多层机动车辆温度控制管的制作方法

多层机动车辆温度控制管
1.相关申请
2.本专利文件要求于2018年8月21日提交的、名称为“多层机动车辆温度控制管”的欧洲专利申请18190072.1的权益和优先权，上述欧洲专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开内容涉及多层机动车辆管或管道，特别地涉及用于流体温度控制和冷却介质的机动车辆温度控制管。因此，根据本公开内容的管优选用作温度控制管，特别是用作机动车辆中的冷却管，通过所述管，温度控制介质穿过管。这种温度控制管特别地用于机动车辆的温度控制回路中。在这种情况下，温度控制介质——特别是液体温度控制介质——穿过温度控制管。特别优选地，温度控制管构造为冷却管，从而机动车辆的冷却剂循环系统的冷却剂穿过冷却管。根据本公开内容的温度控制管的一个应用领域是其在电动车辆或具有电动马达和内燃机的混合动力车辆的温度控制系统中的使用。此外，根据本公开内容的温度控制管——特别是冷却管——优选地用于控制机动车辆的温度或冷却机动车辆的电池系统。


背景技术：

4.实践中已知各种实施方式的温度控制管或冷却管，特别是用于控制温度或冷却机动车辆部件的温度控制管或冷却管。然而，先前已知的管在关于它们相对于温度控制介质的阻隔性能和/或关于它们的绝热性方面大多留下一些需要完善的地方。如果生产这样的管具有令人满意的阻隔性能以及足够的绝热性，则这通常与很费力和/或材料支出高并且因此成本高相关联。此外，从实践中已知的许多多层温度控制管没有足够的力学性能，尽管力学性能是重要的和期望的，尤其是在机动车辆管中。


技术实现要素：

5.相反，本公开内容是基于公开机动车辆温度控制管或管道或管线的技术问题，这满足关于其阻隔性能以及关于其绝热性并且还关于其机械性能的所有要求，并且仍然可以轻松地以低成本生产。
6.为了解决该技术问题，本公开内容公开了用于流体温度控制介质——特别是用于流体冷却介质——的多层机动车辆温度控制管，其中，管具有至少三层，从外侧到内侧，具有以下层结构：
7.‑
聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)的外层，
8.‑
聚丙烯(pp)的中间层，
9.‑
聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)的内层，
10.其中，管的总的层厚度为0.5毫米至3.0毫米，特别地为0.7毫米至2.5毫米，优选地为0.75毫米至2.2毫米，更优选地为0.8毫米至2毫米，非常优选地为0.85毫米至1.8毫米，特
别优选地为0.85毫米至1.6毫米。在解决技术问题方面，特别是在实现各种优点方面，已经证明管的这种总的层厚度是特别有利的。
11.本公开内容涉及机动车辆管作为机动车辆中的温度控制管——特别是冷却管线——的用途。这涉及使流体温度控制介质——特别是流体冷却介质——并且优选地液体温度控制介质——特别是液体冷却介质——穿过管。根据本公开内容的机动车辆温度控制管可以用于控制具有内燃机的传统机动车辆的温度。根据本公开内容的具体实施方式，本公开内容的机动车辆温度控制管用于电动车辆的温度控制系统中，或用于具有电动马达和内燃机的混合动力车辆的温度控制系统中。根据本公开内容的推荐的实施方式，该公开内容的机动车辆温度控制管用于经由温度控制系统控制机动车辆的温度或冷却机动车辆的电池。在本公开内容的范围内，根据本公开内容的机动车辆温度控制管用作机动车辆的空调系统中的温度控制管或冷却管。最重要的是，管还可以用于冷却电动车辆或混合动力车辆中的机动车辆电池。
12.根据本公开内容的特别推荐的实施方式，液体介质用作温度控制介质或冷却介质。为此目的，可以使用液体的混合物，特别是乙醇
‑
水的混合物，优选地乙二醇
‑
水的混合物。然而，原则上，在本公开内容的范围内，其他温度控制介质或冷却介质也是可能的。
13.根据本公开内容使用聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)的外层。在本公开内容的范围内，外层基本上由聚乙烯或基本上由热塑性硫化橡胶(tpv)组成。除了上述塑料之外，外层特别地可以具有添加物或传统添加物。有利地，外层由重量百分比为至少90％、优选地重量百分比为至少93％、更优选地重量百分比为至少96％、并且非常优选地重量百分比为至少98％、的聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)组成。
14.本公开内容的高度推荐的实施方式的特征在于，hdpe(高密度聚乙烯)被用作用于外层的聚乙烯。在本公开内容的范围内，聚乙烯和hdpe的使用、特别是用于外层、是特别重要。在解决技术问题方面，这提供了相当大的优势。根据另一推荐的实施方式，弹性体和聚烯烃——特别是聚丙烯(pp)——的混合物和/或合金被用作用于外层的热塑性硫化橡胶(tpv)。弹性体优选地是epdm(乙烯
‑
丙烯
‑
二烯橡胶)。
15.外层的厚度有利地为管的总的层厚度或总的壁厚度的10％至50％，优选地10％至45％，更优选地10％至40％，非常优选地15％至40％。原则上，在本公开内容的范围内，根据本公开内容的温度控制管还具有至少一个与外层相邻的最外层。
16.根据本公开内容，在外层和内层之间设置聚丙烯(pp)中间层。在本公开内容的范围内，中间层基本上由聚丙烯(pp)组成。除了pp之外，中间层还可以具有添加物或常规添加物。推荐中间层由重量百分比为至少90％、优选地重量百分比为至少92％、更优选地重量百分比为至少95％、非常优选地重量百分比为至少98％、的聚丙烯(pp)组成。中间层的厚度有利地为管的总的层厚度或总的壁厚度的10％至45％，优选地10％至40％，更优选地15％至40％，非常优选地15％至35％。
17.根据本公开内容，多层机动车辆温度控制管具有聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)的内层。在本公开内容的范围内，内层基本上由聚乙烯或主要由热塑性硫化橡胶组成。除了所述塑料之外，内层还可以特别地具有添加物或传统添加物。有利地，内层由重量百分比为至少90％、优选地重量百分比为至少92％、更优选地重量百分比为至少95％、非常优选地重量百分比为至少98％、的聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)组成。聚乙烯hdpe优选地用于内
层。在解决上述技术问题方面，已经证明聚乙烯和/或hdpe对于根据本公开内容的管的内层特别有用并且由此获得了相当大的优势。根据本公开内容的另一推荐的实施方式，热塑性硫化橡胶(tpv)的内层用于根据本公开内容的机动车辆温度控制管。内层的热塑性硫化橡胶优选地为弹性体和聚烯烃、特别是聚丙烯(pp)、的混合物或合金。有利地，弹性体是epdm(乙烯
‑
丙烯
‑
二烯橡胶)。
18.本公开内容的推荐的实施方式的特征在于，内层的厚度为管的总的壁厚度或总的层厚度的10％至50％，优选地10％至45％，更优选地10％至40％，特别优选地15％至40％。根据本公开内容的一个实施方式，内层的厚度为管的总的层厚度或总的壁厚度的10％至35％，特别是10％至30％。
19.在本公开内容的范围内，根据本公开内容的管包括“外层
‑
中间层
‑
内层”层聚集体，并且可选地另外包括与外层相邻的至少一个——优选地一个——最外层，和/或与内层相邻的至少一个——特别地一个——最内层。本公开内容的一个实施方式的特征在于，根据本公开内容的机动车辆温度控制管仅具有“外层
‑
中间层
‑
内层”层聚集体，特别是没有另外的插入层并且没有相邻的外层和/或内层。
20.根据本公开内容的推荐的实施方式，在外层和中间层之间插入至少一个、优选地一个、第一粘附促进层。有利地，第一粘附促进层的厚度为管的总的层厚度或总的壁厚度的2％至25％，优选地3％至20％，更优选地5％至20％，非常优选地5％至15％。本公开内容的实施方式的特征在于，第一粘附促进层的厚度为外层的厚度的20％至70％，优选地25％至70％，特别优选地25％至65％。
21.在本公开内容的范围内，在中间层和内层之间插入至少一个——优选地一个——第二粘附促进层。根据本公开内容的优选实施方式，第二粘附促进层的厚度为管的总的层厚度或总的壁厚度的2％至25％，有利地3％至20％，并且优选地5％至15％。替代实施方式的特征在于，第二粘附促进层的厚度为中间层的厚度的20％至60％，有利地20％至55％，优选地25％至55％。根据本公开内容的证明了的实施方式，第二粘附促进层的厚度为外层的厚度的25％至70％，优选地25％至65％。
22.本公开内容的高度推荐的实施方式的特征在于，第一粘附促进层和/或第二粘附促进层是基于至少一种聚烯烃、特别是基于聚乙烯、的粘附促进层。第一粘附促进层和/或第二粘附促进层可证明是基于聚烯烃的粘附促进层，特别是基于改性的聚乙烯的粘附促进层，所述聚乙烯通过至少一种羧酸衍生物、优选地马来酸衍生物、改性。
23.在本公开内容的范围内，管包括“外层
‑
第一粘附促进层
‑
中间层
‑
第二粘附促进层
‑
内层”聚集体，而没有另外的层插入，并且可选地，仅包括至少一个与外层相邻的最外层和/或至少一个与内层相邻的最内层。根据本公开内容的一个实施方式，根据本公开内容的管仅由“外层
‑
第一底漆层
‑
中间层
‑
第二底漆层
‑
内层”聚集体组成，特别是没有另外的层插入且没有另外的相邻的最外层和/或最内层。
24.根据本公开内容的优选实施方式，内层比第一粘附促进层厚和/或比第二粘附促进层厚。有利地，内层为第一粘附促进层和/或第二粘附促进层的至少1.2倍、优选地至少1.5倍、非常优选地至少2倍、厚。此外，在本公开内容的范围内，中间层比第一粘附促进层厚和/或比第二粘附促进层厚。有利地，中间层为第一粘附促进层和/或第二粘附促进层的至少1.2倍、优选地至少1.5倍、非常优选地至少2倍、厚。外层优选地比第一粘附促进层厚和/
或比第二粘附促进层厚。在本公开内容的范围内，外层为第一粘附促进层和/或第二粘附促进层的至少1.2倍、优选地至少1.5倍、非常优选地至少2倍、厚。根据本公开内容的替代实施方式，第一粘附促进层和第二粘附促进层具有相同的厚度或近似相同的厚度。第一粘附促进层的厚度优选地与第二粘附促进层的厚度相差最大20％，或有利地相差最大15％，优选地相差最大10％。
25.在本公开内容的范围内，根据本公开内容的机动车辆温度控制管通过各个层的挤压或共挤压来生产。本公开内容基于以下认识：用于各个层的材料以及各个层的优选的层厚度允许非常简单且节能的共挤压。特别有利的是，根据本公开内容的管的挤压可以在中等温度下进行。
26.下面将参照示例性实施方式更详细地解释本公开内容：根据优选实施方式，多层机动车辆温度控制管具有hdpe的外层、聚丙烯的中间层和hdpe的内层。优选地，在外层和中间层之间以及中间层和内层之间分别插入粘附促进层。在该示例性实施方式中，外层的厚度有利地为管的总的层厚度或总的壁厚度的15％至45％，中间层的厚度优选地为管的总的层厚度或总的壁厚度的10％至40％。此外，推荐该示例性实施方式的特征：内层的厚度为管的总的层厚度或总的壁厚度的15％至45％。在示例性实施方式中，第一粘附促进层的厚度和第二粘附促进层的厚度优选地为管的总的层厚度或总的壁厚度的2％至20％。这样，第一粘附促进层和第二粘附促进层的厚度有利地为外层的厚度的20％至65％。根据本公开内容的优选实施方式并且在示例性实施方式中，第一粘附促进层和第二粘附促进层是基于聚烯烃、特别是基于聚乙烯、的粘附促进层。
27.根据本公开内容的一个实施方式，由聚烯烃、特别是聚丙烯、制成的至少一个最外层在外侧邻接管的外层。特别优选的实施方式的特征在于，具有聚烯烃层——优选地仅具有聚烯烃层——的层聚集体毗连外层的外侧。在这种情况下，该层聚集体优选地具有交替的层序列，该交替的层序列具有聚丙烯和hdpe的交替层。因此，该层聚集体具有交替的层序列pp/hdpe/pp。
28.本公开内容基于这样的认识：根据本公开内容的多层机动车辆温度控制管的特征在于，对于温度控制介质、特别是对于乙醇
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水混合物、特别是乙二醇
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水混合物、具有优异的阻隔性能。另外，根据本公开内容的温度控制管还具有优异的绝热性能。此外，机械性能是令人满意的和/或力学性能满足所有需求。最重要的是，根据本公开内容的温度控制管及其层复合材料表现出最佳的力学强度。根据本公开内容的温度控制管的另一个优点是，可以避免在根据本公开内容的层复合材料中hdpe的不希望的蠕变性质。令人惊讶地，可以实现根据本公开内容的管与连接器和其他部件的紧密和牢固的连接。这可以通过根据本公开内容的层复合材料来实现。还应该强调的是，根据本公开内容的温度控制管可以借助于相对简单和廉价的方法来实现。层复合材料的共挤压可以以没有问题的、有效的和节能的方式来执行，并且根据本公开内容的层复合材料的特征在于具有简单且可变的热和机械加工性能。与所获得的优点相比，管的生产需要相对少量的材料。因此，根据本公开内容的温度控制管的生产成本相对较低。最重要的是，根据本公开内容的管比具有聚酰胺或聚酰胺12层的可比较的管便宜。
附图说明
29.在下文中将参照仅示出一个示例性实施方式的附图更详细地解释本公开内容。示意图示出：
30.图1是根据本公开内容的机动车辆温度控制管的立体图；以及
31.图2是图1的物体的截面图。
具体实施方式
32.附图示出了根据本公开内容的机动车辆温度控制管1。在该管1的情况下，示例性实施方式可以是用于机动车辆的冷却管1。附图中未示出的冷却介质穿过管1。冷却介质优选地是乙醇
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水混合物，特别是乙二醇
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水混合物。在示例性实施方式中，管1有利地具有五层。从外侧到内侧，它们包括外层2、第一粘附促进层3、中间层4、第二粘附促进层5和内层6。根据一个实施方式，内层6可以具有导电添加物，使得内层6被设计为可导电的。
33.根据特别优选的实施方式并且在示例性实施方式中，使用聚乙烯的、优选地hdpe、的外层2。在示例性实施方式中，第一粘附促进层3有利地是基于聚烯烃、特别是基于聚乙烯、的粘附促进层。这优选地是改性的聚烯烃，最优选地是改性的聚乙烯。
34.根据本公开内容存在聚丙烯(pp)的中间层4。该中间层4有利地基本上由聚丙烯组成并且可以另外包含添加物。在示例性实施方式中，中间层优选地由重量百分比为至少95％的聚丙烯组成。此外，提供了聚乙烯的内层6，内层6优选地由hdpe制成。如所推荐的，在示例性实施方式中，第二粘附促进层5基于聚烯烃，特别是基于聚乙烯。它优选地是改性的聚烯烃，特别是改性的聚乙烯。
35.管1的总的层厚度或总的壁厚度有利地为0.8毫米至2毫米，优选地为0.9毫米至1.6毫米。如所推荐的，在实施方式中，外层2和中间层4以及内层6均比第一粘附促进层3厚并且均比第二粘附促进层5厚。外层2和/或中间层4和/或内层6有利地为第一粘附促进层3和/或第二粘附促进层5的至少1.2倍、优选地至少1.5倍、非常优选地至少1.8倍、厚。
36.根据本公开内容的另一实施方式，使用热塑性硫化橡胶(tpv)的外层2和/或内层6。热塑性硫化橡胶优选地是弹性体和聚烯烃、优选地聚丙烯(pp)、的合金或混合物。在这种情况下，弹性体优选地是epdm(乙烯
‑
丙烯
‑
二烯橡胶)。

技术特征：
1.一种多层机动车辆管，特别是用于流体温度控制和冷却介质的机动车辆温度控制管(1)，其中，所述管(1)具有至少三层(2、4、6)，即从外侧到内侧具有列出的以下层结构：
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聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)的外层(2)，
‑
聚丙烯(pp)的中间层(4)，
‑
聚乙烯或热塑性硫化橡胶(tpv)的内层(6)，其中，所述管(1)的总的层厚度或总的壁厚度为0.5毫米至3.0毫米，优选地为0.7毫米至2.5毫米，更优选地为0.8毫米至2毫米，再更优选地为0.85毫米至1.8毫米。2.根据权利要求1所述的管，其中，存在hdpe的外层和/或hdpe的内层。3.根据权利要求1所述的管，其中，用于所述外层和/或用于所述内层的所述热塑性硫化橡胶(tpv)是弹性体和聚烯烃、特别是聚丙烯(pp)、的混合物或合金。4.根据权利要求3所述的管，其中，所述弹性体是epdm(乙烯
‑
丙烯
‑
二烯橡胶)。5.根据权利要求1至4中的一项所述的管，其中，所述外层(2)的厚度为所述管(1)的总的壁厚度的10％至50％，优选地10％至45％，更优选地15％至40％。6.根据权利要求1至5中的一项所述的管，其中，所述中间层(4)的厚度为所述管(1)的总的壁厚度的10％至45％，优选地15％至40％。7.根据权利要求1至6中的一项所述的管，其中，所述内层(6)的厚度为所述管(1)的总的壁厚度的10％至50％，优选地10％至45％，并且更优选地15％至40％。8.根据权利要求1至7中的一项所述的管，其中，所述管具有“外层
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中间层
‑
内层”层聚集体，并且可选地，除此之外，仅具有至少一个与所述外层(2)邻接的最外层和/或至少一个与所述内层(6)邻接的最内层。9.根据权利要求1至8中的一项所述的管，其中，在所述外层(2)和所述中间层(4)之间插入至少一个——优选地一个——第一粘附促进层(3)。10.根据权利要求9所述的管，其中，所述第一粘附促进层(3)的厚度为所述管(1)的总的壁厚度的2％至25％，优选地5％至20％。11.根据权利要求9或10中的一项所述的管，其中，所述第一粘附促进层(3)的厚度为所述外层(2)的厚度的25％至70％。12.根据权利要求1至11中的一项所述的管，其中，在所述中间层(4)和所述内层(6)之间插入至少一个——优选地一个——第二粘附促进层(5)。13.根据权利要求12所述的管，其中，所述第二粘附促进层(5)的厚度为所述管(1)的总的壁厚度的2％至25％，优选地5％至20％。14.根据权利要求12或13中的一项所述的管，其中，所述第二粘附促进层(5)的厚度为所述中间层(4)的厚度的20％至60％，优选地25％至55％。15.根据权利要求9至14中的一项所述的管，其中，所述第一粘附促进层(3)和/或所述第二粘附促进层(5)是基于聚烯烃、特别是基于聚乙烯、的粘附促进层(3、5)。16.根据权利要求15所述的管，其中，所述第一粘附促进层(3)和/或所述第二粘附促进层(5)是基于聚烯烃的粘附促进层(3、5)，特别是基于改性的聚乙烯的粘附促进层，所述改性的聚乙烯通过至少一种羧酸衍生物、特别是马来酸衍生物、改性。17.根据权利要求1至7或9至16中的一项所述的管，其中，所述管线(1)具有“外层
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第一粘附促进层
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中间层
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第二粘附促进层
‑
内层”的层聚集体，并且可选地，附加地，仅具有至少
一个与所述外层(2)相邻的最外层和/或至少一个与所述内层(6)相邻的最内层。18.根据权利要求1至17中的一项所述的管，其中，至少一个聚烯烃、特别是聚丙烯、的另外的层邻接所述外层的外侧。19.根据权利要求18所述的管，其中，聚烯烃层的聚集体、特别是具有聚丙烯和hdpe的交替层序列的层聚集体、邻接所述外层的外侧。
技术总结
用于流体温度控制介质的多层机动车辆温度控制管，其中，管具有至少三层。从外侧到内侧，层结构包括聚乙烯或热塑性硫化橡胶(TPV)的外层、聚丙烯(PP)的中间层和聚乙烯或热塑性硫化橡胶(TPV)的内层。管的总的层厚度为0.7毫米至2.5毫米。米至2.5毫米。米至2.5毫米。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：TI汽车富尔达布吕克有限公司
技术研发日：2019.08.20
技术公布日：2021/6/29