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 cm ³ /g. Mit Vorteil beläuft sich eine Expansionsrate der Blähgraphitpartikel der Flammschutzschicht auf höchstens 350 bzw. 250 bzw. 200 bzw. 150 cm ³ /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 cm ³ /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 cm ³ /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: