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WO2018077737A1 - Luftleitungsrohr für den ansaugtrakt eines verbrennungsmotors - Google Patents

Luftleitungsrohr für den ansaugtrakt eines verbrennungsmotors Download PDF

Info

Publication number
WO2018077737A1
WO2018077737A1 PCT/EP2017/076822 EP2017076822W WO2018077737A1 WO 2018077737 A1 WO2018077737 A1 WO 2018077737A1 EP 2017076822 W EP2017076822 W EP 2017076822W WO 2018077737 A1 WO2018077737 A1 WO 2018077737A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air duct
pipe
fibers
reinforcing
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/076822
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Klockow
Christoph DONTH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETM Engineering Technologie Marketing GmbH
Original Assignee
ETM Engineering Technologie Marketing GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ETM Engineering Technologie Marketing GmbH filed Critical ETM Engineering Technologie Marketing GmbH
Priority to EP17787393.2A priority Critical patent/EP3532721A1/de
Publication of WO2018077737A1 publication Critical patent/WO2018077737A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems

Definitions

  • the invention relates to an air duct for the intake of an internal combustion engine.
  • Air ducts for the intake of an internal combustion engine are known. They generally serve the supply of combustion air to an internal combustion engine.
  • charge air pipes are usually referred to air duct pipes which connect a turbocharger with a charge air cooler or a charge air cooler with a throttle valve.
  • a charge air pipe is for example the subject of DE 20 2006 016 187 U1.
  • the invention is based on the technical problem of providing an air duct pipe, which in particular circumvents the disadvantages mentioned in the prior art.
  • the invention solves this problem by providing an air duct with the features of claim 1 and by the use of an air duct pipe according to claim 15.
  • Preferred embodiments of the duct pipe are defined in the dependent claims 2 to 14.
  • the invention relates to an air duct pipe, preferably for the intake tract of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is preferably a turbo engine.
  • the air duct pipe has a first pipe component of a first material and a second pipe component of a second material.
  • the air duct pipe according to the present invention is preferably characterized in that both the first material and the second material comprise polyphenylene sulfide, wherein the first material is more flexible, in particular softer and / or more elastic, than the second material.
  • air duct pipe should be understood to mean a pipe, in particular round pipe, which is designed to supply air, so-called combustion air, to an internal combustion engine
  • the air duct pipe according to the invention can be, for example, an air intake pipe or charge air pipe, which will be discussed in more detail below.
  • tubular component is to be understood as meaning a tubular component, in particular a tubular member.
  • the term "compound” is to be understood as meaning a composition which, in addition to polyphenylene sulfide, has an additive, in particular a flexibility-enhancing additive and / or a reinforcing agent Composition understood that in addition to polyphenylene sulfide comprises a reinforcing agent.
  • additives in particular a flexibility-increasing additive and / or a Verstärkungsmitteis, reference is made to the following statements.
  • a more flexible, in particular softer and / or more elastic, embodiment of the first pipe component relative to the second pipe component leads overall to an improvement, in particular extension, of the material tolerances of the air pipe according to the invention compared to other components, in particular compared to other components of a Motoransaug Thermals.
  • the first pipe component is due to its preferably more flexible properties for connection to a component, such as an air filter, predestined where some flexibility to avoid leaks is desired.
  • the second pipe component is particularly suitable because of its preferably stiffer and / or mechanically stronger properties, for example, for a connection to a component of the engine compartment, in particular a turbocharger, where flexibility considerations play a rather minor role.
  • the air duct pipe according to the invention is therefore more versatile than conventional air ducts.
  • the invention is based on the surprising finding that the advantages mentioned above when using polyphenylene sulfide and / or compounded polyphenylene sulfide as material for the production of an air duct pipe are particularly strong advantage.
  • Polyphenylene sulfide also referred to as poly (thio-p-phenylene) (abbreviated PPS)
  • PPS poly (thio-p-phenylene)
  • the material is characterized by a very high heat resistance and a high chemical resistance and rigidity.
  • polyphenylene sulfide is usually prepared by polycondensation of 1, 4-dichlorobenzene with sodium sulfide in aprotic solvents, such as N-methylpyrrolidone.
  • the polyphenylene sulfide of the first material and / or the second material is linear polyphenylene sulfide.
  • Linear polyphenylene sulfide is characterized in particular by the fact that slightly branched polymer chains of the polyphenylene sulfide attach to highly ordered superstructures. Linear polyphenylene sulfide is therefore characterized with particular advantage by high toughness and mechanical resistance, in particular elongation at break.
  • the polyphenylene sulfide of the first material and / or the second material is crosslinked polyphenylene sulfide.
  • Crosslinked polyphenylene sulfide is characterized in particular in that branched polymer chains of the polyphenylene sulfide are reversibly connected to one another via physical crosslinking points.
  • the first material is free of reinforcing agents or substantially free of reinforcing agents. The term "substantially free of reinforcing agents" in the context of the present invention means that the first material can have a reinforcing agent content of up to 5% by weight.
  • the first material further comprises a reinforcing agent.
  • the reinforcing agent has a proportion of 5 wt .-% to 35 wt .-%, in particular 10 wt .-% to 30 wt .-%, based on the total weight of the first material, in particular based on the total weight a compound of the first material will be described in more detail below.
  • a reinforcement ratio of 10% by weight to 15% by weight may be preferred.
  • a reinforcement ratio of 10% by weight to 30% by weight may be preferred.
  • reinforcing agent For further features and advantages of the reinforcing agent, reference is made to the following reinforcing means described in the context of the second material.
  • the reinforcing means described there can (analogously) also be used for the first material.
  • the first material further comprises a flexibility-enhancing, in particular softness-promoting and / or elasticity-promoting, additive.
  • the polyphenylene sulfide of the first material is part of a compound.
  • the first material may comprise or consist of a compound comprising polyphenylene sulfide and an additive, especially selected from the group consisting of flexibility enhancing additive, reinforcing agent and mixtures thereof.
  • flexibility-enhancing additive reference is made to the additives described above.
  • Verstärkungsmitteis reference is made to the following statements.
  • the first material is polyphenylene sulfide or an unreinforced polyphenylene sulfide, i. a polyphenylene sulfide which is free from reinforcing agents.
  • the first material is a compound.
  • the second material further comprises a reinforcing agent.
  • the polyphenylene sulfide of the second material is part of a compound.
  • the second material may comprise a compound or consist of a compound comprising polyphenylene sulfide and an additive, preferably a reinforcing agent.
  • the reinforcing agent is reinforcing fibers, reinforcing particles, fillers or a mixture of at least two of the said reinforcing agents.
  • the reinforcing fibers may be selected from the group consisting of inorganic fibers, metallic fibers, organic fibers, natural fibers and mixtures of at least two of said fibers.
  • the reinforcing fibers may be selected from the group consisting of basalt fibers, boron fibers, glass fibers, ceramic fibers, silica fibers, steel fibers, polyamide fibers, aramid fibers, carbon fibers / carbon fibers, nylon fibers, polyethylene fibers, Plexiglas fibers, flax fibers, hemp fibers, wood fibers, sisal fibers and mixtures of at least two of said fibers.
  • the reinforcing fibers are glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or a mixture of at least two of said fibers.
  • the reinforcing fibers may be long and / or short fibers in another embodiment.
  • long fibers is preferably intended to mean fibers having a length of> 6 mm, in particular 7 mm to 50 mm, preferably 7 mm to 20 mm, more preferably 7 mm to 15 mm, particularly preferably 8 mm to 10 mm to be understood.
  • short fibers is to be understood as meaning preferably fibers having a length of ⁇ 6 mm, in particular ⁇ 6 mm.
  • Preferred within the scope of the present invention are fibers having a length of 2 mm to 6 mm, more preferably 4 mm to 6 mm, particularly preferably 4 mm to 5 mm.
  • the reinforcing particles are preferably spherical in shape.
  • the reinforcing particles may not have spherical shapes.
  • the reinforcing particles may be polyhedron-shaped, in particular cuboid, cuboid, prism, pyramid, truncated pyramid, tetrahedron or spatulate.
  • the reinforcing particles may in particular be selected from the group consisting of basalt particles, boron particles, glass particles, ceramic particles, silica particles, steel particles, polyamide particles, aramid particles, carbon particles / carbon particles, nylon particles, polyethylene particles, plexiglass particles, flake particles, hemp particles, wood particles, sisal particles and mixtures of at least two of the mentioned particles.
  • the reinforcing particles are glass beads.
  • the fillers may in particular be inorganic and / or mineral fillers.
  • the fillers are selected from the group consisting of calcium carbonate, calcium sulfate, kaolin, mica, silicates, talc, quartz and mixtures of at least two of said fillers.
  • the reinforcing agent has a content of from 5% by weight to 70% by weight, in particular from 5% by weight to 50% by weight, in particular from 10% by weight to 50% by weight, preferably 10 % By weight to 45% by weight or 15% by weight to 45% by weight, more preferably 10% by weight to 35% by weight or 15% by weight to 35% by weight, especially preferably from 20% by weight to 35% by weight, based on the total weight of the second material, in particular based on the total weight of a compound of the second material.
  • a reinforcing agent content of from 10% by weight to 15% by weight may be preferred.
  • a reinforcement ratio of 10% by weight to 30% by weight may be preferred.
  • the reinforcing agent has a content of from 5% by weight to 20% by weight, in particular from 7% by weight to 15% by weight, preferably from 8% by weight to 12% by weight, based on the total weight of the second material, in particular based on the total weight of a compound of the second material.
  • the reinforcing agent in the embodiment described in this paragraph is preferably reinforcing fibers, in particular glass fibers and / or carbon fibers.
  • the second material in particular a compound of the second material, a reinforcing fiber content, in particular a glass fiber and / or carbon fiber content, from 5 wt .-% to 20 wt .-%, in particular 7 wt .-% to 15 wt. -%, preferably 8 wt .-% to 12 wt .-%, having.
  • the second material is a compound.
  • the second material is a reinforced polyphenylene sulfide, in particular a glass-fiber-reinforced, carbon fiber-reinforced and / or polymer-fiber-reinforced polyphenylene sulfide-reinforced aramid fiber sulfide.
  • both the first material, in particular a compound of the first material, and the second material, in particular a compound of the second material further comprise a reinforcing agent.
  • the first material, in particular a compound of the first material preferably has a smaller proportion of the reinforcing agent than the second material, in particular a compound of the second material.
  • the first material in particular a compound of the first material, has a modulus of elasticity of 1000 MPa to 1400 MPa, in particular 1000 MPa to 1200 MPa, preferably 1000 MPa to 1100 MPa.
  • the second material in particular a compound of the second material, has a modulus of elasticity of 2500 MPa to 9000 MPa, in particular 2500 MPa to 3000 MPa, preferably 2600 MPa to 3000 MPa, more preferably 2700 MPa to 3000 MPa.
  • the materials described for the first pipe component and the second pipe component in the preceding embodiments are characterized by an increased mechanical strength, rigidity and thermal resistance compared to other materials. In particular, they show an increased resistance to exogenous influences, such as marten bite. At the same time they have sufficiently flexible properties, for example, to be able to make a flexible and thus better sealing connection with an engine air filter or another component of the engine intake tract.
  • the first pipe component and the second pipe component can be connected to one another in a positive, force and / or material fit.
  • the first pipe component and the second pipe component are materially connected, in particular exclusively materially bonded, to one another.
  • This offers the advantage of a simpler installation of the pipe components to the air duct pipe according to the invention.
  • the use of fasteners such as hose clamps, can be dispensed with.
  • Another advantage is a material saving, in particular in the first pipe component.
  • a cohesive connection in particular for the first pipe component, a smaller wall thickness for the assembly step is required, which contributes to a further flexibilization of the first pipe component.
  • first pipe component and the second pipe component can be glued together.
  • first pipe component and the second pipe component are connected to one another by an adhesive connection.
  • first pipe component and the second pipe component are connected to one another by means of welding.
  • first pipe component and the second pipe component are connected to each other by a welded joint.
  • first pipe component and the second pipe component can be connected to one another by means of press connection welding, vibration welding and / or ultrasonic welding.
  • press connection welding can be in particular friction welding, preferably rotary friction welding, act.
  • the first pipe component and the second pipe component are by means of infrared welding, i. by an infrared welding connection, connected together.
  • infrared welding i. by an infrared welding connection
  • short-wave infrared rays for example infrared rays having a wavelength of 0.78 ⁇ m to 2 ⁇ m
  • medium-wave infrared rays for example infrared rays having a wavelength of 2 ⁇ m to 4 ⁇ m
  • first pipe component and the second pipe component are joined together by means of hot-gas welding, ie by means of a hot-gas welding connection.
  • first pipe component and the second pipe component are mechanically connected to each other, in particular by means of a pipe clamp.
  • the first pipe member and the second pipe member may be further manufactured by injection molding, blow molding, extrusion or combined techniques thereof. These methods are known to the person skilled in the art, so that further explanations are omitted here.
  • first pipe component and / or the second pipe component may be formed as an injection molding, blow molding or extrusion molding.
  • the first pipe component and the second pipe component are each configured as a blow molding.
  • the first pipe component is shorter than the second pipe component.
  • the first pipe component has a wall thickness of 1 mm to 3 mm, in particular 1 mm to 2.5 mm, preferably 1 mm to 2 mm.
  • the second pipe component has a wall thickness of 1 mm to 3 mm, in particular 1 mm to 2.5 mm, preferably 1 mm to 2 mm.
  • an upstream end and / or a downstream end of the air pipe in particular an upstream end of the first pipe component and / or a downstream end of the second pipe component, connected to a connector.
  • a connector In the connection may be a positive, cohesive and / or cohesive connection.
  • an upstream end and / or a downstream end of the air pipe in particular an upstream end of the first pipe component and / or a downstream end of the second pipe component, positively connected to a connector.
  • upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component is to be understood as meaning an end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, on which air, in particular filtered fresh air, through a compressor (compressor) or turbocharger produced hot or hot air or by a charge air cooler generated cold air, in the air pipe, in particular in the first pipe component, flows.
  • downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component is intended to mean an end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component, on which air, in particular filtered fresh air, is generated by a compressor or turbocharger Hot or hot air or cold air generated by a charge air cooler, flows out of the air duct pipe, in particular from the second pipe component.
  • the fitting may be a fitting for an air cleaner, a compressor, or a turbocharger, intercooler or engine cylinder.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, with a connection piece for an air filter and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component, with a connection piece for a compressor (compressor) or turbocharger connected is.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, for connection to an air filter and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component, for connection to a compressor (compressor) or turbocharger is provided.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, with a connection piece for a compressor (compressor) or turbocharger and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component, with a connection piece for a charge air duct connected is provided.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, for connection to a compressor (compressor) or turbocharger and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component, for connection with a charge air cooler is provided.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component is connected to a connection piece for a charge air pipe and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component, with a connection piece for an engine cylinder.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, for connection to a charge air cooler and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component is provided for connection to an engine cylinder.
  • the connecting piece is formed in an expedient embodiment in the circumferential direction of the air duct pipe, in particular of the first pipe component and / or second pipe component.
  • the connecting piece can be designed annular or substantially circular.
  • the connector is designed as a sleeve.
  • the connecting piece is a sealing connecting piece.
  • the connector preferably comprises a fluororubber or is made of a fluororubber.
  • fluororubber is to be understood as meaning a rubber having vinylidene (di) fluoride monomer units.
  • the fluororubber may in particular be selected from the group consisting of copolymers of vinylidene fluoride monomer units and hexafluoropropylene monomer units, terpolymers of vinylidene fluoride monomer units, hexafluoropropylene monomer units and tetrafluoroethylene monomer units, polymers of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene and perfluoromethylvinyl ether , Polymers of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and propene, polymers of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, perfluoromethyl vinyl ether and ethene and mixtures of at least two of said fluoro rubbers.
  • connection piece has a recess extending in the circumferential direction, preferably a groove.
  • the recess is preferably provided for receiving a fastening means, preferably a hose clamp.
  • an upstream end of the air duct pipe, in particular of the first pipe component, and / or a downstream end of the air duct pipe, in particular of the second pipe component directly, ie without the use of a connector, with a fastening means, in particular a hose clamp, connected.
  • a fastening means in particular a hose clamp
  • the air pipe according to the invention is an air intake pipe.
  • air intake pipe should be understood to mean an air pipe which connects an air filter with a compressor (compressor) or turbocharger or a charge air cooler with a throttle valve in the intake tract of an internal combustion engine.
  • the air duct is a charge air duct.
  • charge air pipe should be understood to mean an air duct pipe which connects a compressor (compressor) or turbocharger with a charge air cooler in the intake tract of an internal combustion engine.
  • a second aspect of the invention relates to the use of an air duct pipe according to the first aspect of the invention for the intake tract of an internal combustion engine, in particular a turbo engine.
  • a third aspect of the invention relates to the use of an air duct as an air intake pipe, the air duct having a first pipe member of a first material and a second pipe member of a second material, wherein both the first material and the second material comprise polyphenylene sulfide and the first material is more flexible is as the second material.
  • a fourth aspect of the invention relates to the use of an air duct as a charge air duct, the duct having a first tubular member of a first material and a second tubular member of a second material, wherein both the first material and the first tubular member second material polyphenylene sulfide and the first material is more flexible than the second material.
  • Fig. 1 an embodiment of an air duct pipe according to the invention
  • Fig. 2 a longitudinal section of a part of the air duct pipe shown in Fig. 1.
  • the air duct pipe 100 has a first pipe component 110 and a second pipe component 120.
  • the first pipe component 1 10 and the second pipe component 120 are integrally connected to each other.
  • the first pipe component 110 and the second pipe component 120 are preferably connected to one another via a welded connection.
  • the welded joint preferably runs along the contact surfaces between the first pipe component 110 and the second pipe component 120.
  • the welded joint is preferably an infrared welded joint.
  • the first pipe component 110 consists of a first material
  • the second pipe component 120 consists of a second material.
  • Both the first material and the second material comprise polyphenylene sulfide, wherein the first material is more flexible, in particular softer and / or more elastic, than the second material.
  • the first material is polyphenylene sulfide or unreinforced polyphenylene sulfide.
  • the second material is preferably a reinforced, in particular glass fiber reinforced, polyphenylene sulfide.
  • Both the polyphenylene sulfide of the first pipe component 110 and the reinforced polyphenylene sulfide of the second pipe component 120 have sufficient mechanical strength, rigidity and temperature resistance to withstand the pressures and temperatures that occur during operation of an internal combustion engine, in particular a turbo engine.
  • the polyphenylene sulfide of the first pipe component 110 has sufficiently flexible properties to allow, for example, a sealing connection with an engine air filter.
  • the air duct pipe 100 in particular the first pipe component 1 10, can be connected at its upstream end 1 1 1 to a connection piece 1 15, for example for an air filter.
  • the connecting piece 1 15 can be configured as a sleeve and is preferably formed of a fluororubber under density-increasing aspects.
  • FIG. 2 schematically shows a longitudinal section of a part of the air duct pipe 100 shown in FIG. 1.
  • the upstream end 1 1 1 preferably two parallel spaced and circumferential beads 1 13; 1 17, which are received when snapping form complementary protrusions of the depression.
  • a cantilevered upstream end 121 of the second pipe member 120 may be received by a groove formed at the downstream end 1 19 of the first pipe member 110 which is open toward the upstream end 121.
  • a weld preferably extends in the circumferential direction of the air duct between the groove and the upstream end 121.
  • the second pipe component 120 has an ice crusher 123.
  • connection piece 1 15 may have a peripheral groove 16 for receiving a fastening means, such as a hose clamp.
  • the air duct pipe shown schematically in Figures 1 and 2 may be designed as Heilansaugrohr or charge air duct.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftleitungsrohr für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, vorzugsweise Turbomotors, aufweisend ein erstes Rohrbauteil aus einem ersten Material und ein zweites Rohrbauteil aus einem zweiten Material, wobei sowohl das erste Material als auch das zweite Material Polyphenylensulfid aufweisen, wobei das erste Material flexibler ist als das zweite Material.

Description

Luftleitungsrohr für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Luftleitungsrohr für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors.
Luftleitungsrohre für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors sind bekannt. Sie dienen allgemein der Zufuhr von Verbrennungsluft an einen Verbrennungsmotor.
Als Luftansaugrohre werden Luftleitungsrohre bezeichnet, welche einen Motorluftfilter mit einem Verdichter oder Turbolader verbinden. Entsprechende Luftansaugrohre sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2007 007 1 19 A1 , DE 10 2012 207 198 A1 , DE 197 01 1 18 A1 , DE 40 32 321 A1 , DE 196 13 467 A1 , DE 199 15 819 A1 , DE 197 45 192 A1 , EP 2 000 659 A2, EP 2 172 639 B1 sowie WO 2012/1 13480 A1 bekannt.
Als Ladeluftrohre werden üblicherweise Luftleitungsrohre bezeichnet, welche einen Turbolader mit einem Ladeluftkühler oder einen Ladeluftkühler mit einer Drosselklappe verbinden. Ein Ladeluftrohr ist beispielsweise Gegenstand der DE 20 2006 016 187 U1 .
Um den extremen Druck- und Temperaturbedingungen zu genügen, welche beim Betrieb eines Verbrennungsmotors auftreten, müssen entsprechend vorgesehene Luftleitungsrohre über eine gewisse mechanische Festigkeit, Steifigkeit sowie thermische Beständigkeit verfügen. Gattungsgemäße Luftleitungsrohre zeichnen sich jedoch mitunter durch eine eng begrenzte Materialtoleranz aus. Dies kann bei der Montage mit anderen Bauteilen zu Problemen führen. Beispielsweise können bei der Montage von gattungsgemäßen Luftansaugrohren an einen Luftfilter - bedingt durch eine zu geringe Materialtoleranz - Undichtigkeiten auftreten, wodurch die dem Luftfilter nachgeschalteten Motorbauteile mit Schmutz- und Staubpartikeln belastet werden können.
Um die Materialtoleranz zu verbessern und das Auftreten von Undichtigkeiten zu vermeiden, werden Luftansaugrohre daher häufig mit einem Elastomerschlauch verbunden. Dies führt jedoch zu einer Kostenerhöhung und obendrein zu einer Verkomplizierung der Montage.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Luftleitungsrohrs zugrunde, welches insbesondere die aus dem Stand der Technik erwähnten Nachteile umgeht. Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Luftleitungsrohrs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Verwendung eines Luftleitungsrohrs gemäß Anspruch 15. Bevorzugte Ausführungsformen des Luftleitungsrohrs sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 14 definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Luftleitungsrohr, vorzugsweise für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors. Bei dem Verbrennungsmotor handelt es sich bevorzugt um einen Turbomotor.
Das Luftleitungsrohr weist ein erstes Rohrbauteil aus einem ersten Material und ein zweites Rohrbauteil aus einem zweiten Material auf.
Das Luftleitungsrohr gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass sowohl das erste Material als auch das zweite Material Polyphenylensulfid aufweisen, wobei das erste Material flexibler, insbesondere weicher und/oder elastischer, ist als das zweite Material.
Unter dem Ausdruck„Luftleitungsrohr" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Rohr, insbesondere Rundrohr, verstanden werden, welches dazu gestaltet ist, einem Verbrennungsmotor Luft, sogenannte Verbrennungsluft, zuzuführen. Bei der Luft kann es sich um Frischluft, insbesondere gefilterte Frischluft, um eine mittels eines Verdichters (Kompressor) oder Turboladers erzeugte Warm- oder Heißluft oder um eine mittels eines Ladeluftkühlers erzeugte Kaltluft handeln. Abhängig hiervon kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Luftleitungsrohr beispielsweise um ein Luftansaugrohr oder Ladeluftrohr handeln, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
Unter dem Ausdruck„Rohrbauteil" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein rohrförmiges, insbesondere rundrohrförmiges, Bauteil verstanden werden.
Unter dem Ausdruck„Compound" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung verstanden werden, welche neben Polyphenylensulfid einen Zusatzstoff, wie insbesondere einen flexibilitätserhöhenden Zusatzstoff und/oder ein Verstärkungsmittel, aufweist. Bevorzugt soll unter dem Ausdruck„Compound" im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung verstanden werden, welche neben Polyphenylensulfid ein Verstärkungsmittel aufweist. Bezüglich möglicher Zusatzstoffe, insbesondere eines flexibilitätserhöhenden Zusatzstoffes und/oder eines Verstärkungsmitteis, sei auf die nachfolgenden Ausführungen Bezug genommen. Eine flexiblere, insbesondere weichere und/oder elastischere, Ausgestaltung des ersten Rohrbauteils gegenüber dem zweiten Rohrbauteil führt insgesamt zu einer Verbesserung, insbesondere Erweiterung, der Materialtoleranzen des erfindungsgemäßen Luftleitungsrohres gegenüber anderen Bauteilen, insbesondere gegenüber anderen Bauteilen eines Motoransaugtrakts. So ist insbesondere das erste Rohrbauteil aufgrund seiner vorzugsweise flexibleren Eigenschaften für eine Verbindung mit einem Bauteil, wie beispielsweise einem Luftfilter, prädestiniert, wo eine gewisse Flexibilität zur Vermeidung von Undichtigkeiten erwünscht ist. Dagegen eignet sich insbesondere das zweite Rohrbauteil aufgrund seiner vorzugsweise steiferen und/oder mechanisch festeren Eigenschaften beispielsweise für eine Verbindung mit einem Bauteil des Motorraumes, insbesondere einem Turbolader, wo Flexibilitätsgesichtspunkte eine eher untergeordnete Rolle spielen.
Insgesamt ist das erfindungsgemäße Luftleitungsrohr daher vielseitiger einsetzbar als konventionelle Luftleitungsrohre.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass die oben erwähnten Vorteile bei Verwendung von Polyphenylensulfid und/oder compoundiertem Polyphenylensulfid als Material zur Herstellung eines Luftleitungsrohrs besonders stark zur Geltung kommen.
Polyphenylensulfid, auch als Poly(thio-p-phenylen) bezeichnet (Kurzzeichen PPS), ist ein vorzugsweise teilkristalliner Kunststoff, dessen aromatische Monomereinheiten über Schwefelatome miteinander verbunden sind. Der Werkstoff zeichnet sich durch eine sehr hohe Wärmeformbeständigkeit sowie eine hohe Chemikalienbeständigkeit und Steifigkeit aus. Technisch wird Polyphenylensulfid meistens mittels Polykondensation von 1 ,4-Dichlorbenzol mit Natriumsulfid in aprotischen Lösungsmitteln, wie beispielsweise N-Methylpyrrolidon, hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polyphenylensulfid des ersten Materials und/oder des zweiten Materials um lineares Polyphenylensulfid. Lineares Polyphenylensulfid zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sich gering verzweigte Polymerketten des Polyphenylensulfids zu hochgeordneten Überstrukturen anlagern. Lineares Polyphenylensulfid zeichnet sich daher mit besonderem Vorteil durch eine hohe Zähigkeit sowie mechanische Widerstandsfähigkeit, insbesondere Reißdehnung, aus.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Polyphenylensulfid des ersten Materials und/oder des zweiten Materials um vernetztes Polyphenylensulfid. Vernetztes Polyphenylensulfid zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass verzweigte Polymerketten des Polyphenylensulfids reversibel über physikalische Vernetzungspunkte miteinander verbunden sind. In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Material frei von Verstärkungsmitteln oder im Wesentlichen frei von Verstärkungsmitteln. Der Ausdruck„im Wesentlichen frei von Verstärkungsmitteln" bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass das erste Material einen Verstärkungsmittelanteil von bis zu 5 Gew.-% aufweisen kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Material ferner ein Verstärkungsmittel auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verstärkungsmittel einen Anteil von 5 Gew.-% bis 35 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Materials, insbesondere bezogen auf das Gesamtgewicht eines Compounds des ersten Materials wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird. Ist das erste Rohrbauteil beispielweise als Blasformteil ausgebildet, kann ein Verstärkungsmittelanteil von 10 Gew.-% bis 15 Gew.-% bevorzugt sein. Ist das erste Rohrbauteil dagegen beispielsweise als Spritzgussformteil ausgebildet, kann ein Verstärkungsmittelanteil von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% bevorzugt sein.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Verstärkungsmitteis wird auf die nachfolgenden im Zusammenhang des zweiten Materials beschriebenen Verstärkungsmittel Bezug genommen. Die dort beschriebenen Verstärkungsmittel können (sinngemäß) auch für das erste Material herangezogen werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Material ferner einen flexibilitätserhöhenden, insbesondere weichheitsfördernden und/oder elastizitätsfördernden, Zusatzstoff auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Polyphenylensulfid des ersten Materials Bestandteil eines Compounds. Mit anderen Worten kann das erste Material in einer weiteren Ausführungsform ein Compound aufweisen oder aus einem Compound bestehen, welches Polyphenylensulfid und einen Zusatzstoff, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus flexibilitäts- erhöhender Zusatzstoff, Verstärkungsmittel und Mischungen davon, aufweist. Bezüglich des flexibilitätserhöhenden Zusatzstoffes wird auf die oben beschriebenen Zusatzstoffe verwiesen. Bezüglich des Verstärkungsmitteis wird auf die nachfolgenden Ausführungen Bezug genommen.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Material um Polyphenylensulfid oder um ein unverstärktes Polyphenylensulfid, d.h. um ein Polyphenylensulfid, welches frei von Verstärkungsmitteln ist.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Material um ein Compound. In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Material ferner ein Verstärkungsmittel auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Polyphenylensulfid des zweiten Materials Bestandteil eines Compounds. Mit anderen Worten kann das zweite Material in einer weiteren Ausführungsform ein Compound aufweisen oder aus einem Compound bestehen, welches Polyphenylensulfid und einen Zusatzstoff, vorzugsweise ein Verstärkungsmittel, aufweist.
Bei dem Verstärkungsmittel handelt es sich in einer weiteren Ausführungsform um Verstärkungsfasern, Verstärkungspartikel, Füllstoffe oder um eine Mischung aus wenigstens zwei der genannten Verstärkungsmittel.
Die Verstärkungsfasern können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus anorganische Fasern, metallische Fasern, organische Fasern, Naturfasern und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Fasern.
Insbesondere können die Verstärkungsfasern ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Basaltfasern, Borfasern, Glasfasern, Keramikfasern, Kieselsäurefasern, Stahlfasern, Polyamidfasern, Aramidfasern, Kohlenstofffasern/Carbonfasern, Nylonfasern, Polyethylenfasern, Plexiglasfasern, Flachsfasern, Hanffasern, Holzfasern, Sisalfasern und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Fasern.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Verstärkungsfasern um Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder um eine Mischung aus wenigstens zwei der genannten Fasern.
Bei den Verstärkungsfasern kann es sich in einer weiteren Ausführungsform um Lang- und/oder Kurzfasern handeln.
Unter dem Ausdruck„Langfasern" sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Fasern mit einer Länge > 6 mm, insbesondere 7 mm bis 50 mm, bevorzugt 7 mm bis 20 mm, weiter bevorzugt 7 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt 8 mm bis 10 mm, verstanden werden.
Unter dem Ausdruck„Kurzfasern" sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Fasern mit einer Länge < 6 mm, insbesondere < 6 mm, verstanden werden. Bevorzugt sollen unter dem Ausdruck„Kurzfasern" im Sinne der vorliegenden Erfindung Fasern mit einer Länge von 2 mm bis 6 mm, weiter bevorzugt 4 mm bis 6 mm, besonders bevorzugt 4 mm bis 5 mm, verstanden werden. Die Verstärkungspartikel sind vorzugsweise kugelförmig gestaltet.
Alternativ können die Verstärkungspartikel nicht kugelförmige Ausgestaltungen besitzen. Beispielsweise können die Verstärkungspartikel polyederförmig, insbesondere würfel-, quader-, prismen-, pyramiden-, pyramidenstumpf-, tetraeder- oder spatförmig ausgebildet sein.
Die Verstärkungspartikel können insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Basaltpartikel, Borpartikel, Glaspartikel, Keramikpartikel, Kieselsäurepartikel, Stahlpartikel, Polyamidpartikel, Aramidpartikel, Kohlenstoffpartikel/Carbonpartikel, Nylonpartikel, Polyethylenparti- kel, Plexiglaspartikel, Flachspartikel, Hanfpartikel, Holzpartikel, Sisalpartikel und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Partikeln.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Verstärkungspartikeln um Glaskugeln.
Bei den Füllstoffen kann es sich insbesondere um anorganische und/oder mineralische Füllstoffe handeln. Vorzugsweise sind die Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Glimmer, Silikate, Talkum, Quarz und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Füllstoffe.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verstärkungsmittel einen Anteil von 5 Gew.-% bis 70 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 45 Gew.-% oder 15 Gew.-% bis 45 Gew.-%, weiter bevorzugt 10 Gew.-% bis 35 Gew.-% oder 15 Gew.-% bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 Gew.-% bis 35 Gew.-%, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des zweiten Materials, insbesondere bezogen auf das Gesamtgewicht eines Compounds des zweiten Materials. Ist das zweite Rohrbauteil beispielweise als Blasformteil ausgebildet, kann ein Verstärkungsmittelanteil von 10 Gew.-% bis 15 Gew.-% bevorzugt sein. Ist das zweite Rohrbauteil dagegen beispielsweise als Spritzgussformteil ausgebildet, kann ein Verstärkungsmittelanteil von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% bevorzugt sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verstärkungsmittel einen Anteil von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 7 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt 8 Gew.-% bis 12 Gew.-%, auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des zweiten Materials, insbesondere bezogen auf das Gesamtgewicht eines Compounds des zweiten Materials. Bei dem Verstärkungsmittel handelt es sich bei der in diesem Absatz beschriebenen Ausführungsform vorzugsweise um Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern und/oder Kohlefasern. Mit anderen Worten ist es erfindungs- gemäß bevorzugt, wenn das zweite Material, insbesondere ein Compound des zweiten Materials, einen Verstärkungsfaseranteil, insbesondere einen Glasfaser- und/oder Kohlefaseranteil, von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 7 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt 8 Gew.-% bis 12 Gew.-%, aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem zweiten Material um ein Compound.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem zweiten Material um ein verstärktes Polyphenylensulfid, insbesondere um ein glasfaserverstärktes, kohlenstofffaserverstärktes und/oder polymerfaserverstärktes wie aramidfaserverstärktes Polyphenylensulfid.
In einer weiteren Ausführungsform weist sowohl das erste Material, insbesondere ein Compound des ersten Materials, als auch das zweite Material, insbesondere ein Compound des zweiten Materials, ferner ein Verstärkungsmittel auf. Vorzugsweise weist das erste Material, insbesondere ein Compound des ersten Materials, einen geringeren Anteil des Verstärkungs- mittels auf als das zweite Material, insbesondere ein Compound des zweiten Materials.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Material, insbesondere ein Compound des ersten Materials, ein Elastizitätsmodul von 1000 MPa bis 1400 MPa, insbesondere 1000 MPa bis 1200 MPa, vorzugsweise 1000 MPa bis 1 100 MPa, auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Material, insbesondere ein Compound des zweiten Materials, ein Elastizitätsmodul von 2500 MPa bis 9000 MPa, insbesondere 2500 MPa bis 3000 MPa, bevorzugt 2600 MPa bis 3000 MPa, weiter bevorzugt 2700 MPa bis 3000 MPa, auf.
Die in den vorangegangenen Ausführungsformen beschriebenen Materialien für das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil zeichnen sich durch eine gegenüber anderen Materialien erhöhte mechanische Festigkeit, Steifigkeit und thermische Beständigkeit aus. Sie zeigen weiterhin insbesondere eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber exogenen Einflüssen, wie beispielsweise Marderverbiss. Gleichzeitig verfügen sie über ausreichend flexible Eigenschaften, um beispielsweise eine flexible und mithin besser abdichtende Verbindung mit einem Motorluftfilter oder einem anderen Bauteil des Motoransaugtrakts eingehen zu können.
Grundsätzlich können das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Vorzugsweise sind das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil jedoch stoffschlüssig, insbesondere ausschließlich stoffschlüssig, miteinander verbunden. Dies bietet den Vorteil einer einfacheren Montage der Rohrbauteile zu dem erfindungsgemäßen Luftleitungsrohrs. So kann insbesondere auf den Einsatz von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Schlauchklemmen, verzichtet werden. Außerdem entfällt das Risiko, dass die Integrität und damit die Dichtigkeit des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils und/oder des zweiten Rohrbauteils, durch ein Befestigungsmittel beeinträchtigt werden. Ein weiterer Vorteil besteht in einer Materialeinsparung, insbesondere bei dem ersten Rohrbauteil. So ist im Falle einer stoffschlüssigen Verbindung insbesondere für das erste Rohrbauteil eine geringere Wandungsdicke für den Montageschritt erforderlich, was zu einer weiteren Flexibilisierung des ersten Rohrbauteils beiträgt.
Grundsätzlich können das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil miteinander verklebt sein. Mit anderen Worten kann es erfindungsgemäß grundsätzlich vorgesehen sein, dass das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil durch eine Klebeverbindung miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, wenn das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil mittels Schweißen miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind. Die im vorletzten Absatz erwähnten Vorteile kommen im Falle einer Schweißverbindung besonders stark zur Geltung.
Grundsätzlich können das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil mittels Pressverbindungsschweißen, Vibrationsschweißen und/oder Ultraschallschweißen miteinander verbunden sein. Bei dem Pressverbindungsschweißen kann es sich insbesondere um Reibschweißen, bevorzugt Rotationsreibschweißen, handeln.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil mittels Infrarotschweißen, d.h. durch eine Infrarotschweißverbindung, miteinander verbunden. Für das Schweißen mittels Infrarottechnik können kurzwellige Infrarotstrahlen, beispielsweise Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 0,78 μηη bis 2 μηη, und/oder mittelwellige Infrarotstrahlen, beispielsweise Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 2 μηη bis 4 μηη, verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil mittels Heisgasschweißen, d.h. durch eine Heisgasschweißverbindung, miteinander verbunden. In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil mechanisch, insbesondere mittels einer Rohrschelle, miteinander verbunden.
Das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil können weiterhin mittels Spritzgießen, Blasformen, Extrudieren oder kombinierten Techniken davon hergestellt werden. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt, so dass auf weitergehende Ausführungen hierzu verzichtet wird.
Entsprechend können das ersten Rohrbauteil und/oder das zweite Rohrbauteil als Spritzgussformteil, Blasformteil oder Extrusionsformteil ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt sind das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil jeweils als Blasformteil ausgestaltet.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Rohrbauteil kürzer als das zweite Rohrbauteil.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Rohrbauteil eine Wandungsdicke von 1 mm bis 3 mm, insbesondere 1 mm bis 2,5 mm, bevorzugt 1 mm bis 2 mm, auf.
Das zweite Rohrbauteil weist in einer weiteren Ausführungsform eine Wandungsdicke von 1 mm bis 3 mm, insbesondere 1 mm bis 2,5 mm, bevorzugt 1 mm bis 2 mm, auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein anstromseitiges Ende und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohres, insbesondere ein anstromseitiges Ende des ersten Rohrbauteils und/oder ein abstromseitiges Ende des zweiten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück verbunden. Bei der Verbindung kann es sich um eine form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung handeln.
Bevorzugt ist ein anstromseitiges Ende und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohres, insbesondere ein anstromseitiges Ende des ersten Rohrbauteils und/oder ein abstromseitiges Ende des zweiten Rohrbauteils, kraftschlüssig mit einem Anschlussstück verbunden.
Unter dem Ausdruck „anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils", soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, verstanden werden, an welchem Luft, insbesondere gefilterte Frischluft, durch einen Verdichter (Kompressor) oder Turbolader erzeugte Warm- oder Heißluft oder durch einen Ladeluftkühler erzeugte Kaltluft, in das Luftleitungsrohr, insbesondere in das erste Rohrbauteil, hineinströmt. Unter dem Ausdruck„abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, verstanden werden, an welchem Luft, insbesondere gefilterte Frischluft, durch einen Verdichter (Kompressor) oder Turbolader erzeugte Warm- oder Heißluft oder durch einen Ladeluftkühler erzeugte Kaltluft, aus dem Luftleitungsrohr, insbesondere aus dem zweiten Rohrbauteil, herausströmt.
Bei dem Anschlussstück kann es sich um ein Anschlussstück für einen Luftfilter, einen Verdichter (Kompressor) oder einen Turbolader, einen Ladeluftkühler oder einen Motorzylinder handeln.
Erfindungsgemäß kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück für einen Luftfilter und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück für einen Verdichter (Kompressor) oder Turbolader verbunden ist. Mit anderen Worten kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, für eine Verbindung mit einem Luftfilter und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, für eine Verbindung mit einem Verdichter (Kompressor) oder Turbolader vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück für einen Verdichter (Kompressor) oder Turbolader und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück für ein Ladeluftrohr verbunden ist. Mit anderen Worten kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, für eine Verbindung mit einem Verdichter (Kompressor) oder Turbolader und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, für eine Verbindung mit einem Ladeluftkühler vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück für ein Ladeluftrohr und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, mit einem Anschlussstück für einen Motorzylinder verbunden ist. Mit anderen Worten kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, für eine Verbindung mit einem Ladeluftkühler und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, für eine Verbindung mit einem Motorzylinder vorgesehen ist.
Das Anschlussstück ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform in Umfangsrichtung des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils und/oder zweiten Rohrbauteils, ausgebildet.
Insbesondere kann das Anschlussstück kreisringförmig oder im Wesentlichen kreisringförmig ausgestaltet sein.
Bevorzugt ist das Anschlussstück als Muffe ausgestaltet.
In einer unter Dichtigkeitsgesichtspunkten vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Anschlussstück um ein abdichtendes Anschlussstück.
Das Anschlussstück weist vorzugsweise einen Fluorkautschuk auf oder besteht aus einem Fluorkautschuk.
Unter dem Ausdruck„Fluorkautschuk" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Kautschuk mit Vinyliden(di)fluorid-Monomereinheiten verstanden werden.
Der Fluorkautschuk kann insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Copo- lymer aus Vinylidenfluorid-Monomereinheiten und Hexafluorpropylen-Monomereinheiten, Terpo- lymer aus Vinylidenfluorid-Monomereinheiten, Hexafluorpropylen-Monomereinheiten und Tetraf- luorethylen-Monomereinheiten, Polymerisate aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und Perfluormethylvinylether, Polymerisate aus Vinylidenfluorid, Tetrafluorethylen und Propen, Polymerisate aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen, Perfluormethylvinylether und Ethen sowie Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Fluorkautschuke.
Das Anschlussstück weist in einer weiteren Ausführungsform eine in Umfangsrichtung verlaufende Vertiefung, vorzugsweise Nut, auf. Die Vertiefung ist bevorzugt zur Aufnahme eines Befestigungsmittels, vorzugsweise einer Schlauchschelle, vorgesehen.
In einer alternativen Ausführungsform sind ein anstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des ersten Rohrbauteils, und/oder ein abstromseitiges Ende des Luftleitungsrohrs, insbesondere des zweiten Rohrbauteils, direkt, d.h. ohne Verwendung eines Anschlussstücks, mit einem Befestigungsmittel, insbesondere einer Schlauchschelle, verbunden. Die vorstehend gemachten Ausführungen zu dem Anschlussstück gelten, soweit möglich, entsprechend.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Luftleitungsrohr um ein Luftansaugrohr.
Unter dem Ausdruck„Luftansaugrohr" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Luftleitungsrohr verstanden werden, welches im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors einen Luftfilter mit einem Verdichter (Kompressor) oder Turbolader oder einen Ladeluftkühler mit einer Drosselklappe verbindet.
In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei dem Luftleitungsrohr um ein Ladeluftrohr.
Unter dem Ausdruck„Ladeluftrohr" soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Luftleitungsrohr verstanden werden, welches im Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors einen Verdichter (Kompressor) oder Turbolader mit einem Ladeluftkühler verbindet.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Luftleitungsrohrs gemäß erstem Erfindungsaspekt für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, insbesondere Turbomotors.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile, insbesondere des Luftleitungsrohrs, wird vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Luftleitungsrohrs als Luftansaugrohr, wobei das Luftleitungsrohr ein erstes Rohrbauteil aus einem ersten Material und ein zweites Rohrbauteil aus einem zweiten Material aufweist, wobei sowohl das erste Material als auch das zweite Material Polyphenylensulfid aufweisen und das erste Material flexibler ist als das zweite Material.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Luftleitungsrohrs wird ebenfalls vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen, welche (sinngemäß) auch für den dritten Erfindungsaspekt gelten.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Luftleitungsrohrs als Ladeluftrohr, wobei das Luftleitungsrohr ein erstes Rohrbauteil aus einem ersten Material und ein zweites Rohrbauteil aus einem zweiten Material aufweist, wobei sowohl das erste Material als auch das zweite Material Polyphenylensulfid aufweisen und das erste Material flexibler ist als das zweite Material.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des Luftleitungsrohrs wird ebenso vollständig auf die im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen, welche (sinngemäß) auch für den vierten Erfindungsaspekt gelten.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand von Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibungen. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken. Dabei können einzelne Merkmale jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren ist Folgendes schematisch gezeigt:
Fig. 1 : eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftleitungsrohrs und
Fig. 2: ein Längsschnitt eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Luftleitungsrohrs.
AUSFÜHRLICHE FIGURENBESCHREIBUNG
Das Luftleitungsrohr 100 weist ein erstes Rohrbauteil 1 10 sowie ein zweites Rohrbauteil 120 auf.
Das erste Rohrbauteil 1 10 und das zweite Rohrbauteil 120 sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Bevorzugt sind das erste Rohrbauteil 1 10 und das zweite Rohrbauteil 120 über eine Schweißverbindung miteinander verbunden. Die Schweißverbindung läuft vorzugsweise entlang der Kontaktflächen zwischen dem ersten Rohrbauteil 1 10 und dem zweiten Rohrbauteil 120. Bei der Schweißverbindung handelt es sich vorzugsweise um eine Infrarotschweißverbindung.
Das erste Rohrbauteil 1 10 besteht aus einem ersten Material, während das zweite Rohrbauteil 120 aus einem zweiten Material besteht. Sowohl das erste Material als auch das zweite Material weisen Polyphenylensulfid auf, wobei das erste Material flexibler, insbesondere weicher und/oder elastischer, ist als das zweite Material.
Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Material um Polyphenylensulfid oder unverstärktes Polyphenylensulfid. Bei dem zweiten Material handelt es sich dagegen vorzugsweise um ein verstärktes, insbesondere glasfaserverstärktes, Polyphenylensulfid.
Sowohl das Polyphenylensulfid des ersten Rohrbauteils 1 10 als auch das verstärkte Polyphenylensulfid des zweiten Rohrbauteils 120 weisen eine ausreichende mechanische Festigkeit, Steifigkeit sowie Temperaturbeständigkeit auf, um den beim Betrieb eines Verbrennungsmotors, insbesondere Turbomotors, auftretenden Drücken und Temperaturen zu widerstehen.
Gleichzeitig verfügt das Polyphenylensulfid des ersten Rohrbauteils 1 10 über ausreichend flexible Eigenschaften, um beispielsweise eine abdichtende Verbindung mit einem Motorluftfilter zu ermöglichen.
Das Luftleitungsrohr 100, insbesondere das erste Rohrbauteil 1 10, kann an seinem anstromsei- tigen Ende 1 1 1 mit einem Anschlussstück 1 15, beispielsweise für einen Luftfilter, verbunden sein. Das Anschlussstück 1 15 kann als Muffe ausgestaltet sein und ist unter dichtigkeitserhö- henden Gesichtspunkten vorzugsweise aus einem Fluorkautschuk gebildet.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Luftleitungsrohrs 100.
Zu erkennen ist, dass ein anstromseitiges Ende 1 1 1 des ersten Rohrbauteils 1 10, welches gegenüber dem übrigen ersten Rohrbauteil 1 10 im Durchmesser erweitert ist, in eine vorzugsweise kreisringförmige Vertiefung des Anschlussstücks 1 15 eingerastet ist. Hierzu weist das an- stromseitige Ende 1 1 1 vorzugweise zwei parallel zueinander beabstandete sowie umlaufende Wülste 1 13; 1 17 auf, welche beim Einrasten von formkomplementären Ausbuchtungen der Vertiefung aufgenommen werden.
Weiterhin kann ein auskragendes, anstromseitiges Ende 121 des zweiten Rohrbauteils 120 von einer am abstromseitigen Ende 1 19 des ersten Rohrbauteils 1 10 ausgebildeten Nut, welche in Richtung des anstromseitigen Endes 121 offen ausgebildet ist, aufgenommen sein. Eine Schweißnaht verläuft vorzugsweise in Umfangsrichtung des Luftleitungsrohrs zwischen der Nut und dem anstromseitigen Ende 121.
Um die Beschädigung einer Drosselklappe durch Kondenswasser zu verhindern, kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das zweite Rohrbauteil 120 einen Eiszerkleinerer 123 aufweist.
Ferner kann das Anschlussstück 1 15 eine umlaufende Nut 1 16 zur Aufnahme eines Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schlauchschelle, aufweisen.
Das in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellte Luftleitungsrohr kann als Luftansaugrohr oder Ladeluftrohr gestaltet sein.

Claims

Patentansprüche
Luftleitungsrohr für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, vorzugsweise Turbomotors, aufweisend ein erstes Rohrbauteil aus einem ersten Material und ein zweites Rohrbauteil aus einem zweiten Material, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Material als auch das zweite Material Polyphenylensulfid aufweisen, wobei das erste Material flexibler ist als das zweite Material.
Luftleitungsrohr nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material frei von Verstärkungsmitteln ist.
Luftleitungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Material um unverstärktes Polyphenylensulfid handelt.
Luftleitungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material ferner ein Verstärkungsmittel aufweist.
Luftleitungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyphenylensulfid des zweiten Materials Bestandteil eines Compounds ist, welches neben dem Polyphenylensulfid ein Verstärkungsmittel aufweist.
Luftleitungsrohr nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Verstärkungsfasern, Verstärkungspartikel, Füllstoffe und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Verstärkungsmittel.
Luftleitungsrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Fasern.
Luftleitungsrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Füllstoffen um mineralische Füllstoffe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Glimmer, Silicate, Talkum, Quarz und Mischungen aus wenigstens zwei der genannten Füllstoffe, handelt.
Luftleitungsrohr nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmittel einen Anteil von 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere 7 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt 8 Gew.-% bis 12 Gew.-%, aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des zweiten Materials, wobei es sich bei dem Verstarkungsmittel bevorzugt um Verstärkungsfasern, insbesondere um Glasfasern und/oder Kohlefasern, handelt.
10. Luftleitungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zweiten Material um ein verstärktes, insbesondere glasfaser-, koh- lenstofffaser- und/oder polymerfaserverstärktes, Polyphenylensulfid handelt.
1 1 . Luftleitungsrohr nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Material als auch das zweite Material ferner ein Verstärkungsmittel aufweisen, wobei das erste Material einen geringeren Verstärkungsmittelanteil aufweist als das zweite Material.
12. Luftleitungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohrbauteil und das zweite Rohrbauteil stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Infrarotschweißen, miteinander verbunden sind.
13. Luftleitungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Luftleitungsrohr um ein Luftansaugrohr handelt.
14. Luftleitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Luftleitungsrohr um ein Ladeluftrohr handelt.
15. Verwendung eines Luftleitungsrohrs nach einem der vorhergehenden Ansprüche für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors.
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