Die Erfindung betrifft eine Luftleitung für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Verbindung eines Heißbauteils mit einem Kalt bauteil, wobei an einem ersten Ende der Leitung erste Verbin dungsmittel zur luftdichten Festlegung der Leitung an einem ersten Bauteil und an dem zweiten Ende der Leitung zweite Ver bindungsmittel zur luftdichten Festlegung der Leitung an einem zweiten Bauteil vorgesehen sind, wobei zumindest ein flexibler Leitungsabschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Verbin dungsmittel der Leitung vorgesehen ist, wobei der flexible Leitungsabschnitt eine Abfolge von nacheinander angeordneten Bereichen erhöhter Flexibilität und erhöhter Biegesteifigkeit aufweist, welche vorzugsweise aus demselben Material bestehen und einstückig aneinander angeformt sind.

Gattungsgemäße Luftleitungen für Kraftfahrzeuge werden bei spielsweise eingesetzt, um einen Turbolader, einen Teil ei ner Verbrennungskraftmaschine oder eine andere Kraftfahrzeu geinrichtung mit erhöhter Betriebstemperatur mit einem Kalt bauteil wie beispielsweise einem Luftfilter oder einer sons tigen Luftansaugeinrichtung zu verbinden. Zwischen dem Heiß bauteil und dem Kaltbauteil kann somit bei Betriebstempera tur des Kraftfahrzeuges ohne weiteres ein Temperaturunter schied von > 100°C vorliegen. Die Luftleitung muss hierbei zugleich einen Toleranz- und/oder Schwingungsausgleich zwi schen den Anschlussbauteilen bereitstellen . Dies bezieht sich einerseits auf Toleranzen aufgrund sich ändernder Betriebstemperaturen des Heißbauteils, was auch den Verbindungsbereich des Heißbauteils mit der Luftleitung tangiert. Andererseits ist eine Luftleitung mechanischen Wechselbeanspruchungen wie Schwingungen, Vibrationen, Zug- und/oder Schubkräften ausgesetzt, welche auch aufgrund des Betriebes des Fahrzeuges auftreten können. Eine Luftleitung muss somit über lange Zeiträume hohe thermische und/oder mechanische Belastungen standhalten.

Ferner muss eine Luftleitung kostengünstig herstellbar sein, insbesondere bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen in Großserie, und einfach montierbar und demontierbar.

Bisher bekannte Luftleitungen werden oftmals als Blasform teile hergestellt, welche über separate Metallschellen mit den luftzufuhr- und luftabfuhrseitigen Bauteilen wie Turbo lader und Luftfiltergehäuse zu verbinden sind. Die Herstel lung und Handhabung dieser separaten Verbindungsmittel ist jedoch aufwendig. Ferner weisen durch im Blasformverfahren hergestellte Leitungen verfahrensbedingt in der Regel un gleichmäßige Wandstärken auf, insbesondere wenn die Leitung einen flexiblen Abschnitt in Art eines Faltenbalges mit wel lenförmigen Erhebungen und Vertiefungen aufweist. Diese un gleichmäßigen Wandstärken beziehen sich einerseits auf die verschiedenen Umlenkungen des Faltenbalgbereichs aber auch auf die Wandstärken von gekrümmten Leitungsbereichen, bei spielsweise wenn die Luftleitung in Art eines Luftansaug- krümmers, ausgebildet ist. Die Wandstärke der Luftleitung in diesen Krümmungsbereichen ist jedoch im Blasformverfahren nur schwer kontrollierbar.

Andererseits müssen derartige Luftleitungen oftmals hohen Unterdrücken im Leitungsinneren standhalten, insbesondere bei Verwendung als Luftansaugleitung für Turbolader oder dergleichen, wobei sich die Querschnittsgeometrie der Lei- tung nur in begrenzten Toleranzen ändern sollte, um defi nierte Luftansaugströmungsverhältnisse zu gewährleisten.

Weiterhin sind an die Zuverlässigkeit der Luftleitung über eine möglichst lange Betriebsdauer hohe Anforderungen zu stellen, da beispielsweise eine Beschädigung der Leitung aufgrund von Materialermüdung zu einem Ausfall oder Leis tungsabfall der mit der Reinluft versorgten Einrichtung wie einem Turbolader führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Luftleitung für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, welche kostengünstig herstellbar ist, eine hohe Betriebszuverlässigkeit und Le bensdauer aufweist, einfach handhabbar ist und auch bei ho hem Leitungsunterdruck formstabil ist.

Die Aufgabe wird durch eine Luftleitung nach Anspruch 1 und den Ansprüchen 15 bis 17 gelöst, bevorzugte Ausführungsformen erge ben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß besteht der flexible Leitungsabschnitt zumin dest teilweise oder bevorzugt vollständig aus einem elastischen Kunststoffmaterial, besonders bevorzugt einem thermoplastischen Elastomer, wobei die Bereiche erhöhter Biegesteifigkeit zumin dest zwei um den Leitungsumfang umlaufende Rippen aufweisen, wobei zwischen den Rippen ein Bereich mit gegenüber diesen geringerer Wandstärke vorgesehen ist. Die Rippen, zumindest eine oder vorzugsweise beide, sind jeweils vorzugsweise vollum fänglich um den Leitungsumfang umlaufend, gegebenenfalls können die Rippen aus mehreren Umfangssegmenten bestehen. Hierdurch weist die Leitung aufgrund der elastomeren Eigenschaften des Materials eine Flexibilität auf, welcher an die Anforderungen an eine Luftleitung für Kraftfahrzeuge in besonderem Maße ange passt ist. Dies gilt insbesondere auf die mechanischen Wechsel beanspruchungen wie Zug- und/oder Schubkräfte, Biegebeanspru chungen, Schwingungen oder Vibrationen, welcher die in einem Kraftfahrzeug eingesetzte Luftleitung ausgesetzt ist. Durch die umlaufenden Rippen an den Leitungsabschnitten mit erhöhter Biegesteifigkeit kann die Biegesteifigkeit der Leitung an die Anfordernisse angepasst werden, insbesondere durch Bemessung der Höhe und/oder Breite der Rippen. Andererseits bestehen erfindungsgemäß auch die umlaufenden Rippen aus dem elastomeren Kunststoffmaterial, insbesondere thermoplastischen Elastomer, so dass diese zwar eine Versteifung des jeweiligen Leitungsab schnittes bewirken, jedoch dennoch unter den mechanischen Bean spruchungen der Leitung einen elastisch deformierbaren Lei tungsabschnitt ergeben. Durch die Anordnung der Rippen kann somit ein bereichsweises Kollabieren der Leitung bei in der Leitung vorliegendem Unterdrück verhindert werden, beispiels weise wenn die Leitung als Luftansaugleitung für eine Einrich tung des Kraftfahrzeuges, insbesondere für einen Turbolader eingesetzt wird. Andererseits wird durch die zwischen den Rip pen vorgesehenen Bereiche mit gegenüber den Rippen geringerer Wandstärke an dem Leitungsabschnitt mit erhöhter Biegesteifig keit dennoch eine Flexibilität des jeweiligen Leitungsabschnit tes gewährleistet, so dass mechanische Wechselbeanspruchungen wie beispielsweise Biegebeanspruchungen der Leitung nicht aus schließlich durch die Bereiche erhöhter Flexibilität aufgefan gen werden müssen, welche zwischen den mit den Rippen versehe nen Bereichen erhöhter Biegesteifigkeit vorgesehen sind. Die Leitung insgesamt weist somit einerseits eine vergleichsweise hohe Flexibilität auf, um den Wechselbeanspruchungen in Anwen dung bei einem Kraftfahrzeug in besonderem Maße standzuhalten, andererseits wird durch die Rippen eine vergleichsweise hohe Steifigkeit der Leitung gegen einen in der Leitung herrschenden Unter- und/oder Überdruck gewährleistet. Da die Rippen jedoch aus einem elastomeren Material bestehen, ist der Leitungsquer schnitt dennoch elastisch deformierbar, so dass die Leitung insgesamt eine hohe Lebensdauer aufweist.

Die Rippen der Leitungsabschnitte mit erhöhter Biegesteifigkeit können hierbei aus demselben Material bestehen, aus welchem die Leitungsabschnitte mit erhöhter Flexibilität, welche zwischen den Rippen angeordnet sind, bestehen. Gegebenenfalls können die Leitungsabschnitte erhöhter Flexibilität jedoch auch aus einem anderen Material bestehen als die Rippen, beispielsweise durch Herstellung der Leitung im Zwei-oder Mehr-Komponenten Spritz gussverfahren. Vorzugsweise bestehen auch die Bereiche zwischen den Rippen, welche in den Leitungsabschnitten mit erhöhter Biegesteifigkeit vorliegen, aus demselben Material wie die Rippen und/oder die Leitungsabschnitte mit erhöhter Flexibili tät. Der flexible Leitungsabschnitt mit den Rippen kann somit aus einem einheitlichen Material bestehen. Hierdurch sind be sonders günstige mechanische Eigenschaften der Leitung gegeben, da Übergänge aus unterschiedlichen Materialien oder Verbin dungs- oder Fügebereiche aus unterschiedlichen Materialien vermieden werden, welche ansonsten oftmals Schwachstelle in Bezug auf eine Materialermüdung darstellen.

Die „Bereiche geringerer Wandstärke" seien allgemein im Rahmen der Erfindung als Bereiche der Leitungsabschnitte mit erhöhter Biegesteifigkeit zu verstehen.

Die "Bereiche erhöhter Biegesteifigkeit" erfahren allgemein im Rahmen der Erfindung bei einer Biegebeanspruchung der Leitung quer zu deren Längsrichtung bzw. Längserstreckung eine geringe re Winkeländerung in Bezug auf den Biegeradius als die Bereiche erhöhter Flexibilität. Wird somit die Leitung einer Biegebean spruchung bei gegebenem Biegeradius ausgesetzt, so erfolgt in den flexiblen Leitungsabschnitten eine größere Dehnung als die Bereiche erhöhter Biegesteifigkeit, um die Längung der Leitung aufgrund der Biegebeanspruchung auszugleichen. Dies bezieht sich hierbei auf den Außenradius der Leitung relativ zu dem Krümmungsmittelpunkt der Biegung. Es versteht sich, dass in Bezug auf den Innenradius der Leitung, welcher dem Mittelpunkt des Krümmungsradius zugewandt ist, die Bereiche erhöhter Flexi bilität eine größere Stauchung erfahren als die Bereiche erhöh ter Biegesteifigkeit. Entsprechendes gilt jeweils bei auf Lei- tungsabschnitte wirkenden Querkräften, welche einen seitlichen Versatz von Leitungsabschnitten gegenüber dem nicht durch äuße re Kräfte beanspruchten Zustand der Leitung bedingen.

Die Rippen sind vorzugsweise massiv und auf die durchgehende Leitungswand aufgesetzt. Die Rippen sind vorzugsweise an der Außenseite der Leitungswand angeordnet.

Die erfindungsgemäß beschriebene Leitung bezieht sich jeweils insbesondere auf die Leitung ohne auf diese einwirkende äußeren Kräfte, einschließlich einem Leitungsunterdruck.

Der Abstand benachbarter Rippen innerhalb eines Leitungsab schnittes mit erhöhter Biegesteifigkeit ist vorzugsweise gerin ger als der Rippenabstand zwischen verschiedenen Bereichen erhöhter Biegesteifigkeit, zwischen welchen ein Leitungsab schnitt erhöhter Flexibilität vorgesehen ist, auch wenn dies nicht zwingend erforderlich ist.

Ein Leitungsabschnitt erhöhter Flexibilität kann auch durch die Form des Leitungswandlängsschnittes in Leitungslängsrichtung ausgebildet sein. So kann der Längsschnittverlauf der Leitungs wand im Bereich des flexiblen Leitungsabschnittes eine größere Krümmung aufweist als im Bereich erhöhter Biegesteifigkeit. Die Leitungswandung kann somit beispielsweise in Leitungslängsrich tung im Bereich der flexiblen Leitungsabschnitte einen V- förmigen Verlauf aufweisen und in den Bereichen erhöhter Biege steifigkeit einen mehr gestreckten Verlauf, gegebenenfalls auch einen Verlauf im Wesentlichen parallel zur Leitungslängsrich tung. Der kleinere Krümmungsradius oder kleinere Winkel in den Leitungsabschnittbereichen erhöhter Flexibilität wirkt somit in Art eines Scharniers, gegenüber den Bereichen erhöhter Biege steifigkeit .

Vorzugsweise weisen die Rippen in Leitungslängsrichtung schräg ansteigende Flanken auf, so dass an Übergangsbereichen von Leitungsabschnitten unterschiedlicher Biegesteifigkeit sich die mechanischen Eigenschaften der Leitungswandung zumindest eher kontinuierlich ändern und mehr oder weniger drastische Sprünge der mechanischen Eigenschaften in Bezug auf die sich in Lei tungslängsrichtung erstreckende Leitungswandprofile vermieden werden. Hierdurch weist die Leitung eine erhöhte Lebensdauer bei mechanischen Wechselbeanspruchungen auf. Insbesondere kön nen die Rippen einen zumindest im Wesentlichen dreieckigen, trapezförmige oder wellenbergförmigen Querschnitt aufweisen.

Vorzugsweise ist die Wandstärke der Rippen um den Faktor > 1,25 größer als die zwischen diesen liegenden Bereichen geringerer Wandstärke, wobei die Bereiche „geringerer Wandstärke" wie allgemein im Rahmen der Erfindung im Bereich erhöhter Biege steifigkeit des Leitungsabschnittes liegen. Vorzugsweise ist die Wandstärke der Rippen um den Faktor > 1,5 oder > 2, beson ders bevorzugt > 3 größer als die dazwischenliegenden Bereiche geringerer Wandstärke. Die Rippenwandstärke kann kleiner als der Faktor 5 oder kleiner als der Faktor 3 der Wandstärke der Bereiche geringerer Wandstärke zwischen diesen sein. Hierdurch wird einerseits der Bereich erhöhter Biegesteifigkeit des Lei tungsabschnittes durch die Rippen besonders stabilisiert, ande rerseits weist dieser aufgrund des dazwischenliegenden Berei ches geringerer Wandstärke eine relativ hohe Flexibilität auf, so dass mechanische Wechselbeanspruchungen, insbesondere auch Biegebeanspruchungen und/oder Querkräfte auf die Leitung teil weise auch durch den Bereich erhöhter Biegesteifigkeit und nicht nur durch den Bereich erhöhter Flexibilität zwischen den Rippen aufgefangen werden muss. Hierdurch sind besonders güns tige mechanische Eigenschaften der Luftleitung gegeben, wobei durch die Rippen die Leitung ausreichend stabilisieren, insbe sondere auch in Bezug auf ein Kollabieren der Leitung aufgrund eines Leitungsunterdruckes, welcher die Funktion der Luftlei tung über die vorgesehenen Toleranzen hinaus beeinträchtigen würde . Vorzugsweise weisen die zwischen den Rippen angeordneten Berei che geringerer Wandstärke, welche zusammen mit den Rippen die Bereiche erhöhter Biegesteifigkeit der Leitung ausbilden, eine höhere Wandstärke auf als die zwischen den Bereichen erhöhter Biegesteifigkeit angeordneten Umfangsbereiche der Leitung mit erhöhter Flexibilität. Der zwischen den Rippen angeordnete Bereich geringerer Wandstärke kann eine Wandstärke aufweisen, welche um den Faktor > 1,25 oder > 1,5, gegebenenfalls auch > 2 oder > 3 größer ist als die Wandstärke in dem Wandbereich er höhter Flexibilität, gegebenenfalls aber auch nicht größer als der Faktor 5 oder der Faktor 3 sein. Hierdurch weist einerseits der Bereich erhöhter Biegesteifigkeit eine gewisse Flexibilität auf, der Bereich erhöhter Flexibilität des Leitungsabschnittes nimmt jedoch die Deformationskräfte auf die Leitung im höheren Ausmaß oder weitestgehend auf. Gegebenenfalls kann jedoch auch der Bereich erhöhter Flexibilität zumindest in etwa dieselbe Wandstärke aufweisen, wie der zwischen den Rippen angeordnete Bereich geringerer Wandstärke, wobei durch die Rippen oder die Form der Leitungswandung die erhöhte Biegesteifigkeit bewirkt wird .

Vorzugsweise weist der flexible Leitungsabschnitt eine Abfolge von Wellenbergen und Wellentälern bezogen auf die Längsrichtung der Leitung auf, wobei die Rippen mit zwischen diesen angeord neten Bereichen geringerer Wandstärke im Bereich der bzw. an den Wellenbergen angeordnet sind. Dies gilt bevorzugt auf die Formgebung der Leitungswand, so dass die Wellenberge und -täler an Innen- und Außenseite der Leitungswand angeordnet sind. Die Bereiche erhöhter Flexibilität sind vorzugsweise in den Wellen tälern angeordnet. Die Bereiche der Wellentäler mit erhöhter Flexibilität tragen somit wesentlich zur Flexibilität der Lei tung bei, wobei deren Stabilität insbesondere auch gegenüber einem Unterdrück in der Leitung wird somit im Wesentlichen durch die Wellenberge begründet. Durch die Anordnung der Rippen an den Wellenbergen werden diese zusätzlich stabilisiert, wobei die Rippen aus demselben Material wie die zwischen diesen ange- ordneten Bereiche geringerer Wandstärke und den Bereichen er höhter Flexibilität bzw. den Bereichen der Wellentäler bestehen können, so dass der flexible Leitungsabschnitt insgesamt aus einem thermoplastischen Elastomermaterial bestehen kann, vor zugsweise insgesamt aus einem einheitlichen Material. Gegebe nenfalls können die Materialien der Leitung in den Wellentälern und den Wellenbergen und/oder die Bereiche der Rippen und der dazwischenliegenden Bereiche geringerer Wandstärke auch aus verschiedenen Materialien bestehen, vorzugsweise jeweils aus thermoplastischen Elastomeren, wobei eine derartige Leitung im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren besonders maßgenau und reproduzierbar herstellbar ist. Eine derartige Leitung weist somit insgesamt besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaf ten auf, insbesondere bei hohen mechanischen Wechselbeanspru chungen, wie sie bei einer Luftleitung als Luftansaugleitung eines Turboladers eines Kraftfahrzeuges bestehen.

Vorzugsweise weist der Bereich erhöhter Flexibilität zwischen den Rippen einen kleineren Innendurchmesser auf als der Bereich geringerer Wandstärke zwischen den Rippen. Der Bereich erhöhter Flexibilität kann hierbei einem Wellental zugeordnet sein, der Bereich geringerer Wandstärke zwischen den Rippen einem Wellen berg. Hierdurch sind besonders günstige mechanische Eigenschaf ten der Leitung in Bezug auf deren Flexibilität bei mechani schen Wechselbeanspruchungen einerseits und Formstabilität bei Leitungsunterdruck gegeben.

Vorzugsweise weist der Bereich geringerer Wandstärke zwischen den Rippen, welcher ein Teil eines Leitungsabschnittes mit erhöhter Biegesteifigkeit ist, zumindest in etwa denselben oder einen größeren Innendurchmesser auf wie der Innendurchmesser der Rippen. In etwa derselbe Innendurchmesser liegt vor, wenn der Innendurchmesser des Bereichs geringerer Wandstärke sich von dem Innendurchmesser der Rippen um weniger als die 1-fache Rippenhöhe oder kleiner/gleich der 0,5-fachen oder kleiner/ gleich der 0,25-fachen Rippenhöhe unterscheidet. Die Rippenhöhe ergibt sich hierbei aus der Erstreckung der Rippe von der Leitungsinnenwand bis zum Grat bzw. Außendurch messer der Rippe bezogen auf einen Leitungsquerschnitt senk recht zur Leitungsrichtung, wobei der Querschnitt durch den Grat der Rippe verläuft. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des Bereichs geringerer Wandstärke nicht mehr als die 2-fache oder um mehr als die 1-fache Rippenhöhe größer als der Rip penaußendurchmesser, vorzugsweise ist der Bereich reduzierter Wandstärke zwischen den Rippen auf Höhe derselben angeordnet. Hierdurch ist der Bereich geringerer Wandstärke zwischen den Rippen radial von dem Bereich erhöhter Flexibilität zwischen den Rippen beabstandet und zumindest in etwa zwischen den Rip pen angeordnet, so dass bei Zug- und Schubkräften auf die Lei tung in Leitungslängsrichtung der Bereich geringerer Wandstärke eine nur vergleichsweise geringe Winkelverformung erfährt, im Unterschied zu dem Bereich erhöhter Flexibilität zwischen den Rippen, welcher bei Zug- und/oder Schubkräften auf die Leitung Längenänderungen der Leitung verstärkt auffängt und in Art von Gelenkbereichen wirkt. Hierdurch weist die Leitung vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf. Besonders bevorzugt kann hierbei der Bereich geringerer Wandstärke vom unteren Bereich der Rip penhöhe, beispielsweise dem unteren Drittel der Rippenhöhe oder insbesondere am Fuß der Rippen angeformt sein. Die Kontur der Leitungsinnenwand im Bereich zweier benachbarter Rippen und dem zwischen diesen liegenden Bereich geringerer Wandstärke bzw. im Bereich eines Wellenberges kann zumindest im Wesentlichen zy lindrisch ausgebildet sein, wodurch dieser Bereich insbesondere in Bezug auf Zug- und/oder Schubkräfte in Leitungslängsrichtung eine hohe Stabilität ohne Längung der Leitung aufweist.

Der Bereich geringerer Wandstärke zwischen den Rippen kann eine Wandstärke von größer gleich 0,5 oder größer gleich 1 mm auf weisen, vorzugsweise kleiner gleich 2 mm oder kleiner gleich 1,5 mm, so dass dieser eine deutliche Flexibilität hat aber die Leitung durch die Rippen eine ausreichende Unter- bzw. Über druckfestigkeit aufweist. Die Wandstärke bzw. Höhe der Rippen kann um den Faktor größer gleich 1,25 oder größer gleich 1,5, vorzugsweise größer gleich 2 oder größer gleich 3 als die Wandstärke in dem Bereich gerin gerer Wandstärke zwischen den Rippen betragen. Vorzugsweise ist die Wandstärke der Rippen um den Faktor < 10 oder < 5 größer als die Wandstärke in dem zwischen den Rippen liegenden Bereich geringerer Wandstärke. Die Rippen können hierdurch eine ausrei chende Unter- bzw. Überdrucksteifigkeit der Leitung bewirken.

Die Bereiche erhöhter Biegesteifigkeit des Leitungsabschnittes können jeweils 2, 3 oder mehr in Leitungslängsrichtung aufei nanderfolgende Rippen aufweisen, besonders bevorzugt nicht mehr als drei, so dass eine enge Abfolge von Bereichen erhöhter und Biegesteifigkeit und erhöhter Flexibilität in Längsrichtung der Leitung gegeben sein kann.

Besonders bevorzugt ist die Leitung im Spritzgussverfahren hergestellt. Hierdurch ist die Leitung mit den unterschiedli chen Wandstärkenbereichen wie Rippen, Bereichen erhöhter Flexi bilität usw. besonders maß genau herstellbar, wodurch sich besonders gut definierte mechanische Eigenschaften der Leitun gen und eine lange Lebensdauer derselben ergeben.

Besonders bevorzugt besteht die Leitung zumindest teilweise oder vollständig aus einem thermoplastischen Copolymer (TPC) , besonders bevorzugt zu einem Anteil von > 50 Gew.%, > 75 Gew.%, > 85 Gew.% oder zumindest praktisch vollständig. Dies bezieht sich auf den Gehalt an organischen Kunststoffen der Leitung, also unabhängig von Füllstoffen, Faserverstärkungen wie Glasfa sern oder dergleichen. Es hat sich herausgestellt, dass eine Luftleitung aus einem TPC-Polymer die mechanischen und thermi schen Erfordernisse ausgezeichnet erfüllt, insbesondere auch wenn die Leitung zur Verbindung mit einem Heißbauteil wie einem Turbolader eingesetzt wird. Das TPC-Polymer kann insbesondere ein thermoplastisches Polyester-Elastomer sein, welches für den Anwendungsfall sehr gute mechanische und thermische Eigenschaf- ten vereint. Für einzelne Anwendungsfälle, jedoch allgemein weniger bevorzugt, kann das Elastomer beispielsweise auch ein Styrol-Block-Copolymer (TPS) ein thermoplastisches Polyurethan oder thermoplastisches Polyether-Polyamid sein. Ein TPC- Material ist auch daher besonders bevorzugt einsetzbar, da dieses verglichen mit einem vulkanisierten thermoplastischen Material eine höhere Festigkeit und damit höhere Überdruck- und/oder unter Druckfestigkeit aufweist. Auch bei Anwendungen mit hohem Unter- oder Überdruck in der Leitung wie als Rein luftleitung oder Ladeluftleitung eines Turboladers hat sich die erfindungsgemäße Leitung besonders bewährt, insbesondere in Verbindung mit Bauteilen, welche zumindest im Wesentlichen (bspw. zu mehr als 50 Gew.-%) oder vollständig aus Polyalkylen- terephtalat (PAT) oder weiter bevorzugt (Polybutylenterephtha- lat) PBT bestehen.

Bei einem thermoplastischen Elastomer liegt in der Regel ein mehrphasiger Kunststoff mit gummielastisch verformbaren Mole külbereichen vor, in welche Bereiche schmelzbarer, insbesondere amorpher Thermoplaste eingebaut sind. Als Copolymer sind hier bei allgemein Zwei- oder mehr Phasen Kunststoffe verstanden oder gegebenenfalls auch Polymerblends . Das thermoplastische Elastomer besteht somit in der Regel aus einer elastischen Weichphase und einer thermoplastischen Art Hartphase. Die Hart phase stellt hierbei in der Regel eine Matrix dar, so dass das Polymermaterial somit zumindest teilweise oder vollständig aufschmelzbar und im Spritzgussverfahren verarbeitbar ist. Die Hartsegmente können hierbei amorph oder teilkristallin sein, beispielsweise auch durch Ionen-Cluster thermisch reversibel vernetzte Makromoleküle mit geringer Vernetzungsdichte aufwei sen. Gegebenenfalls können auch Blends aus Thermoplasten mit gewissen oder hohen Anteilen vernetzter bzw. unvernetzter Elastomerphase eingesetzt werden. Die Elastomerphase kann ver netzt unter Ausbildung eines vulkanisierten Thermoplasten aus gebildet sein, besonders bevorzugt werden aufgrund der erhöhten Festigkeit und/oder Biegesteifigkeit des Materials nicht vulka nisierte thermoplastische Elastomere eingesetzt, so dass die Leitung einem erhöhten Unter- oder Überdruck ohne Verformung oder Kollabieren ausgebildet sein kann.

Die Shore-Härte des elastomeren Leitungsmaterials liegt vor zugsweise im Bereich von 30 Shore A bis 80 Shore A, gegebenen falls auch höher, besonders bevorzugt im Bereich von 35 bis 50 Shore A. Für bestimmte Anwendungsfälle wie bei Reinluftleitun gen ist eine Härte von 30-50 Shore A besonders bevorzugt, für andere Anwendungsfälle, insbesondere bei höherem Innendruck wie bei Ladeluftleitungen, eine Härte von 40-80 Shore A. Das E-Zug Modul des elastomeren ÖLeitungsmaterials liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 MPa. Die Angaben beziehen sich jeweils auf die einschlägigen DIN-Normen mit Gültigkeit vom 1. Januar 2018. Das Leitungsmaterial kann hierbei eine Dauertemperaturbe ständigkeit von größer gleich 100°C, vorzugsweise > 120°C, vorzugsweise > 130°C aufweisen.

Die erfindungsgemäße Luftleitung ist besonders bevorzugt als Luftleitung zum Einsatz im Motorbereich ausgebildet, welche eine Einrichtung des Motors oder Antriebseinrichtung wie insbesondere einen Turbolader mit Luft versorgt oder diese von der Einrichtung abführt. Die Leitung kann insbesondere als Reinluftleitung zur Zufuhr von Reinluft zur Einrichtung, als Ladeluftleitung, insbesondere auch bei hohen Ladedrü cken, oder Rohluftleitung ausgebildet sein, insbesondere zum Luftmanagement eines Turboladers. Gegebenenfalls kann die erfindungsgemäße Leitung auch zur Luftversorgung oder Luft abfuhr einer anderen Einrichtung eines Kraftfahrzeuges wie Ladeluftkühler, Wärmetauscher oder dergleichen eingesetzt werden .

Vorzugsweise ist die Leitung an einem Leitungsende mit einem Heißbauteil wie einem Turbolader, Gebläse oder anderem Kraft fahrzeugbauteil und an dem anderen Leitungsende mit einem Kalt bauteil wie einem Luftansaugstutzen, Filtergehäuse oder der gleichen verbunden. Aufgrund der unterschiedlichen Betriebstemperaturen der genann ten Bauteile und damit hohen thermischen Belastungen der Lei tung hat sich die erfindungsgemäße Leitung als besonders vor teilhaft erwiesen.

Vorzugsweise ist zumindest ein Ende der Leitung mit einem An schlussteil einer mit der Leitung verbundenen oder verbindbaren Einrichtung wie Turbolader, Filtergehäuse usw. verbunden, wobei das Anschlussteil vorzugsweise im Spritzgussverfahren herge stellt ist. Hierdurch können die Leitung und das Anschlussteil in einem Zwei- oder Mehr-Komponenten Spritzgussverfahren herge stellt werden, vorzugsweise in demselben Spritzgusswerkzeug in einem Produktionszyklus.

Vorzugsweise weist das Anschlussteil mindestens einen Hinter schnitt in Bezug auf die Längserstreckung der Leitung auf, welcher von dem Material der Leitung hintergriffen wird, vor zugsweise durch Anspritzen im Spritzgussverfahren. Hierdurch ist insbesondere auf Zug- und/oder Schubkräfte auf die Leitung eine hohe Betriebssicherheit und Langlebigkeit gegeben.

Vorzugsweise weist das Anschlussteil zumindest einen Bereich oder mehrere um den Leitungsumfang verteilt angeordnete Berei che auf, welche bezogen auf einen Längsschnitt der Leitung vollständig von dem Leitungsmaterial umgeben sind, beispiels weise umspritzt sind. Hierdurch weist die Verbindung zwischen Leitung und Anschlussteil eine hohe mechanische Festigkeit insbesondere auch in Bezug auf Kräfte quer zur Leitung wie beispielsweise Schwingungen oder Vibrationen auf. Zudem ist eine solche Ausgestaltung besonders einfach und vorteilhaft im Spritzgussverfahren herstellbar.

Das Anschlussteil kann hierbei beispielsweise eine Muffe, Flansch, Gehäusebereich oder dergleichen der jeweiligen Ein richtung darstellen. Besonders bevorzugt besteht das Anschlussteil zumindest teilweise oder vollständig aus einem Polyalkylenterephtalat (PAT) , insbesondere Polybutylterephtalat (PBT) . Das An schlussteil kann hierbei zu > 50 Gew.% oder > 75 Gew . % , be sonders bevorzugt > 85 Gew.% oder zumindest praktisch voll ständig aus PAT oder PBT bestehen. Einerseits weist ein der artiges Material vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf und ist im Spritzgussverfahren verarbeitbar. Insbesondere in Kombination mit einem thermoplastischen Polyestercopolymer ergibt sich jedoch auch eine besonders innige Haftverbindung zwischen dem Leitungsmaterial und dem Material des An schlussteils, welche gegebenenfalls auch die Festigkeit ei ner chemischen Verbindung zwischen den beiden genannten Tei len aufweisen kann. Dies wird darauf zurückgeführt, dass beide Teile Estergruppen umfassen, wobei unter Umständen auch eine Umesterungen im Verbindungsbereich der beiden Tei le während der formungstechnischen Herstellung derselben erfolgen kann. Insbesondere bei hohen Unter- oder Überdru cken in der Leitung wie bspw. auch als Reinluftleitung bzw. Ansaugleitung oder Ladeluftleitung eines Turboladers hat sich diese Ausführung besonders bewährt. Gegebenenfalls kann das Anschlussteil jedoch auch aus Polycarbonat oder Polycar- bonat/ABS bestehen oder diese Komponenten zu einem gewissen Anteil, beispielsweise > 5 Gew% oder > 10 Gew%, gegebenen falls auch > 25 Gew% enthalten, vorzugsweise nicht > 25 Gew% oder nicht > 10 Gew% .

Durch die einstückige Verbindung der Leitung mit dem Anschluss teil, insbesondere im Spritzgussverfahren, sind hierdurch wei tere Befestigungsmittel zur Festlegung der Leitung an der ande ren Einrichtung wie beispielsweise einem Filtergehäuse nicht erforderlich, wie diese ansonsten bei herkömmlichen Anwendungen in Form von separaten Klemmstellen, Klipsen oder dergleichen vorgesehen sein müssen. Die Herstellung und insbesondere auch Montage der Leitung wird hierdurch wesentlich vereinfacht. Besonders bevorzugt besteht die Leitung aus TPC, wobei die Leitung mit einem Anschlussteil einer Kraftfahrzeugeinrich tung, welches zumindest teilweise oder vollständig aus PAT oder insbesondere PBT besteht, verschweißt ist. Die Einrich tung kann insbesondere eine im Rahmen der Erfindung offen barte Kraftfahrzeugeinrichtung sein. Der Schweißvorgang ist besonders bevorzugt als Heiß-Gas-Verschweißung durchgeführt. Eine derartige Verbindung von Leitung und Anschlussteil ins besondere bei hohen mechanischen und thermischen Beanspru chungen der Leitung, auch Wechselbeanspruchungen, besonders bewährt, denen auch der Verbindungsbereich von Leitung und Anschlussteil ausgesetzt ist. Die Anwendung des Heiß-Gas- Schweißverfahrens ist besonders bevorzugt, da hier eine Ver bindung hoher Belastbarkeit und hoher Maßgenauigkeit erziel bar ist, insbesondere in Bezug auf den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, wobei der Wärmeeintrag auf den Ver bindungsbereich exakt beschränkbar ist. Der Schweißvorgang kann direkt im Spritzgusswerkzeug erfolgen, wodurch die Lei tungsverbindung verfahrenstechnisch einfach aber zugleich mit hoher Genauigkeit durchführbar ist und der Verbindungs bereich eine hohe Lebensdauer aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand eines Aus führungsbeispiels beschrieben. Sämtliche Merkmale des Ausfüh rungsbeispiels seien auch unabhängig voneinander oder in Kombi nation miteinander allgemein im Rahmen der Erfindung offenbart. Es zeigen:

Figur 1: Einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Leitungsab schnitts,

Figur 2: Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitungsabschnitts ,

Figur 3: Eine Leitung nach Fig. 2 mit Anschlussteilen . Fig. 1 ist eine Querschnittszeichnung eines erfindungsgemäßen flexiblen Leitungsabschnitts mit einer Achse A. Die Bereiche 12 erhöhter Biegesteifigkeit der Leitung 1 weisen zumindest zwei umfänglich umlaufende Rippen 14 und jeweils einen zwischen zwei benachbarten Rippen angeordneten Bereich 15 mit gegenüber den Rippen 14 geringer Wandstärke auf. Die Rippen 14 sind um den Leitungsumfang vollumfänglich umlaufend ausgebildet. Die Wan dung 13 des flexiblen Leitungsabschnittes einschließlich der Rippen besteht aus einem elastischen Kunststoffmaterial, im speziellen einem thermoplastischen Elastomer. Die Rippen 14 sind massiv und - geometrisch gesehen - auf die Leitungswandung aufgesetzt und an der Außenseite der Leitungswandung angeord net .

Die Wandstärke der Rippen 14 ist um den Faktor > 1,25 größer als die Wandstärke der jeweils zwischen benachbarten Rippen 14 angeordneten Bereiche geringerer Wandstärke 15. Die zwischen den Rippen 14 angeordneten Bereiche geringerer Wandstärke 15 weisen eine höhere Wandstärke auf als die zwischen den Berei chen 12 erhöhter Biegesteifigkeit angeordneten Umfangsbereiche 11 der Leitung mit erhöhter Flexibilität.

Die jeweilige Rippe 14 kann sich in ihrer Breite über 5%-45% der Erstreckung des Bereichs erhöhter Biegesteifigkeit in Lei tungslängsrichtung erstrecken, besonders bevorzugt über 10%-40% oder 15%-35% desselben. Der Bereich geringerer Wandstärke 15 zwischen den Rippen 14 weist zumindest in etwa denselben oder einen größeren Innendurchmesser auf als der Innendurchmesser der Rippen 14. Die Wandstärke der Rippen ist etwa um den Faktor 3 größer als der Bereich geringerer Wandstärke zwischen den Rippen 14.

Die Bereiche 11 erhöhter Flexibilität zwischen den Rippen 14 weisen einen kleineren Innenradius IF auf als der Radius des zwischen den Rippen 14 angeordneten Bereichs erhöhter Biege steifigkeit 15. Die Wandung des flexiblen Leitungsabschnittes 10, umfassend die Bereiche erhöhter Flexibilität 11 und erhöhter Biegesteifigkeit 12, einschließlich der Rippen 14, besteht aus einem thermoplas tischen Elastomer. Die Wandung des flexiblen Leitungsabschnit tes 11 besteht zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus einem thermoplastischen Copolymer (TPC) , insbesondere aus einem thermoplastischen Polyester-Elastomer. Dies bezieht sich jeweils auf den Kunststoffbestandteil des Leitungsabschnittes, das Material kann faserverstärkt sein und Füllstoffe enthalten. Die Leitung ist im Spritzgussverfahren hergestellt.

In der Ausführungsform der Fig. 2 weisen die Rippen 14 eine im Wesentlichen dreieckige Querschnittsform auf. Der flexible Leitungsabschnitt 10 besteht bezogen auf die Längsrichtung der Leitung aus einer Abfolge von Wellenbergen 16 und Wellentälern 17, also mit faltenbalgartiger Ausbildung des Leitungsabschnit tes 10. Die Rippen 14 mit den zwischen diesen angeordneten Bereichen geringerer Wandstärke 15 sind im Bereich der bzw. an den Wellenbergen 16 angeordnet.

Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Luftleitung 1 für Kraftfahrzeu ge, insbesondere zur Verbindung eines Heißbauteils 20 mit einem Kaltbauteil 25. An einem ersten Ende 2 der Leitung sind erste Verbindungsmittel 3 zur luftdichten Festlegung der Leitung 1 an einem ersten Bauteil 20 und an dem zweiten Ende 4 der Lei tung zweite Verbindungsmittel 5 zur luftdichten Festlegung der Leitung an einem zweiten Bauteil 25 vorgesehen. Die Verbin dungsmittel sind integraler Bestandteil der Leitung. Zumindest ein flexibler Leitungsabschnitt 10 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsmittel 3, 5 der Leitung 1 vorgesehen. Der flexible Leitungsabschnitt 10 weist eine Abfolge von nach einander angeordneten Bereichen 11 erhöhter Flexibilität und Bereichen 12 erhöhter Biegesteifigkeit auf, welche hier aus demselben Material bestehen und einstückig aneinander angeformt sind . Die Verbindungsmittel 3 oder 5 der Leitung und/oder das An schlussteil des weiteren, vorzugsweise starren Bauteils be stehen hier aus PBT ( Polybutylenterephthalat . Das Heißbau teil 20 ist hier das Anschlussteil eines Turboladers, das Kaltbauteil 25 ein Filtergehäuse zum Filtern der Ansauglauft des Turboladers, wobei die Leitung aber nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt und bspw. als Ladeluftleitung oder Rohleitung einsetzbar ist, insbesondere jeweils zur Versorgung eines Turboladers.

Die Verbindung der Leitung mit dem Anschlussteil des Turbo laders oder einer anderen Kraftfahrzeugeinrichtung erfolgt insbesondere durch Verschweißen, im speziellen durch Heiß- Gas-Verschweißung . Dies gilt insbesondere, wenn die Leitung aus einem TPC-Material und das Anschlussteil zumindest teil weise oder vollständig aus PBT (Polybutylenterephthalat) besteht .

Die Leitung ist mit einem Heißbauteil 20, hier einem Anschluss 21 eines Turboladers, und einem Kaltbauteil 25, hier dem An schluss 26 eines Filtergehäuses, verbunden. Die Verbindungsmit tel 3, 5 an zumindest einem oder beiden Enden 2, 4 der Leitung 1 sind mit zumindest einem oder beiden Anschlussteilen bzw. Anschlussbereichen 21, 26 einstückig verbundenen, bevorzugt mit dem Kaltbauteil. Die Verbindung ist im Spritzgussverfahren ausgeführt .

Das Anschlussteil 26 zumindest einer der Einrichtungen, hier des Kaltbauteils 25, weist in Bezug auf die Längserstreckung der Leitung 1 einen ersten Hinterschnitt 27 auf, welcher von dem Verbindungsmittel 5 der Leitung hintergriffen wird. Hierzu ist das Verbindungsmittel 5 der Leitung im Spritzgussverfahren um den Hinterschnitt umgespritzt. Der Hinterschnitt kann sich um einen Teilumfang der Leitung erstrecken, beispielsweise können mehrere in Umfangsrichtung der Leitung voneinander beab- standete Hinterschnitte vorgesehen sein. Insbesondere kann das Verbindungsmittel 3, 5 der Leitung und/oder das Anschlussteil 21, 26 der Einrichtung einen oder mehrere zweite Hinterschnitte in Leitungslängsrichtung aufwei sen, welche bezogen auf den Leitungsquerschnitt und/oder den Leitungslängsschnitt vollumfänglich von dem jeweils anderen Teil von Leitung bzw. Anschlussteil umgeben sich sind. Dies ist hier für den Hinterschnitt 28 des Anschlussteils 26 des Kalt bauteils der Fall. Auch bei diesen Hinterschnitten 28 können mehrere derselben um den Leitungsumfang verteilt angeordnet sein. Insbesondere können die Hinterschnitte 27 und 28 mit den zu diesen beschriebenen Merkmalen in Kombination an dem Verbin dungsbereich von Leitung und Anschlussteil vorgesehen sein, bspw. alternierend zueinander angeordnet. Die Hinterschnitte 27 müssen hierbei jeweils nicht vollumfänglich umspritzt sein, sondern können einfache Hinterschnitte darstellen.

Im Allgemeinen kann das Material des Verbindungsmittels 3, 5 der Leitung bevorzugt aus demselben Material wie der flexible Leitungsabschnitt bestehen. Dies hat sich insbesondere bewährt, wenn das genannte Material ein thermoplastisches Elastomer wie insbesondere TPC ist, das dieses sowohl Festigkeitseigenschaf ten als auch elastische Eigenschaften in für den Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung besonderem Ausmaß vereinigt.

Das Anschlussteil 26 besteht zumindest teilweise, hier voll ständig, aus Polyalkylenterephtalat, genauer Polybutylentereph- talat (PBT) . Insbesondere in Kombination mit einer Leitung aus PC auf Basis von thermoplastischen Polyester-Elastomeren erge ben sich besondere Vorteile.

Das flexible Leitungsmaterial kann eine Härte von ca. 40 Shore A und ein E-Zug-Modul von 50 MPa aufweisen. bo/do/ib 23. April 2019

Anmelder :

MONTAPLAST GMBH

51590 Morsbach

Luftleitung für Kraftfahrzeuge

Bezugszeichenliste

1 Leitung

2 erstes Leitungsende

3 erste Verbindungsmittel

4 zweites Leitungsende

5 zweite Verbindungsmittel

10 flexibler Leitungsabschnitt

11 Bereich erhöhter Flexibilität

12 Bereich erhöhter Biegesteifigkeit

13 Wandung

14 Rippen

15 Bereich geringer Wandstärke

16 Wellenberg

17 Wellental

20 Heißbauteil

21 Anschlussteil

25 Kaltbauteil

26 Anschlussteil

27 erster Hinterschnitt

28 zweiter Hinterschnitt