DE102011018482A1 - Media line, in particular for the transport of urea-water solutions - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Medienleitung, insbesondere zum Transport von Harnstoff-Wasser-Lösungen. Diese weist eine Schlauchleitung zum Medientransport, optional mindestens eine Heizeinrichtung, vorzugsweise einen an eine Stromleitung anschließbaren Widerstandsheizdraht, zur Beheizung des Mediums und erfindungsgemäß eine die Schlauchleitung umgebende flüssigkeitsdichte Ummantelung auf, die gemeinsam mit der Schlauchleitung einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Spalt bildet, der zur äußeren Kühlung des Mediums dient. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung.The invention relates to a media line, in particular for the transport of urea-water solutions. This has a hose line for transporting media, optionally at least one heating device, preferably a resistance heating wire that can be connected to a power line, for heating the medium and, according to the invention, a liquid-tight sheath that surrounds the hose line and, together with the hose line, forms a coolant-flowable gap that leads to the outside Cooling of the medium is used. The invention also relates to a method for transporting a urea-water solution.
Description
Die Erfindung betrifft eine Medienleitung, insbesondere zum Transport von Harnstoff-Wasser-Lösungen, mit
- – einer Schlauchleitung zum Medientransport und
- – optional mindestens einer Heizeinrichtung, vorzugsweise einen an eine Stromquelle anschließbaren Widerstandsheizdraht, zur Beheizung des Mediums.
- - A hose for media transport and
- - Optionally at least one heater, preferably a connectable to a power source Widerstandsheizdraht, for heating the medium.
Eine derartige Vorrichtung ist aus
Bei der aus der bereits genannten
In letzter Zeit besteht zunehmend die Bestrebung, insbesondere bei der Ausrüstung von Personenkraftwagen, die Dosiermodule der Harnstoff-Wasser-Lösung in immer heißeren Bereichen des Fahrzeugs zu platzieren, also die Einspritzung im Abgasstrang immer weiter in Richtung Motor zu verschieben. Aufgrund der oben beschriebenen begrenzten Temperaturbelastbarkeit der Harnstoff-Wasser-Lösung werden die Dosiermodule dann entsprechend kühlwassergekühlt.Recently, there is an increasing effort, especially in the equipment of passenger cars, to place the metering modules of the urea-water solution in ever hotter areas of the vehicle, so to move the injection in the exhaust line ever more towards the engine. Due to the above-described limited temperature capacity of the urea-water solution, the metering modules are then cooled correspondingly cooling water.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Medienleitung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, bei der ein Überhitzen der Harnstoff-Wasser-Lösung auf konstruktiv einfache Weise sicher vermieden wird.The invention has for its object to provide a media line with the features described above, in which overheating of the urea-water solution is safely avoided in a structurally simple manner.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schlauchleitung, vorzugsweise bereichsweise, von einer flüssigkeitsdichten Ummantelung umgeben ist, die gemeinsam mit der Schlauchleitung einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Spalt bildet, der zur äußeren Kühlung des Mediums in der Schlauchleitung dient. Als Kühlmittel kann beispielsweise das Kühlwasser des Motors verwendet werden. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, einen separaten Kühlkreislauf mit einem entsprechend separaten Kühlmittel vorzusehen, wobei dieser Kühlkreislauf vorzugsweise bei deutlich niedrigen Temperaturen als der Motorkühlkreislauf arbeitet. Hierdurch wird auf eine konstruktiv sehr einfache Art und Weise vermieden, dass die Harnstoff-Wasser-Lösung Temperaturen von über 80°C annimmt. Eine ungewünschte Freisetzung von Ammoniak, welche eine ordnungsgemäße Eindosierung der Harnstoff-Wasser-Lösung über das Dosiermodul erheblich erschwert bzw. sogar unmöglich macht, wird hierdurch sicher vermieden. Darüber hinaus wird hierdurch auch die Gefahr einer zu hohen Temperaturbelastung der Schlauchleitung selbst vermieden.According to the invention the object is achieved in that the hose, preferably in regions, is surrounded by a liquid-tight sheath, which forms together with the hose a through-flow of a coolant gap, which serves for external cooling of the medium in the hose. As a coolant, for example, the cooling water of the engine can be used. Alternatively, however, it is also possible to provide a separate cooling circuit with a correspondingly separate coolant, said cooling circuit preferably operates at significantly lower temperatures than the engine cooling circuit. This avoids a structurally very simple way that the urea-water solution assumes temperatures of over 80 ° C. An undesirable release of ammonia, which makes proper metering of the urea-water solution over the metering module considerably more difficult or even impossible, is thereby reliably avoided. In addition, this also avoids the risk of excessive temperature load on the hose line itself.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Spalt endseitig jeweils von einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Endstück begrenzt, welche mit der Ummantelung flüssigkeitsdicht verbunden sind und die Schlauchleitung ebenfalls flüssigkeitsdicht umschließen. Hierdurch ist auf sehr einfache Art und Weise eine flüssigkeitsdichte Begrenzung des Kühlbereichs der Schlauchleitung sichergestellt. Ein Endstück kann sowohl eine Anschlussvorrichtung für die Zufuhr des Kühlmittels als auch eine Anschlussvorrichtung für die Abfuhr des Kühlmittels aufweisen. Hierdurch wird die Versorgung des Spaltes mit Kühlmittel und dessen Abtransport konstruktiv vereinfacht, da hier die beiden entsprechenden Kühlmittelschlauchanschlüsse mit demselben Endstück verbunden werden. Generell kann ein Endstück eine oder mehrere Anschlussvorrichtungen aufweisen. Zweckmäßigerweise besitzt eine Anschlussvorrichtung jeweils eine Gewindebohrung, die in das entsprechende Endstück eingebracht ist. In diese Gewindebohrung kann dann das Anschlussende des entsprechenden Kühlmittelschlauches für die Kühlmittelzufuhr bzw. abfuhr einfach eingeschraubt werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, als Anschlussvorrichtungen angespritzte oder angeschweißte Kupplungselemente vorzusehen.According to a preferred embodiment of the invention, the gap is each end of a, preferably made of plastic, tail limited, which are liquid-tightly connected to the sheath and also enclose the hose line liquid-tight. As a result, a liquid-tight boundary of the cooling region of the hose is ensured in a very simple manner. An end piece can have both a connection device for the supply of the coolant and a connection device for the removal of the coolant. As a result, the supply of the gap with coolant and its removal is structurally simplified, since here the two corresponding coolant hose connections are connected to the same tail. In general, an end piece can have one or more connection devices. Conveniently, a connection device each has a threaded bore which is introduced into the corresponding end piece. In this threaded hole then the connection end of the corresponding coolant hose for the coolant supply or discharge can be easily screwed. Alternatively, it is also possible to provide molded as connecting devices molded or welded coupling elements.
Sofern in einem Endstück beide Anschlussvorrichtungen vorgesehen sind, ist es zweckmäßig, in dem Spalt zusätzlich ein Steigrohr anzuordnen, welches mit einer der beiden Anschlussvorrichtungen verbunden ist und sich bis in die Nähe des anderen Endstückes erstreckt, um eine Zirkulation des Kühlmittels innerhalb des gesamten Spaltes sicherzustellen. In diesem Fall muss das Kühlmittel zunächst durch das Steigrohr strömen, bevor es in den Spalt zwischen Schlauchleitung und Ummantelung eintritt und danach wieder zu dem Endstück mit beiden Anschlussvorrichtungen zurückfließt. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Kühlmittel zunächst durch den Spalt strömt, bevor es über das Steigrohr zurück zum Endstück mit den Anschlussvorrichtungen transportiert wird.If both connection devices are provided in one end piece, it is expedient to additionally arrange a riser pipe in the gap which is connected to one of the two connection devices and extends into the vicinity of the other end piece in order to ensure a circulation of the coolant within the entire gap , In this case, the coolant must first flow through the riser before entering the gap between the hose and sheath enters and then flows back to the tail with both connecting devices. Alternatively, it is also conceivable that the coolant first flows through the gap before it is transported via the riser back to the tail with the connection devices.
Die Schlauchleitung und/oder die Ummantelung und/oder das Steigrohr bestehen zweckmäßigerweise aus einem flexiblen Kunststoff. Dies ist erforderlich, um beispielsweise die Medienleitung über den Unterboden eines Kraftfahrzeuges zu führen, wobei hierfür in der Regel eine mehrfache Biegung mit ggf. engen Biegeradien erforderlich ist.The hose line and / or the casing and / or the riser expediently consist of a flexible plastic. This is necessary, for example, to guide the media line over the underbody of a motor vehicle, which usually requires a multiple bend with possibly tight bending radii.
Die Heizeinrichtung kann im Inneren der Schlauchleitung angeordnet sein. In diesem Fall muss sichergestellt sein, dass die Heizeinrichtung nicht durch die Harnstoff-Wasser-Lösung chemisch angegriffen wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, die Heizeinrichtung an der Außenseite der Schlauchleitung anzuordnen. Dann erfolgt – je nach Betriebszustand – sowohl die Beheizung der Harnstoff-Wasser-Lösung bei einem Kaltstart im Winter als auch die Kühlung der Harnstoff-Wasser-Lösung bei Betriebstemperatur des Motors über die äußere Oberfläche der Schlauchleitung.The heating device can be arranged inside the hose line. In this case, it must be ensured that the heater is not chemically attacked by the urea-water solution. Alternatively, however, it is also possible to arrange the heater on the outside of the hose. Then takes place - depending on the operating condition - both the heating of the urea-water solution at a cold start in winter and the cooling of the urea-water solution at the operating temperature of the engine on the outer surface of the hose.
Um eine Aufheizung des Kühlmittels über die äußere Oberfläche der Ummantelung zu minimieren, ist diese zweckmäßigerweise von einem Wärmedämmelement umschlossen. Dieses kann an seiner Außenseite eine Metallschicht aufweisen, welche insbesondere den Wärmestrahlungseinfluss von außen auf das Kühlmittel reduziert.In order to minimize heating of the coolant over the outer surface of the sheath, this is suitably enclosed by a heat-insulating element. This may have on its outer side a metal layer, which in particular reduces the influence of heat radiation from outside on the coolant.
Bei einer Innenbeheizung der Schlauchleitung liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Heizeinrichtung über mindestens eine Abzweigung in der Schlauchleitung in die Schlauchleitung hinein und/oder aus dieser herausgeführt ist. Zweckmäßigerweise ist im Bereich der Abzweigung ein die Abzweigung verschließender Stopfen mit mindestens einer Öffnung zur Durchführung der Heizeinrichtung angeordnet. Dieser Stopfen kann in die Abzweigung eingepresst sein, so dass hierdurch gleichzeitig eine Abdichtung der von der Heizeinrichtung durchfassten Öffnung gewährleistet ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere auch, dass zwei Öffnungen vorgesehen sind, nämlich für beide Anschlussbereiche der als Schlaufe innerhalb der Schlauchleitung angeordneten Heizeinrichtung. Der Stopfen weist dann in diesem Fall eine Öffnung für die Hineinführung und eine Öffnung für die Herausführung der Heizeinrichtung auf. Der Stopfen kann mittels einer Presshülse in die Abzweigung eingepresst sein und besteht vorzugsweise auf PTFE. Die Presshülse kann an der Außenseite der Abzweigung angeordnet sein und aus Metall, vorzugsweise Edelstahl oder Messing bestehen. Sofern ein Widerstandsheizdraht als Heizeinrichtung vorgesehen ist, ist dieser zweckmäßigerweise mit einer Kunststoffummantelung versehen, um eine Korrosion des Heizdrahtes sicher zu vermeiden.In the case of internal heating of the hose line, it is within the scope of the invention for the heating device to be led into and / or out of the hose line via at least one branch in the hose line. Conveniently, in the region of the branch, a stopper closing the branch is arranged with at least one opening for the passage of the heating device. This plug can be pressed into the branch, so that at the same time a sealing of the area covered by the heater opening is ensured. In the context of the invention, it is also particularly the case that two openings are provided, namely for both connection regions of the heating device arranged as a loop within the hose line. The plug then has in this case an opening for the introduction and an opening for the lead-out of the heater. The plug can be pressed into the branch by means of a compression sleeve and is preferably made of PTFE. The compression sleeve may be disposed on the outside of the branch and made of metal, preferably stainless steel or brass. If a resistance heating wire is provided as a heating device, this is expediently provided with a plastic casing to safely avoid corrosion of the heating wire.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung in einem Kraftfahrzeug unter Verwendung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Medienleitung, wobei die Heizeinrichtung zur Beheizung der Harnstoff-Wasser-Lösung zwecks Sicherstellung eines schnellen Auftauens der Lösung bei tiefen Temperaturen (Kaltstart) des Kraftfahrzeugs und das Kühlmittel zur Kühlung der Harnstoff-Wasser-Lösung bei Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges zwecks Vermeidung der Freisetzung von gasförmigem Ammoniak dient.The invention further provides a method for transporting a urea-water solution in a motor vehicle using the above-described media line according to the invention, wherein the heating device for heating the urea-water solution in order to ensure rapid thawing of the solution at low temperatures (cold start) of the motor vehicle and the coolant for cooling the urea-water solution at the operating temperature of the motor vehicle for the purpose of avoiding the release of gaseous ammonia.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:In the following the invention will be explained in detail with reference to a drawing showing only one embodiment. They show schematically:
Die
Die Schlauchleitung
Insbesondere der
Die Ummantelung
Die
Die oben beschriebene Medienleitung wird wie folgt betrieben: Bei einem Kaltstart des Fahrzeugs, insbesondere bei Temperaturen unter –11°C, dient der Widerstandsheizdraht
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |