, dass die mechanische Verbindung - vor allem diejenige in einer anspruchsvollen Umgebung wie etwa in einem Landfahrzeug - zwischen dem bekannten Rohr und einem dazugehörigen Leitungsverbinder zu wünschen übrig lässt. Insbesondere die Vibrationen eines Landfahrzeugs können über Jahre hinweg den Kraftschluss zwischen Rohr und Leitungsverbinder lockern. Hierzu trägt auch die zunehmende Sprödigkeit des Rohrmaterials bei, so dass auch dieser Faktor den Kraftschluss über die Jahre hinweg entscheidend schwächt. Die Sprödigkeit wiederum ist neben der üblichen Materialalterung u.a. eine Folge von großen Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen, die auf das Landfahrzeug bzw. in diesem auf das Rohr einwirken. Schließlich ist das Landfahrzeug Feuchtigkeit und mithin Streusalz und dergleichen ausgesetzt, welche ebenfalls negative Folgen auf den Kraftschluss zwischen Rohr und Leitungsverbinder haben können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rohr zu schaffen, welches - insbesondere auch unter den widrigen Umständen im Falle von Landfahrzeugen - eine besonders langlebige bzw. robuste Verbindung mit einem Leitungsverbinder ermöglicht und welches im Brandfall der Hitze möglichst lange widersteht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Rohr umfassend eine Flammschutzschicht und eine äußere Schicht, wobei die äußere Schicht die Flammschutzschicht umschließt, wobei die Flammschutzschicht einen thermoplastischen Kunststoff und Blähgraphitpartikel umfasst, wobei die Blähgraphitpartikel ausgebildet sind, sich oberhalb einer Starttemperatur auszudehnen, wobei sich die Blähgraphitpartikel in einem nicht expandierten Zustand befinden, wobei die äußere Schicht einen thermoplastischen Kunststoff aufweist, wobei ein Mittenrauwert Ra einer Außenseite des Rohrs bzw. einer Außenseite der äußeren Schicht höchstens 200 bzw. 100 bzw. 50pm beträgt.
Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass die Verschweißung des Rohrs mit einem Leitungsverbinder eine deutlich bessere bzw. langlebigere Verbindung zwischen diesen beiden Komponenten ermöglicht. Es wurde gefunden, dass weder eine Flammschutzschicht mit Blähgraphit noch erst recht nicht eine Gewebeschicht und damit eine nicht-homogene Schicht für die Verschweißung mit dem Leitungsverbinder geeignet sind.
Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass die bekannte Flammschutzschicht mit Blähgraphit eine zu große Oberflächenrauheit bzw. einen zu großen Mittenrauwert aufweist. Denn die Partikel des Blähgraphit erzeugen eine erhebliche Rauheit, welche den Ausschuss vor allem bei den bevorzugten filigranen Laserschweißverbindungen zwischen Rohr und Leitungsverbinder empfindlich erhöht. So ist es für die Laserschweißverbindung von großem Vorteil, dass die aneinander gefügten Oberflächen einen praktisch idealen Formschluss bilden, so dass die umlaufende Schweißnaht bei möglichst allen Verbindungen von Rohr und Leitungsverbinder tatsächlich durchgängig ist.
Es wurde ferner gefunden, dass für eine Laserschweißverbindung entweder das Material des Leitungsverbinders oder dasjenige des Rohrs für die Laserstrahlung weitgehend transparent sein sollte, während das Material der jeweils innen liegenden Komponente die Laserstrahlung weitgehend absorbiert. Gleichzeitig verlangen Automobilhersteller in der Regel schwarz gefärbte Leitungsverbinder und Rohre. Spezialfarbstoffe erfüllen die Forderung der Transparenz für (nahinfrarote) Laserstrahlen einerseits und der schwarzen Erscheinung im sichtbaren Lichtspektrum andererseits. Diese Spezialfarbstoffe sind jedoch verhältnismäßig teuer, weshalb diese vor allem bei den Leitungsverbindern zum Einsatz kommen. So ist die Materialmenge der Leitungsverbinder zumeist geringer ist als diejenige der Rohre.
Der Erfindung liegt daher die Erkenntnis zugrunde, dass das Rohr besonders vorzugsweise in den Leitungsverbinder hinein gesteckt wird, so dass bevorzugtermaßen die außenseitige Oberfläche des Rohrs mit der innenseitigen Oberfläche des Leitungsverbinders verschweißt wird. Es wurde gefunden, dass geringe Mittenrauwerte der Außenseite des Rohrs besonders gute Verbindungen, insbesondere Schweißverbindungen und ganz besonders Laserschweißverbindungen, ermöglichen. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die äußere Schicht allenfalls kleine Partikel aufweist und/oder der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht vorzugsweise homogen ausgebildet ist. Nicht-homogen ausgebildete Kunststoffe sind beispielsweise Gewebeschichten oder Schaumstoffe. Die erfindungsgemäße Schichtenanordnung des Rohrs ermöglicht somit ein hitzebeständiges Rohr, welches besonders langlebige Verbindungen mit Leitungsverbindern ermöglicht. Im Ergebnis ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
Der Begriff „Mittenrauwert“ meint bevorzugt den arithmetischen Mittenrauwert gemäß DIN EN ISO 4287:2010 und DIN EN ISO 4288:1998. Zur Erfassung einer Messstrecke wird das Messgerät entlang einer Umfangsrichtung des Rohrs geführt, wozu gegebenenfalls mehrere, axial versetzte Umläufe durchgeführt werden oder aber ein Spiralverlauf vorgenommen wird.
Gemäß einer sehr bevorzugten Ausführungsform weist die äußere Schicht in einem Querschnitt des Rohrs (1) Partikel bzw. Hohlräume bzw. gefüllte Hohlräume mit einer durchschnittlichen Ausdehnung in radialer Richtung von höchstens 200 bzw. 150 bzw. 100 bzw. 50 pm oder gar keine Partikel bzw. Hohlräume bzw. gefüllte Hohlräume auf. Dies trägt zu einem geringen Mittenrauwert bei. Zur Bestimmung mag beispielsweise ein Rohrstück der Länge von 10 mm, insbesondere per pCT, untersucht werden. Sofern weniger als 100 bzw. 50 bzw. 20 bzw. 10 Partikel/Hohlräume/gefüllte Hohlräume mit einer Ausdehnung in radialer Richtung von wenigstens 5 bzw. 2 bzw. 1 pm aufgefunden werden, so gilt das Kriterium „gar keine Partikel“ als erfüllt. Gemäß einer sehr bevorzugten Ausführungsform ist der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht über den gesamten Querschnitt der äußeren Schicht hinweg homogen ausgebildet. Dies verbessert die Verschweißbarkeit der äußeren Schicht. Der Begriff „homogen“ meint vorzugsweise eine Struktur mit nur einer inneren und nur einer äußeren absichtsvoll erzeugten Grenzfläche in einem Querschnitt. Vereinzelte, auch sehr kleine Lunker (etwa im Sub- Millimeter-Bereich) sind beispielsweise nicht absichtsvoll. Schaumstoffe hingegen weisen absichtsvoll Blasen und damit innere Grenzflächen auf. Ebenso sind Additivpartikel absichtsvoll hinzugefügte Partikel, so dass auch im Falle von Additivpartikeln zahlreiche intermediäre Grenzflächen zwischen der inneren und der äußeren Grenzfläche der Schicht zu finden sind. Ebenso wenig ist der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht homogen über den gesamten Querschnitt der äußeren Schicht hinweg homogen ausgebildet, wenn er die Form eines Gewebes bzw. einer Gewebeschicht aufweist.
Gleiches gilt für den Fall, dass die äußere Schicht in Form eines Gewebes zusätzlich noch mit einem weiteren Kunststoff getränkt ist. Eine solcherart getränkte Gewebeschicht mag keinerlei Partikel bzw. Hohlräume bzw. gefüllte Hohlräume aufweisen, sofern das vergossene Material und das Gewebematerial als ein zusammenhängendes Kunststoffgebilde betrachtet werden, gegenüber welcher die Partikel bzw. Hohlräume bzw. gefüllten Hohlräume definiert werden. Die Partikel bzw. die gefüllten Hohlräume können aus einem anderen Material als Kunststoff bestehen. Die Partikel können insbesondere mineralischer Natur sein, während die gefüllten Hohlräume insbesondere ein Gas - vor allem Luft - umfassen können. Bei völligem Fehlen von Partikeln bzw. Hohlräumen bzw. gefüllten Hohlräumen kann dann allerdings immer noch eine poröse Kunststoffschicht vorliegen, die mit einem weiteren Kunststoff gefüllt ist. Hierunter fällt insbesondere eine Gewebeschicht, die mit einem thermoplastischen Kunststoff getränkt ist. Solche Schichten umfassen dann jedoch nicht einen thermoplastischen Kunststoff, der über den gesamten Querschnitt der äußeren Schicht hinweg homogen ausgebildet ist. Homogen ausgebildet ist ein thermoplastischer Kunststoff vorzugsweise dann, wenn höchstens 100 bzw. 50 bzw. 20 Strukturen innerhalb eines Rohrstücks der Länge von 10 mm aufgefunden werden, welche vorzugsweise eine Größe von wenigstens 5 bzw. 2 bzw. 1 pm - bevorzugtermaßen gemäß pCT-Aufnahme - aufweisen.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Rohr einstückig ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist die äußere Schicht irreversibel direkt oder indirekt über eine Zwischenschaltung von einer oder mehreren Schichten mit der Flammschutzschicht verbunden. Somit sind die einzelnen Schichten des Rohrs fest miteinander verbunden und gewährleisten eine entsprechende, mechanische Stabilität. Zur Prüfung der irreversiblen Verbindung der Schichten des Rohrs wird zweckmäßigerweise ein Mittelstück des Rohrs unter Abtrennung von etwaigen Leitungsverbindern untersucht. Kann beispielsweise ein äußeres Schutzrohr von dem Rohr abgezogen werden, so gehört die Schicht bzw. gehören die Schichten des Schutzrohrs nicht zu dem darin befindlichen Rohr bzw. Innenrohr dazu. Es kann beispielsweise sein, dass ein Rohr bzw. Innenohr stoffschlüssig mit einem Leitungsverbinder verbunden ist, während ein äußeres Schutzrohr zwar nicht stoffschlüssig mit dem Rohr, wohl aber mit dem Leitungsverbinder verbunden ist. In diesen Fällen wären grundsätzlich auch das äußere Schutzrohr und das Rohr bzw. Innenrohr miteinander indirekt stoffschlüssig über den bzw. die Leitungsverbinder verbunden. Einstückig ist ein Rohr vorliegend nur dann, wenn bei einem willkürlich herausgegriffenen Mittelstück des Rohrs unter Abtrennung von Leitungsverbindern die Schichten voneinander nur noch irreversibel und damit in zerstörender Weise voneinander getrennt werden können. Wird beispielsweise ein Rohr bzw. Innenohr mit einem äußeren Schutzrohr von den Leitungsverbindern abgeschnitten, so ist das Rohr jedenfalls dann nicht einstückig ausgebildet, wenn sich das Schutzrohr von dem Rohr bzw. Innenrohr per Hand abziehen und vorzugsweise auch wieder aufschieben lässt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Schicht die äußerste Schicht des - insbesondere einstückigen - Rohrs. Es ist möglich, dass ein einstückiges Rohr bzw. Innenrohr eine äußere Schicht aufweist und gleichzeitig von einem aufgeschobenen Schutzrohr umschlossen wird. Dann ist die äußere Schicht des Rohrs bzw. Innenrohrs zugleich auch die äußerste Schicht des einstückigen Rohrs bzw. Innenrohrs, weil sich das Schutzrohr im Fall der Abtrennung von Leitungsverbindern von dem Rohr bzw. Innenrohr abziehen lässt.
Besonders vorteilhafterweise weist die Flammschutzschicht eine Schichtdicke von höchstens 1 ,5 bzw. 1 ,0 bzw. 0,7 bzw. 0,5 mm auf. Hierdurch wird vermieden, dass das Rohr zu dick und damit zu unflexibel bei vorzunehmenden Biegungen wird. Es ist von Vorteil, dass die Schichtdicke der Flammschutzschicht wenigstens 0,05 bzw. 0,07 bzw. 0,10 mm beträgt. Hierdurch werden Schichtabrisse vermieden.
Es ist sehr bevorzugt, dass die äußere Schicht eine Schichtdicke von wenigstens 0,06 bzw. 0,08 bzw. 0,10 mm aufweist. Anderenfalls kann es passieren, dass die Flammschutzschicht aufgrund der Blähgraphitpartikel bei der Extrusion abreißt und die Flammschutzschicht im Ergebnis nicht flächendeckend ausgebildet ist. Mit Vorteil beträgt die Schichtdicke der äußeren Schicht höchstens 1 ,0 bzw. 0,8 bzw. 0,6 mm. Hierdurch wird vermieden, dass das Rohr zu dick und damit zu unflexibel bei vorzunehmenden Biegungen wird. Es ist sehr bevorzugt, dass die Schichtdicke der äußeren Schicht so ausgebildet ist, dass sie Unebenheiten der darunterliegenden Flammschutzschicht ausgleicht. Vorzugsweise beträgt eine aufaddierte Schichtdicke der äußeren Schicht und der Flammschutzschicht wenigstens 0,15 bzw. 0,2 bzw. 0,25 bzw. 0,3 mm. Zweckmäßigerweise beläuft sich eine aufaddierte Schichtdicke aus der Schichtdicke der Flammschutzschicht und der Schichtdicke der äußeren Schicht auf höchstens 2,0 bzw. 1 ,5 bzw. 1 ,0 mm.
Mit Vorteil beträgt der Gewichtsanteil der Blähgraphitpartikel an der Flammschutzschicht wenigstens 1 bzw. 3 bzw. 5 bzw. 7 bzw. 9 Gew.-%. Zweckmäßigerweise beläuft sich der Gewichtsanteil der Blähgraphitpartikel an der Flammschutzschicht auf höchstens 50 bzw. 40 bzw. 30 Gew.-%. Es wurde gefunden, dass ein zu großer Gewichtsanteil der Blähgraphitpartikel zu große Unebenheiten bzw. eine zu große Sprödigkeit verursacht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Blähgraphitpartikel in der Flammschutzschicht in einem Querschnitt des Rohres eine durchschnittliche Höhe in radialer Richtung von höchstens 200 bzw. 150 bzw. 100 bzw. 70 pm auf. Hierdurch wird erreicht, dass der Mittenrauwert auf der Außenseite des Rohrs bzw. der Außenseite der äußeren Schicht nicht zu groß wird. Mit Vorteil weisen die Blähgraphitpartikel in der Flammschutzschicht in einem Querschnitt des Rohrs eine durchschnittliche Höhe in radialer Richtung von wenigstens 10 bzw. 20 bzw. 30 pm auf. Unter anderem hierdurch wird erreicht, dass eine/die Expansionsrate der Blähgraphitpartikel nicht zu klein wird.
Es ist von Vorteil, dass die Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht eine Starttemperatur von wenigstens 130 bzw. 150 bzw. 170 bzw. 190 bzw. 210 bzw. 230 °C aufweisen. Zweckmäßigerweise wird die Starttemperatur der Blähgraphitpartikel insbesondere auf die Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffs der Flammschutzschicht abgestimmt. Vorzugsweise ist die Starttemperatur der Blähgraphitpartikel wenigstens 10 bzw. 20 bzw. 30 °C größer als die Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffs der Flammschutzschicht.
Vorzugsweise beträgt eine Expansionsrate der Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht wenigstens 10 bzw. 20 bzw. 30 cm3/g. Mit Vorteil beläuft sich eine Expansionsrate der Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht auf höchstens 350 bzw. 250 bzw. 200 bzw. 150 cm3/g. Es wurde gefunden, dass eine sehr große Expansionsrate solcher Blähgraphitpartikel bedarf, deren Größe zu groß für die Schichtdicken des Rohrs ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere Expansionsraten um 100 cm3/g einerseits für die Intumeszenz ausreichend sind und andererseits hinreichend kleine Blähgraphitpartikel ermöglichen.
Es ist bevorzugt, dass das Rohr ein Hilfsflammschutzmittel umfasst, wobei das Hilfsflammschutzmittel vorzugsweise gasverdünnend bzw. sauerstoffverdünnend wirkt, wobei das Hilfsflammschutzmittel vorzugsweise ein anorganisches Flammschutzmittel ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Flammschutzschicht durch das Hilfsflammschutzmittel entsprechend zusätzlich oder aber sogar synergetisch unterstützt wird. Es ist besonders bevorzugt, dass das Hilfsflammschutzmittel ammoniakhaltig ist und beispielsweise Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat und/oder Ammoniumpolyphosphat umfasst. Es ist möglich, dass das Hilfsflammschutzmittel in der Flammschutzschicht und/oder in der äußeren Schicht befindlich ist. Besonders vorzugsweise ist das Hilfsflammschutzmittel nur in der Flammschutzschicht enthalten.
Zweckmäßigerweise umfasst das Rohr wenigstens eine weitere, vorzugsweise eine innere, Schicht. Dies erlaubt komplexe Rohrstrukturen. Es ist möglich, dass das Rohr mehrere weitere, innere Schichten aufweist. Vorzugsweise umschließt die Flammschutzschicht die wenigstens eine innere Schicht. Es ist möglich, dass die Flammschutzschicht an der wenigstens einen inneren Schicht anliegt. Die wenigstens eine weitere, vorzugsweise innere Schicht kann stoffschlüssig mit der Flammschutzschicht verbunden sein. Die innere Schicht kann die innerste Schicht sein. Es ist möglich, dass zwischen der innersten Schicht und der Flammschutzschicht eine weitere Schicht oder mehrere weitere Schichten angeordnet sind. Mit Vorteil ist zwischen der innersten Schicht und der Flammschutzschicht eine Trennschicht angeordnet, wobei die Trennschicht vorzugsweise der räumlichen Entkopplung der Flammschutzschicht und der innersten Schicht dient.
Vorzugsweise umfasst die wenigstens eine, innere Schicht einen thermoplastischen Kunststoff. Hierdurch wird die Coextrusion auch im Falle der wenigstens einen, inneren Schicht sichergestellt. Der thermoplastische Kunststoff der wenigstens einen weiteren, inneren Schicht kann ein Polyamid, ein Polyester, ein Polyolefin, ein Polyurethan oder ein thermoplastisches Elastomer sein. Das Polyester kann insbesondere Polyethylenterephtalat (PET) sein. Es ist möglich, dass zwischen der weiteren, inneren Schicht und der Flammschutzschicht eine Barriereschicht angeordnet ist. Die Barriereschicht kann beispielsweise ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) oder ein Fluorpolymer umfassen. Es ist von Vorteil, dass zwischen der Barriereschicht bzw. der innersten Schicht und der Flammschutzschicht eine/die Trennschicht angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, dass das Rohr wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig mittels Coextrusion hergestellt ist. Der thermoplastische Kunststoffe der Flammschutzschicht und/oder der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht kann ein Polyamid, ein Polyester, ein Polyolefin, ein Polyurethan, ein thermoplastisches Elastomer oder ein Blend aus den vorgenannten Kunststoffen sein. Als Polyester kommt insbesondere PET in Betracht.
Gemäß einer sehr bevorzugten Ausführungsform umfasst der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht ein thermoplastisches Elastomer, vorzugsweise ein thermoplastisches Vulkanisat und besonders vorzugsweise Santoprene. Thermoplastische Vulkanisate umfassen Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)-Partikel in einer Matrix aus Polypropylen. Es ist sehr bevorzugt, dass der thermoplastische Kunststoffe der Flammschutzschicht ein Polyolefin und vorzugsweise ein Polypropylen ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Rohr zwei und vorzugsweise lediglich zwei innere Schichten. Mit Vorteil umfasst die innerste Schicht einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer, weiter vorzugsweise ein thermoplastisches Vulkanisat und besonders vorzugsweise Santoprene. Es ist sehr bevorzugt, dass die zweite innere Schicht zwischen der innersten Schichten und der Flammschutzschicht angeordnet und eine Trennschicht ist. Es ist von Vorteil, dass die Trennschicht einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise ein Polyolefin und besonders vorzugsweise ein Polypropylen aufweist. Es ist von besonderem Vorteil, wenn alle Schichten des Rohrs einen gemeinsamen Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, aufweisen. Der gemeinsame Kunststoff aller Schichten dient vorzugsweise dazu, den Schichtenverbund besonders gut vor Delamination zu bewahren. Das Material Polypropylen eignet sich insbesondere gegenüber wässrigen Lösungen, beispielsweise Wasser-Glykol-Lösungen, als Barrierematerial, so dass ein Polypropylen-Verbund besonders als Wärmetauscherrohr geeignet ist. Vorzugsweise umfasst eine Fluidleitung wenigstens ein vorgenanntes, erfindungsgemäßes Rohr und wenigstens einen Leitungsverbinder.Es Es ist bevorzugt, dass das Rohr und der wenigstens eine Leitungsverbinder miteinander verschweißt sind. Hierdurch wird eine besonders langlebig, fluidische Verbindung geschaffen. Mit Vorteil umfasst der Leitungsverbinder einen thermoplastischen Kunststoff. Es ist besonders bevorzugt, dass der thermoplastische Kunststoff des Leitungsverbinders ein Kunststoff ist aus der Gruppe „Polyamid, Polyester, Polyolefinen, Polyurethan, thermoplastisches Elastomer“ oder ein Blend ist aus zwei oder mehr Kunststoffen der vorgenannten Gruppe. Vorzugsweise ist der Kunststoff des Leitungsverbinders derselben Kunststoffgruppe zugehörig wie der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht und/oder der thermoplastische Kunststoff der inneren Schicht. Ist beispielsweise der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht ein Polyamid, so ist der thermoplastische Kunststoff des Leitungsverbinders vorzugsweise ebenfalls ein Polyamid. Ganz besonders vorzugsweise gehören der thermoplastische Kunststoff des Leitungsverbinders und der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht und/oder inneren Schicht demselben Kunststofftyp, beispielsweise PA6 oder PA11 oder PA12, an. Es ist möglich, dass der thermoplastische Kunststoff des Leitungsverbinders demselben Materialvorratsbehälter wie der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht und/oder der inneren Schicht entstammt.
Es ist ganz besonders bevorzugt, dass das Rohr und der Leitungsverbinder miteinander verschweißt sind und vorzugsweise mittels Laserschweißen miteinander verbunden sind. Es ist möglich, dass das Rohr und der Leitungsverbinder mittels Rotationsreibschweißen oder Spiegelschweißen miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist das Rohr in einen Verbindungsabschnitt des Leitungsverbinders hineingesteckt. Es ist möglich, dass das Rohr auf einen Verbindungsabschnitt des Leitungsverbinders aufgesteckt ist. Zweckmäßigerweise umfasst der Verbindungsabschnitt wenigstens eine umlaufende Schweißnaht. Es ist möglich, dass der Verbindungsabschnitt zwei oder mehr um laufende Schweißnähte aufweist. Es ist möglich, dass der Verbindungsabschnitt des Leitungsverbinders eine innere und eine äußere Schweißnaht umfasst, die den Verbindungsabschnitt des Leitungsverbinders mit dem Rohr verbinden.
Der Leitungsverbinder umfasst vorzugsweise einen Kupplungskörper. Der Kupplungskörper ist mit Vorteil einstückig und besonders vorzugsweise integral ausgebildet. Der Ausdruck „integral“ meint vorzugsweise die Herstellung aus einem einzigen Spritzguss. Der Kupplungskörper umfasst vorzugsweise einen Kupplungsabschnitt für ein mit dem Leitungsverbinder zu kuppelnden Gegenstück. Das Gegenstück ist zweckmäßigerweise ein Stecker, welcher in den Leitungsverbinder eingeführt wird. Der Kupplungskörper ist mit Vorteil so ausgebildet, dass ein Gegenstück in den Kupplungsabschnitt - vorzugsweise reversibel - einführbar ist. Der Kupplungskörper umfasst vorzugsweise einen/den Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem Rohr. Der Verbindungsabschnitt kann zum Einstecken und/oder Aufstecken des Rohrs ausgebildet sein. Ist beispielsweise der Verbindungsabschnitt als umlaufende Nut ausgebildet, in die das Rohr eingeführt wird, so wird das Rohr gleichzeitig auf eine Innenwand der umlaufenden Nut aufgesteckt und in eine Außenwand der um laufenden Nut eingesteckt.
Der Leitungsverbinder kann insbesondere einen Rückhalter aufweisen. Der Rückhalter mag beispielsweise etwa U-förmig ausgebildet sein und eine U-Basis sowie zwei U-Schenkel aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann der Rückhalter vollständig umlaufend ausgebildet sein. Das Gegenstück kann ein Rastelement aufweisen, welches beispielsweise als umlaufender Bund oder als umlaufende Nut ausgebildet ist. Mit Vorteil ver stet das Rastelement des Gegenstücks bzw. Steckers mit dem Rückhalter des Leitungsverbinders während des Einführens des Gegenstücks in den Leitungsverbinder. Der Kupplungskörper kann gemäß einer Ausführungsform zweiteilig ausgestaltet sein und ein Verbindungsteil sowie ein Kupplungsteil aufweisen. Es ist möglich, dass das Verbindungsteil und das Kupplungsteil über eine Rastverbindung oder über eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind. Der Leitungsverbinder umfasst zweckmäßigerweise eine Dichtung. Die Dichtung kann beispielsweise einen Dichtungsring oder zwei Dichtungsringe aus einem elastischen Material aufweisen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Rohrs bzw. einer erfindungsgemäßen Fluidleitung in einem Landfahrzeug und insbesondere in einem Elektrofahrzeug. Das Rohr bzw. die Fluidleitung wird vorzugsweise zur Kühlung, besonders vorzugsweise zur Kühlung einer Batterie eines Elektrofahrzeugantriebs verwendet. Es ist besonders bevorzugt, dass das Rohr bzw. die Fluidleitung verwendet wird, um eine wässrige Lösung und insbesondere eine Wasser-Glykol-Lösung zu führen. Das Rohr bzw. die Fluidleitung kann beispielsweise als Zuleitung zu einem Rohrsystem der Batterie des Elektrofahrzeugantriebs dienen. Es ist ganz besonders von Vorteil, dass das Rohr bzw. die Fluidleitung dazu ausgebildet ist, die Kühlung der Batterie des Elektrofahrzeugantriebs einige Sekunden bzw. Minuten weiter aufrechtzuerhalten als herkömmliche Rohre bzw. Fluidleitungen ohne Flammschutzschicht, so dass den Passagieren des Fahrzeugs entsprechend mehr Zeit zur Flucht bzw. Bergung verbleibt. Dabei ist die Kühlung der Batterie des Elektrofahrzeugs besonders kritisch, da eine zu große Temperatur der Batterie dazu führt, dass die Batterie umso schneller in Flammen aufgeht. Das erfindungsgemäße Rohr bzw. die erfindungsgemäße Fluidleitung wird nachfolgend anhand von Figuren von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Rohrs,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fluidleitung umfassend das Rohr aus Fig. 1 und einen Leitungsverbinder mitsamt einem eingeführten Gegenstück,
Fig. 3 eine Vorderansicht eines Rückhalters des Leitungsverbinders und
Fig. 4A drei weitere Varianten von Fluidleitungen, deren bis 4C Verbindungsabschnitt jeweils im Längsschnitt abgebildet ist.
Ein erfindungsgemäßes Rohr mag gemäß einem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vier Schichten 2, 3, 26, 27 umfassen, welche ein Lumen 8 des Rohrs umschließen. Das Rohr 1 weist eine Flammschutzschicht 2 sowie eine äußere Schicht 3 auf und mag darüber hinaus noch zwei innere Schichten 4 umfassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Flammschutzschicht 2 jeweils stoffschlüssig durch Co-Extrusion mit der äußeren Schicht 3 und der inneren Schicht 4 verbunden. Die innere Schicht 4, 26 bildet in diesem Ausführungsbeispiel die innerste Schicht 26 des Rohrs 1 , welche von einer bevorzugten Trennschicht 27 von der Flammschutzschicht 2 separiert wird. Nicht dargestellt sind in Fig. 1 mögliche Schutzrohre, welche beispielsweise als Wellrohr ausgestaltet sind und das Rohr 1 umschließen, ohne mit diesem direkt stoffschlüssig verbunden zu sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die äußere Schicht 3 die äußerste Schicht des einstückig ausgebildeten Rohrs 1 . Vorteilhafterweise umfassen alle Schichten 2, 3, 26, 27 des Rohrs 1 einen thermoplastischen Kunststoff. Es ist möglich, dass die Flammschutzschicht 2 ein Polypropylen, insbesondere ein isotaktisches Polypropylen, aufweist. Die Trennschicht 27 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein Polypropylen und vorzugsweise ein isotaktisches Polypropylen. In diesem Ausführungsbeispiel mögen die äußere Schicht 3 und die innerste Schicht 26 ein thermoplastisches Vulkanisat, insbesondere Santoprene, aufweisen. Vorzugsweise entstammt das Material der innersten Schicht 26 demselben Matenalvorratsbehälter wie das Material der äußeren Schicht 3.
Da thermoplastische Vulkanisate ebenfalls Polypropylen aufweisen, umfassen alle Schichten des Rohrs 1 dieses Ausführungsbeispiels Polypropylen, weshalb gute Stoffschlüsse zwischen den vier Schichten 2, 3, 26, 27 des Rohrs 1 erzielt werden. Darüber hinaus ist der Polypropylen-Verbund des Rohrs 1 besonders gut zur Führung einer wässrigen Lösung - insbesondere einer Wasser-Glykol- Lösung - geeignet. Polypropylene nehmen wenig Wasser auf und sind dadurch beständiger gegenüber Wasser im Vergleich zu, beispielsweise, den kostspieligeren Polyamiden. Das Rohr dieses Ausführungsbeispiels mag insbesondere eine Zuleitung zu einem Rohrsystem einer Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs sein.
Erfindungsgemäß umfasst die Flammschutzschicht 2 Blähgraphitpartikel, was in Fig. 1 entsprechend angedeutet ist. Die Blähgraphitpartikel sind vorzugsweise flockenartig ausgebildet und in das Polypropylen der Flammschutzschicht 2 eingebettet. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Gewichtsanteil der Blähgraphitpartikel an der Flammschutzschicht 2 wenigstens 10 %. Die Blähgraphitpartikel können beispielsweise eine durchschnittliche Dicke von 25 pm aufweisen. Aufgrund der flockenartigen Form umfasst die Oberfläche der Blähgraphitpartikel im Wesentlichen eine Oberseite und eine Unterseite, welche sich in beide Dimensionen entlang einiger 100 pm erstrecken kann. Würden die Blähgraphitpartikel gesiebt, so können beispielsweise 85 % der Partikel durch eine lichte Maschenweite von 180 pm hindurchfallen (85 % der Partikel feiner als 80 Mesh). Das Blähgraphit dieses Ausführungsbeispiels mag sich bei 1000 °C um 100 cm3/g ausdehnen.
Eine Schmelztemperatur des isotaktischen Propylens der Schichten 2 und 27 mag 185 °C betragen. Die Schmelztemperatur des thermoplastischen Vulkanisats der äußeren Schicht 3 und der innersten Schicht 26 mag sich auf 165 °C belaufen. Es ist bevorzugt, dass eine Starttemperatur der Blähgraphitpartikel 210 °C beträgt. Dies bedeutet, dass die Temperatur der Polypropylenschmelze in diesem Ausführungsbeispiel auf etwa 190 bis 200 °C einzustellen ist, um ein Expandieren der Blähgraphitpartikel noch während der Rohrextrusion zu vermeiden.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Außenseite der äußeren Schicht 3 einen Mittenrauwert Ra von 50 pm auf. Dieser Mittenrauwert Ra wird vor allem durch die Blähgraphitpartikel in der Flammschutzschicht 2 hervorgerufen, jedoch durch den thermoplastischen Kunststoff der Flammschutzschicht 2 teilweise nivelliert, weil der thermoplastische Kunststoff der Flammschutzschicht 2 auch als Füllstoff in der Flammschutzschicht 2 dient. Die Unebenheiten der Flammschutzschicht 2 werden durch die äußere Schicht 3 weiter nivelliert, welche in diesem Ausführungsbeispiel mikroskopisch homogen ausgebildet ist und insbesondere weder Gasblasen noch Partikel oberhalb einer maximalen Partikelausdehnung von 1 pm aufweist. Es ist bevorzugt, dass die Schichtdicke der Flammschutzschicht 2 etwa 200 pm beträgt. Die Schichtdicke der äußeren Schicht 3 mag sich auf 250 pm belaufen. Die Schichtdicke der Trennschicht 27 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 150 pm. Die Schichtdicke der innersten Schicht 26 mag sich auf 150 pm belaufen.
Das in Fig. 1 gezeigte Rohr 1 ist gemäß Fig. 2 mit einem Leitungsverbinder 5 über eine Schweißverbindung 7, 18 zu einer Fluidleitung 1 , 5 verbunden. Der Leitungsverbinder 5 umfasst einen Kupplungskörper 11 , welcher in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise einstückig und weiter vorzugsweise integral ausgebildet ist und per Spritzguss aus einem thermoplastischen Kunststoff - vorzugsweise aus Polypropylen - hergestellt wurde. Weil die thermoplastischen Vulkanisate der äußeren Schicht 3 und der innersten Schicht 26 ebenfalls Polypropylen umfassen, wird hierdurch eine besonders gute Schweißverbindung 7, 18 erzielt. Der Kupplungskörper 11 umfasst zweckmäßigerweise einen Kupplungsabschnitt 14 sowie einen Verbindungsabschnitt 15. Die Schweißverbindung 7, 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Verbindungsabschnitts 15 angeordnet. Die Schweißverbindung 7, 18 mag eine äußere Schweißnaht 7 sowie eine innere Schweißnaht 18 umfassen. Die beiden Schweißnähte 7, 18 sind in diesem Ausführungsbeispiel mittels Rotationsreibschweißen erzeugt worden, wobei das Rohr 1 in eine Rohraufnahme 17 des Leitungsverbinders 5 bzw. des Verbindungsabschnitts 15 eingesteckt wurde.
Die Rohraufnahme 17 wird zweckmäßigerweise von einem Anschlag 13 in axialer Richtung begrenzt und ist vorzugsweise als umlaufende, ringförmige Nut ausgestaltet. Die Rohraufnahme 17 mag insbesondere eine Außenwand 20 sowie eine Innenwand 21 aufweisen. Die Innenwand 21 dieses Ausführungsbeispiels kann sich in axial einwärtiger Richtung und damit in Richtung des Rohrs 1 auf ihrer Außenseite verjüngen, so dass das Rohr 1 besonders leicht auf die Innenwand 21 aufgeschoben werden kann. Die Verjüngung der Innenwand 21 ist in Fig. 2 relativ stark ausgeprägt und kann in anderen Ausführungsformen deutlich schwächer ausgebildet sein.
Beim Vorgang des Rotationsreibschweißens wird mit Vorteil das eingesteckte Rohr 1 festgehalten, während der Leitungsverbinder 5 in Rotation versetzt wird. Die Rotation ist so schnell, dass die erzeugte Reibwärme in der Rohraufnahme 17 ausreicht, um das Material an den Grenzflächen aufzuschmelzen. Hierdurch entstehen insbesondere eine äußere Schweißnaht 7 sowie eine innere Schweißnaht 18. Eine weitere, hier nicht dargestellte Schweißnaht mag direkt am Nutgrund der Rohraufnahme 17 bzw. am Anschlag 13 entstehen. Maßgeblich für saubere Schweißnähte 7, 18 ist, dass die Unebenheiten der Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht 2 durch die inneren Schichten 4 und die äußere Schicht 3 ausgeglichen werden.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 umfasst der Kupplungskörper 11 einen Fluidkanal 10, welcher den Verbindungsabschnitt 15 mit dem Kupplungsabschnitt 14 verbindet. Der Verbindungsabschnitt 15 mag insbesondere eine solche axiale Ausdehnung aufweisen, welche dem Überlapp von dem Rohr 1 und dem Kupplungskörper 11 in axialer Richtung entspricht. In dem Längsschnitt nach Fig. 2 ist ein Gegenstück 9 in den Leitungsverbinder 5 bzw. in den Kupplungsabschnitt 14 eingeführt. Das Gegenstück 9 mag die Spitze eines weiteren, nicht dargestellten Rohrs oder aber eines Anschlusselements eines Aggregats, beispielsweise eines Tanks / einer Pumpe / eines Ventils / einer Batterie, sein. Das Gegenstück 9 kann ein Rastelement 23 aufweisen, welches vorzugsweise als um laufender Bund, aber auch als umlaufende Nut ausgebildet sein kann.
Der Leitungsverbinder 5 umfasst zweckmäßigerweise einen Rückhalter 16, wie er in Fig. 3 beispielhaft abgebildet ist. Der Rückhalter 16 kann insbesondere in einer Vorderansicht im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet sein und zwei Schenkel 25 aufweisen. Die Schenkel 25 können über eine U-Basis miteinander verbunden sein, welche einen Betätigungsabschnitt 24 bildet. Der Rückhalter 16 kann mittels manuellem Druck auf den Betätigungsabschnitt 24 in radialer Richtung in den Kupplungskörper 11 bzw. in den Kupplungsabschnitt 14 aus Fig. 2 eingeschoben werden. Wird dann das Gegenstück 9 in axialer Richtung in den Leitungsverbinder 5 eingeführt, so spreizt das Rastelement 23 des Gegenstücks 9 die Schenkel 25 des Rückhalters 16 elastisch auseinander. Sobald das Rastelement 23 die Schenkel 25 des Rückhalters 16 passiert hat, schnappen die Schenkel 25 aufgrund der elastischen Rückstellenergie zurück, wodurch das Gegenstück 9 in dem Leitungsverbinder 5 gesichert ist.
Der Leitungsverbinder 5 mag außerdem eine Dichtung 12 aufweisen, welche in diesem Ausführungsbeispiel zwei Dichtungsringe und einen dazwischenliegenden Abstandshalter umfasst. Ein Steckerschaft 22 des Gegenstücks 9 ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass ein Kraftschluss mit der Dichtung 12 erzeugt wird, wodurch eine fluidische Abdichtung erreicht wird. Die Dichtung 12 kann insbesondere durch einen Dichtungshalter 19 gesichert werden, so dass die Dichtung 12 auch in axial auswärtiger Richtung gesichert ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Innenwand des Kupplungskörpers 11 sowie der Steckerschaft 22 des Gegenstücks 9 und der Verbindungsabschnitt 15 nebst daran angeschlossenem Rohr 1 konzentrisch zueinander ausgebildet und weisen eine gemeinsame Mittenachse M auf. In anderen Ausführungsbeispielen mögen der Verbindungsabschnitt 15 und der Kupplungsabschnitt 14 zueinander gewinkelt ausgebildet sein.
In Fig. 4 sind drei Varianten A bis C von weiteren Schweißverbindungen 6, 21 zwischen dem Rohr 1 und einem Leitungsverbinder 5 dargestellt. Im Falle der Fig. 4A umfasst der Verbindungsabschnitt 15 des Leitungsverbinders 5 eine Rohraufnahme 17, in welche das Rohr 1 eingesteckt wird. Im Gegensatz zu Fig. 2 weist die Rohraufnahme 17 keine Innenwand, sondern lediglich eine Außenwand 20 sowie einen Anschlag 13 auf. Aufgrund des Fehlens einer Innenwand der Rohraufnahme 17 entsteht folglich keine innere Schweißnaht, sondern lediglich eine einzige Schweißnaht 6. Die einzige Schweißnaht 6 kann beispielsweise mittels Rotationsreibschweißen hergestellt werden.
In Fig. 4B ist eine weitere Ausführungsform einer Schweißverbindung 21 zwischen einem Rohr 1 und einem Leitungsverbinder 5 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Verbindungsabschnitt 15 eine Rohraufnahme 17, welche keine Außenwand, dafür allerdings eine Innenwand 21 umfasst. Die Innenwand 21 ist auf ihrer Außenseite in axial einwärtiger Errichtung sich verjüngend herausgebildet, so dass beim Aufschieben des Rohrs 1 sich die Spitze des Rohrs 1 zunehmend aufweitet und einen zunehmenden Kraftschluss bildet. Das Rohr 1 mag auch in dieser Ausführungsform bis zu einem Anschlag 13 des Leitungsverbinders 5 bzw. des Verbindungsabschnitts 15 bzw. der Rohraufnahme 17 aufgeschoben werden. Durch Rotationsreibschweißen kann eine Schweißnaht 6 erzeugt werden.
In Fig. 4C umfasst der Verbindungsabschnitt 15 eine Rohraufnahme 17, welche im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist und durch einen Anschlag 13 abgeschlossen wird. Die Rohraufnahme 17 mag insbesondere so ausgestaltet sein, dass eine Innenwand des Rohrs 1 fluchtend in eine Innenwand des Leitungsverbinders 5 übergeht. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Material des Leitungsverbinders 5 bzw. des Verbindungsabschnitts 15 für Laserstrahlen, insbesondere für nahinfrarote Laserstrahlen, aufgrund eines speziellen Farbstoffadditivs transparent ausgebildet, aber im sichtbaren Spektrum schwarz gefärbt. Demgegenüber ist das Material des Rohrs 1 für dieselben Laserstrahlen intransparent, so dass die Laserstrahlen an der Grenzfläche zwischen einer Außenseite des Rohrs 1 und einer Innenseite der Rohraufnahme 17 absorbiert werden. Da auch das Rohr 1 vorzugsweise dunkel bzw. schwarz mit Hilfe von herkömmlichem Pigment gefärbt ist, wird eine einheitliche farbliche Erscheinung der Fluidleitung 1 , 5 erreicht, während gleichzeitig die Laserstrahlen in der Rohraufnahme 17 nur bis zum Rohr 1 Vordringen können.
Der Laserstrahl bzw. die Laserstrahlen können so geführt werden, dass ein vollständiger Umlauf erzeugt wird, wodurch eine entsprechend umlaufende Schweißnaht 6 erzielt wird. Da die Laserstrahlen verhältnismäßig fein ausgebildet sind und nur ein mäßig starker Kraftschluss zwischen dem Rohr 1 und dem Leitungsverbinder 5 erzeugt wird, ist eine besonders gleichmäßige Oberfläche der Außenseite des Rohrs 1 bzw. der äußeren Schicht 3 von Vorteil. Der Mittenrauwert der Außenseite des Rohrs 1 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4C beträgt besonders vorzugsweise weniger als 50 pm und beispielsweise 20 pm. Hierdurch wird eine besonders langlebige fluidische Verbindung zwischen dem Rohr 1 und dem Leitungsverbinder 5 erzeugt, während das Rohr 1 zugleich einen besonders guten Flammschutz aufweist.
Bezugszeichenliste:
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Claims

Ansprüche:
1. Rohr (1 ) umfassend eine Flammschutzschicht (2) und eine äußere Schicht (3), wobei die äußere Schicht (3) die Flammschutzschicht (2) umschließt, wobei die Flammschutzschicht (2) einen thermoplastischen Kunststoff und Blähgraphitpartikel umfasst, wobei die Blähgraphitpartikel ausgebildet sind, sich oberhalb einer Starttemperatur auszudehnen, wobei sich die Blähgraphitpartikel in einem nicht expandierten Zustand befinden, wobei die äußere Schicht (3) einen thermoplastischen Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittenrauwert Ra einer Außenseite des Rohrs (1) bzw. einer Außenseite der äußeren Schicht (3) höchstens 200 bzw. 100 bzw. 50 pm beträgt.
2. Rohr (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die äußere Schicht (3) in einem Querschnitt des Rohrs (1) Partikel oder Hohlräume mit einer durchschnitt-lichen Ausdehnung in radialer Richtung von höchstens 200 bzw. 150 bzw. 100 bzw. 50 pm aufweist oder gar keine Partikel bzw. Hohlräume bzw. gefüllte Hohlräume umfasst.
3. Rohr (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht (3) über den gesamten Querschnitt der äußeren Schicht (3) hinweg homogen ausgebildet ist.
4. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rohr (1) einstückig ausgebildet ist.
5. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die äußere Schicht (3) die äußerste Schicht des Rohres (1 ) ist.
6. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Flammschutzschicht (2) eine Schichtdicke von höchstens 1 ,0 bzw. 0,7 mm bzw. 0,5 mm aufweist.
7. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die äußere Schicht (3) eine Schichtdicke von wenigstens 0,05 bzw. 0,07 mm aufweist.
8. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Gewichtsanteil der Blähgraphitpartikel an der Flammschutzschicht (2) wenigstens 1 bzw. 3 bzw. 5 Gew.-% beträgt.
9. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Blähgraphitpartikel in der Flammschutzschicht (2) in einem Querschnitt des Rohrs (1 ) eine durchschnittliche Höhe in radialer Richtung von höchstens 200 bzw. 150 bzw. 100 pm aufweisen.
10. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht (2) eine Starttemperatur von wenigstens 130 bzw. 150 bzw. 170°C aufweisen.
11. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Expansionsrate der Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht (2) wenigstens 10 bzw. 20 bzw. 30 cm3/g beträgt.
12. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Rohr (1 ) ein Hilfsflammschutzmittel umfasst, wobei das Hilfsflammschutzmittel vorzugsweise gasverdünnend bzw. sauerstoffverdünnend wirkt, wobei das Hilfsflammschutzmittel vorzugsweise ein anorganisches Flammschutzmittel ist.
13. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Rohr (1) wenigstens eine weitere, vorzugsweise ein innere, Schicht (4) umfasst, wobei vorzugsweise die Flammschutzschicht (2) die innere Schicht (4) umschließt, wobei bevorzugt ist, dass die Flammschutzschicht (2) an der wenigstens einen inneren Schicht (4) anliegt.
14. Rohr (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der thermoplastische Kunststoff der Flammschutzschicht (2) und/oder der thermoplastische Kunststoff der äußeren Schicht (3) ein Polyamid, ein Polyester, ein Polyolefin, ein Polyurethan oder ein thermoplastisches Elastomer umfasst.
15. Fluidleitung, umfassend wenigstens ein Rohr (1) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 und wenigstens einen Leitungsverbinder (5), wobei bevorzugt ist, dass das Rohr (1 ) und der wenigstens eine Leitungsverbinder (5) miteinander verschweißt sind.
16. Verwendung eines Rohrs (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 bzw. einer Fluidleitung gemäß Anspruch 15 in einem Landfahrzeug, insbesondere in einem Elektrofahrzeug, insbesondere zur Kühlung, vorzugsweise zur Kühlung einer Batterie eines Elektrofahrzeugantriebs.
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JP2009057994A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Sekisui Chem Co Ltd 脚部継手
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DE202020100325U1 (de) * 2020-01-22 2020-02-04 TI Automotive (Fuldabrück) GmbH Hitzebeständige, mehrschichtige Fluidleitung

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