DE102011115890A1 - Partially heated line connector for heatable media line of assembled media line, is partially made of thermally conductive material, where heating system or heating elements are assigned outside body of line connector - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung sowie eine konfektionierte Medienleitung mit zumindest einer beheizbaren Medienleitung und mit zumindest einem zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder.The invention relates to an at least partially heatable line connector for a heatable media line and a ready-made media line with at least one heatable media line and at least one at least partially heatable line connector.
Konfektionierte Medienleitungen mit beheizbaren Medienleitungen und zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbindern sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere in Fahrzeugen sind Medienleitungen zum Leiten von zumeist flüssigen Medien vorgesehen. Bei niedrigen Temperaturen drohen die Medienleitungen einzufrieren, weshalb eine Beheizung vorgesehen wird. Leitungsverbinder dienen zum Verbinden von zumindest zwei Medienleitungen oder zur Anschlussverbindung einer Medienleitung mit einem beliebigen Aggregat. Durch die Medienleitungen werden oftmals solche Medien geführt, die aufgrund eines relativ hohen Gefrierpunktes bereits bei noch recht hohen Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen, wodurch die Funktionsfähigkeit bspw. eines Fahrzeugs beeinträchtigt oder sogar erheblich gestört werden kann. Ersichtlich ist dies insbesondere bei Wasserleitungen für Scheibenwaschanlagen der Fall, ebenso wie bei Medienleitungen, mittels derer wässrige Harnstofflösung als Medium transportiert wird, die als NOx-Reaktionsadditiv für Dieselmotoren mit sogenannten SCR-Katalysatoren eingesetzt werden.Prefabricated media lines with heatable media lines and at least partially heatable line connectors are known in the art. Especially in vehicles media lines are provided for conducting mostly liquid media. At low temperatures threaten to freeze the media lines, which is why a heating is provided. Line connectors serve to connect at least two media lines or to connect a media line to any aggregate. Due to the media lines such media are often performed that tend to freeze due to a relatively high freezing even at very high ambient temperatures, whereby the functionality of, for example. A vehicle affected or even significantly disturbed. This is clearly the case, in particular, with water pipes for windscreen washer systems, as well as with media lines, by means of which aqueous urea solution is transported as a medium, which are used as NO x reaction additive for diesel engines with so-called SCR catalysts.
Aus der
Bei Gefrieren des durch die Förderleitung und die Systemkomponente geführten Mediums besteht das Problem, dass die dünnwandige Wärmeleithülse aus dem Innenbereich der Systemkomponente herausgeschoben wird. Ferner ist die Montage der Wärmeleithülse im Übergangsbereich von Förderleitung und Systemkomponente mit nicht unerheblichen Kosten und Aufwand verbunden.When freezing the medium guided through the delivery line and the system component, there is the problem that the thin-walled heat-conducting sleeve is pushed out of the inner region of the system component. Furthermore, the assembly of the Wärmeleithülse in the transition region of the delivery line and system component associated with significant costs and effort.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dieses Problem lösende und kostengünstigere Möglichkeit zumindest einer Teilbeheizung eines Leitungsverbinders vorzusehen.The present invention is therefore based on the object to provide a solving this problem and cheaper way at least a partial heating of a line connector.
Die Aufgabe wird für einen zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Leitungsverbinder zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material besteht, wobei außerhalb des Körpers des Leitungsverbinders ein Heizsystem und/oder Heizelemente zugeordnet sind. Für eine konfektionierte Medienleitung nach dem Obergriff des Anspruchs 12 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass diese mit einem solchen Leitungsverbinder versehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for an at least partially heatable line connector for a heatable media line according to the preamble of
Dadurch werden ein zumindest teilweise beheizbarer Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung sowie eine konfektionierte Medienleitung, umfassend eine beheizbare Medienleitung und zumindest einen solchen Leitungsverbinder geschaffen, bei dem bzw. der nicht mehr zusätzlich eine Wärmeleithülse in den Übergangsbereich bzw. Anschlussbereich von Medienleitung und Leitungsverbinder eingesteckt wird, die beim Gefrieren des in der Medienleitung und im Leitungsverbinder geführten Mediums aus dem Leitungsverbinder herausgeschoben wird aufgrund der hierbei auftretenden Volumenausdehnung und somit keine Erwärmung des Leitungsverbinders und des entsprechenden Teils der Medienleitung mehr bewirken kann. Vielmehr ist oder wird der Leitungsverbinder selbst wärmeleitfähig oder wärmeleitend ausgebildet, so dass dieser zum Erwärmen des hindurchtretenden Mediums dient. Es fallen somit keine Kosten für das zusätzliche Montieren einer Wärmeleithülse, wie sie in der
Der Leitungsverbinder besteht vorteilhaft zumindest im größten Teil des Bereichs aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material, in dem Medium durch den Leitungsverbinder hindurch leitbar ist oder hindurch geleitet wird, also in dem Medium mit dem Leitungsverbinder in Kontakt tritt. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material des Leitungsverbinders ein Material ist, das Wärme besser leitet als das Material oder zumindest eines der Materialien der Medienleitung. Hierdurch wird im Anschlussbereich der Medienleitung an den Leitungsverbinder sichergestellt, dass der aus dem wärmeleitfähigen Material bestehende Teil des Leitungsverbinders erwärmt wird und nicht Wärme aus dem Leitungsverbinder in die Medienleitung abfließt. Um sicherzustellen, dass der üblicherweise bezüglich seiner Material- bzw. Wandstärke dickere Leitungsverbinder zumindest in einem großen Teil des Bereichs, in dem Medium durch ihn hindurch geführt wird, erwärmt wird, erweist sich das Vorsehen eines Wärme besser leitenden Materials in diesem Bereich des Leitungsverbinders im Vergleich zum Material der Medienleitung als sehr vorteilhaft. Bei Vorsehen eines Medienleitungsmantels aus mehreren Schichten, einem sog. Multilayer-Aufbau, wird insbesondere ein Material verwendet, das Wärme besser leitet als zumindest eines der Materialien der Medienleitung.The line connector is advantageously at least in the largest part of the range of a thermally conductive or thermally conductive material, in the medium through the line connector is passed through or is passed through, so in the medium with the line connector comes into contact. It proves to be particularly advantageous if the thermally conductive or heat-conducting material of the line connector is a material that conducts heat better than the material or at least one of the materials of the media line. As a result, it is ensured in the connection region of the media line to the line connector that the existing of the thermally conductive material part of the line connector is heated and does not flow heat from the line connector into the media line. To ensure that the usually thicker in terms of its material or wall thickness line connector at least in a large part of the area in which medium is passed therethrough, the provision of a heat better conductive material in this area of the line connector proves in the Comparison to the material of the media line as very beneficial. When providing a multilayer media conduit jacket, a so-called multilayer structure, in particular a material is used which conducts heat better than at least one of the materials of the media conduit.
Das wärmeleitfähige Material kann bspw. ein wärmeleitfähiger Kunststoff sein. Vorteilhaft weist dieser eine Wärmeleitfähigkeit von 1–20 W/(m·K), insbesondere 1 bis 7 W/(m·K), auf. Ein zwar die Wärmeleitfähigkeit erhöhender hoher Füllstoffanteil im wärmeleitfähigen Kunststoff verschlechtert aber die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs erheblich, da dieser durch einen sehr hohen Füllstoffanteil sehr spröde wird und somit dessen Festigkeit stark abnimmt. Somit kann gerade bei einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 1–7 W/(m·K) ein guter Kompromiss aus guten mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs und einer akzeptablen Wärmeleitfähigkeit vorgesehen werden.The thermally conductive material may, for example, be a thermally conductive plastic. Advantageously, this has a thermal conductivity of 1-20 W / (m · K), in particular 1 to 7 W / (m · K) on. Although the heat conductivity increasing high filler content in the thermally conductive plastic degrades the mechanical properties of the plastic considerably, since this is very brittle by a very high proportion of filler and thus its strength decreases sharply. Thus, even with a thermal conductivity in the range of 1-7 W / (m · K), a good compromise between good mechanical properties of the plastic and an acceptable thermal conductivity can be provided.
Der Leitungsverbinder kann zumindest einen als Anschlussabschnitt, insbesondere steckerartig, ausgebildeten Teil, der zum Eingreifen in einen Kupplungsteil ausgebildet und/oder vorgesehen ist, aufweisen, wobei zumindest im Bereich des Anschlussabschnitts das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material vorgesehen ist. Der Kupplungsteil kann z. B. Teil einer Verbindung zu einem Aggregat sein oder eines Aggregats selbst sein. Aufgrund des Eingriffs des Anschlussabschnitts, insbesondere steckerartig ausgebildeten Teils, in den Kupplungsteil oder umgekehrt eines steckerartig ausgebildeten Teils ihn den Anschlussabschnitt kann ein Wärmetransport von dem einen in den anderen Teil hinein stattfinden. Hierdurch kann der Übergangsbereich zu einem Aggregat oder der Medienleitung beheizt werden, so dass auch dort ein bereits eingefrorenes Medium wieder aufgetaut oder verhindert werden kann, dass das in der Medienleitung, dem Übergangsbereich zum Leitungsverbinder und in diesem geführte Medium einfriert.The line connector may have at least one part designed as a connection section, in particular a plug-like part, which is designed and / or provided for engagement in a coupling part, the heat-conductive or heat-conducting material being provided at least in the area of the connection section. The coupling part can, for. B. be part of a compound to an aggregate or an aggregate itself. Due to the engagement of the connecting portion, in particular plug-like part formed in the coupling part or vice versa a plug-like part him the connection portion, a heat transfer from one to the other part take place inside. In this way, the transition region can be heated to an aggregate or the media line, so that even there an already frozen medium can be thawed or prevented again that freezes in the media line, the transition region to the line connector and in this guided medium.
Vorteilhaft umfasst der Leitungsverbinder zumindest ein wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Hülsenelement, das mit diesem fest verbunden ist, insbesondere als Zweikomponenten-Spritzgussteil, Einlegeteil oder Einpressteil ausgebildet und mit diesem fest verbunden ist. Das wärmeleitende oder wärmeleitfähige Hülsenelement besteht vorteilhaft aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Kunststoff und ist z. B. durch Einspritzen, Einlegen oder Einpressen fest mit dem übrigen Körper des Leitungsverbinders verbunden. Bei Vorsehen einer nachträglich in einen bestehenden Leitungsverbinder eingefügten Wärmeleithülse wird der Durchströmungsquerschnitt des Leitungsverbinders in diesem Bereich stark verringert. Wird ein wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Hülsenelement direkt bei der Herstellung des Leitungsverbinders mit in diesen integriert, um eine Wärmeleitfähigkeit vorzusehen und ein Beheizen des Leitungsverbinders in dem Bereich, der von dem Medium durchströmt wird, kann der Innendurchmesser eines solchen Hülsenelementes so groß gewählt werden, wie dies auch ansonsten als Innendurchmesser der Durchgangsöffnung durch den Leitungsverbinder zum Durchführen von Medium vorgesehen ist. Es kann eine dünnwandige Metallhülse, die also den Innendurchmesser der Durchgangsöffnung durch den Leitungsverbinder zum Durchströmen von Medium nur geringfügig verengt und die aufgrund der Verwendung von Metall eine hohe Leitfähigkeit aufweist, verwendet werden, z. B. eine Hülse aus Edelstahl oder Aluminium. Edelstahl eignet sich besonders für die Verwendung bei Brennstoffzellen, bei denen als Medium deionisiertes Wasser durch Leitungsverbinder und Medienleitung strömt. Da Edelstahl allerdings schwer zu bearbeiten ist, wird grundsätzlich Aluminium bevorzugt. Bei Aluminium tritt jedoch das Problem von Korrosion und das Erfordernis des Vorsehens eines Korrosionsschutzes auf. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Beschichtung mit Korrosionsschutzmittel vorgesehen werden. Hierdurch wird eine solche Metallhülse allerdings teuer und schwieriger herzustellen. Aus diesem Grunde kann insbesondere ein Hülsenelement aus Aluminium verwendet werden. Dabei ist es möglich, eine solche Aluminiumhülse bei der Herstellung des Leitungsverbinders in diesen einzupressen oder einzulegen, also die Aluminiumhülse in den Leitungsverbinder fest zu integrieren. Der Durchflussdurchmesser bzw. Durchströmungsdurchmesser zum Durchströmen mit Medium wird bei Vorsehen einer solchen Aluminiumhülse aufgrund deren Dünnwandigkeit kaum verringert. Ferner ist es möglich, das Hülsenelement aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Kunststoff auszubilden und bei der Herstellung des Leitungsverbinders in diesen zu integrieren. Eine Integration ist beispielsweise als Zweikomponenten-Spritzgussteil möglich.Advantageously, the line connector comprises at least one thermally conductive or thermally conductive sleeve member, which is fixedly connected to this, in particular as a two-component injection molded part, insert or Einpressteil formed and firmly connected thereto. The thermally conductive or thermally conductive sleeve member is advantageously made of a thermally conductive or thermally conductive plastic and is z. B. by injecting, inserting or pressing firmly connected to the rest of the body of the pipe connector. When providing a subsequently inserted into an existing cable connector Wärmeleithülse the flow area of the line connector is greatly reduced in this area. If a thermally conductive or thermally conductive sleeve member is integrated with them directly in the manufacture of the conduit connector to provide thermal conductivity and heating of the conduit connector in the area through which the medium flows, the inner diameter of such a sleeve member can be chosen as large as this otherwise provided as an inner diameter of the passage opening through the conduit connector for carrying out medium. It can be a thin-walled metal sleeve, so that only slightly narrowed the inner diameter of the passage opening through the conduit connector for the passage of medium and which has a high conductivity due to the use of metal, are used, for. B. a sleeve made of stainless steel or aluminum. Stainless steel is particularly suitable for use in fuel cells in which deionized water flows through the line connector and media line as a medium. However, since stainless steel is difficult to work with, aluminum is generally preferred. In aluminum, however, the problem of corrosion and the need to provide corrosion protection occurs. To solve this problem, a coating with corrosion inhibitor can be provided. As a result, however, such a metal sleeve is expensive and difficult to produce. For this reason, in particular a sleeve member made of aluminum can be used. It is possible, such an aluminum sleeve in the manufacture of the Press in or insert the cable connector into it, ie firmly integrate the aluminum sleeve into the cable connector. The flow diameter or flow diameter for flowing through with medium is hardly reduced when providing such an aluminum sleeve due to its thin walls. Further, it is possible to form the sleeve member of a thermally conductive or thermally conductive plastic and to integrate in the manufacture of the line connector in this. An integration is possible, for example as a two-component injection molded part.
Der Leitungsverbinder kann als Mehrkomponententeil ausgebildet sein, insbesondere als Zweikomponenten-Spritzgussteil, wobei zumindest ein Teil leitfähig ausgebildet ist. Ein Anschlussabschnitt zum Verbinden mit der Medienleitung ist vorteilhaft lasertransparent ausgebildet. Da wärmeleitfähige Werkstoffe üblicherweise nicht laserschweißbar sind, erweist es sich als sehr vorteilhaft, bei Vorsehen eines Mehr- bzw. Zweikomponententeils den Teil, der zum Anschluss der Medienleitung oder anderer Aggregate vorgesehen ist, lasertransparent auszubilden, um dort eine Verbindung über Laserschweißen zu ermöglichen.The line connector may be formed as a multi-component part, in particular as a two-component injection molded part, wherein at least one part is designed to be conductive. A connection section for connecting to the media line is advantageously made laser-transparent. Since thermally conductive materials are usually not laser weldable, it proves to be very advantageous, when providing a multicomponent or two-component part, the part which is provided for connection of the media line or other aggregates laser-transparent form to allow a connection there via laser welding.
Weiter vorteilhaft umfasst der Leitungsverbinder eine Isolationseinrichtung zum thermischen und/oder elektrischen Isolieren, insbesondere ist der Leitungsverbinder zumindest teilweise von zumindest einer ein Luftvolumen zur thermischen Isolation einschließenden Isolations- und/oder Schutzeinrichtung bzw. Schutzkappe umgeben und/oder im Bereich eines Verbindungsabschnitts zum Verbinden mit einem Stecker oder der Medienleitung ist eine Isolationseinrichtung zum außenseitigen thermischen Isolieren vorgesehen, insbesondere ein Befestigungsclip, der ein Luftvolumen oder einen Luftspalt zum Leitungsverbinder einschließt. Beispielsweise kann einen Verbindungs- oder Kupplungsabschnitt außenseitig zumindest teilweise umgebend ein Befestigungsclip gemäß der
Der Leitungsverbinder kann ferner so ausgebildet sein, dass mittels einer Einrichtung zur Wärmeeinkopplung Wärme in radialer Richtung in den Leitungsverbinder eingekoppelt werden kann, insbesondere im Verbindungsbereich mit der Medienleitung. Hierbei wird beispielsweise durch ein oder mehrere Heizelemente Wärme in den Mantel der Medienleitung eingekoppelt, axial über deren Mantel bis zum Ende der Medienleitung transportiert und in dem Bereich des Leitungsverbinders, in den das Ende der Medienleitung eingefügt ist, radial aus dem Mantel der Medienleitung in den Leitungsverbinder eingekoppelt. Diese eingekoppelte Wärme kann insbesondere bei Vorsehen einer höheren Wärmeleitfähigkeit des Materials des Leitungsverbinders im Vergleich zum Material der Medienleitung schnell innerhalb von diesem weitergeleitet werden, so dass eine Beheizung des Leitungsverbinders über die Medienleitung möglich ist. Zum axialen Wärmetransport innerhalb des Leitungsverbinders ist dieser vorteilhaft mit einer Wandstärke von 1 bis 20 mm versehen, insbesondere mit einer Wandstärke von 2 bis 5 mm.The line connector can also be designed such that heat can be coupled into the line connector in the radial direction by means of a device for coupling in heat, in particular in the connection region with the media line. Here, for example, by one or more heating elements heat is coupled into the jacket of the media line, transported axially over the jacket to the end of the media line and in the region of the line connector, in which the end of the media line is inserted radially from the jacket of the media line in the Line connector coupled. This coupled-in heat can be forwarded quickly within this, in particular when provision is made for a higher thermal conductivity of the material of the line connector in comparison to the material of the media line, so that heating of the line connector via the media line is possible. For axial heat transport within the line connector this is advantageously provided with a wall thickness of 1 to 20 mm, in particular with a wall thickness of 2 to 5 mm.
Der Leitungsverbinder kann mit zumindest einem Befestigungselement und/oder Führungselement zum außenseitigen Anordnen von Heizelementen und zum Verbessern der Wärmeeinleitung versehen sein oder werden, insbesondere mit einer Rippenstruktur. Mittels solcher Befestigungselemente bzw. Führungselemente bzw. einer solchen Rippenstruktur können Heizelemente auf der Außenseite des Leitungsverbinders gezielt dort in ihrer Position fixiert werden, wo sie mit Kaltleitern bzw. einer elektrischen Zuführleitung verbunden werden können bzw. wo eine außenseitige Umwicklung des Leitungsverbinders mit Heizelementen erfolgen soll. Die Wärmeeinkopplung erfolgt in diesem Falle von den außenseitig um zumindest einen Teil des Leitungsverbinders angeordneten über das wärmeleitfähige Material in das Innere des Leitungsverbinders hinein bzw. zu den Abschnitten des Leitungsverbinders, die beheizt werden sollen und daher mit der wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Einrichtung versehen bzw. aus wärmeleitfähigem oder wärmeleitendem Material ausgebildet sind.The line connector may be provided with at least one fastening element and / or guide element for arranging heating elements on the outside and for improving the heat introduction, in particular with a rib structure. By means of such fasteners or guide elements or such a rib structure heating elements can be selectively fixed there in position on the outside of the line connector, where they can be connected to PTC thermistors or an electrical supply or where an external winding of the line connector to take place with heating elements , The heat coupling takes place in this case from the outside arranged around at least a part of the line connector on the thermally conductive material in the interior of the line connector into or to the sections of the line connector to be heated and therefore provided with the thermally conductive or thermally conductive means or thermally conductive or thermally conductive material are formed.
Auch die Medienleitung ist vorteilhaft mit zumindest einem Heizelement versehen, insbesondere zumindest einem sich durchgängig entlang der Medienleitung erstreckenden Heizelement. Insbesondere ist die Medienleitung mit zumindest einem Heizdraht, insbesondere zwei Heizdrähten zumindest teilweise versehen. Das Heizelement bzw. der zumindest eine Heizdraht können außen- und/oder innenseitig bezüglich der Medienleitung angeordnet sein/werden. Ferner ist auch ein Anordnen im Mantel der Medienleitung in einer oder mehreren Schichten desselben möglich. Die Medienleitung bzw. der Mantel der Medienleitung kann insbesondere zumindest eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen und/oder elektrisch und/oder thermisch leitenden Kunststoff enthalten. Die Schicht bzw. wärmeerzeugende Schicht kann Heizelemente zum Beheizen des Kunststoffmaterials aufweisen, somit ist ein Beheizen der Schicht direkt möglich. Bei Vorsehen einer solchen leitfähigen oder leitenden Schicht im Mantel der Medienleitung sind vorteilhaft Kontaktierungselemente vorgesehen, insbesondere durch den Mantel der Medienleitung nach außen geführt, um dort eine Zufuhr elektrischer Energie vorsehen zu können. Insbesondere können dort Kaltleiter angeschlossen werden, die ihrerseits an eine elektrische Energiequelle angeschlossen werden. Für den Leitungsverbinder kann eine Zufuhr elektrischer Energie im Bereich eines Anschlussabschnitts, insbesondere steckerartigen bzw. Leitungsanschlussabschnitts und/oder eines Kupplungsabschnitts erfolgen. Vorteilhaft erfolgt dort die Energiezufuhr sowohl für die Medienleitung als auch für den Leitungsverbinder. Beispielsweise sind die Enden der Heizelemente, die zum Beheizen der Medienleitung vorgesehen sind und die zum Beheizen des Leitungsverbinders vorgesehen sind, geeignet konnektiert und die Verbindungsstellen innerhalb der Isolations- und/oder Schutzeinrichtung geschützt aufgenommen.The media line is also advantageously provided with at least one heating element, in particular at least one heating element extending continuously along the media line. In particular, the media line with at least one heating wire, in particular two heating wires at least partially provided. The heating element or the at least one heating wire can be arranged outside and / or inside with respect to the media line / be. Furthermore, it is also possible to arrange it in the jacket of the media conduit in one or more layers thereof. The media line or the jacket of the media line may in particular contain at least one layer of an electrically conductive and / or electrically and / or thermally conductive plastic. The layer or heat-generating layer may have heating elements for heating the plastic material, thus heating the layer is directly possible. In providing such a conductive or conductive layer in the jacket of the media line contacting elements are advantageously provided, in particular guided by the jacket of the media line to the outside to provide there a supply of electrical energy can. In particular, PTC thermistors can be connected there, which in turn are connected to an electrical energy source. For the line connector, a supply of electrical energy in the region of a connection section, in particular a plug-type or line connection section and / or a coupling section can take place. Advantageously, there is the power supply for both the media line and the line connector. For example, the ends of the heating elements, which are provided for heating the media line and which are provided for heating the line connector, suitably connected and the connection points are received protected within the insulation and / or protection device.
Insbesondere im Bereich des Leitungsverbinders kann zumindest eine Heizlitze angeordnet werden, insbesondere ein, zwei oder vier Heizlitzen. Bei Vorsehen einer Heizlitze erstreckt sich diese vorteilhaft durchgängig entlang der Medienleitung und dem zumindest einen Leitungsverbinder, beginnt also an dem einen Leitungsverbinder, erstreckt sich entlang der Medienleitung bis zum anderen Leitungsverbinder, ggf. über diesen hinweg, zurück zu dem ersten Leitungsverbinder, ist somit doppelt gelegt innenseitig, außenseitig und/oder im Mantel der Medienleitung entlang von dieser geführt. Bei Vorsehen zweier Heizlitzen erstrecken sich vorteilhaft beide entlang der Medienleitung und vorteilhaft ist zumindest eine der beiden Heizlitzen zum Umwickeln des Leitungsverbinders vorgesehen. Bei Vorsehen von vier Heizlitzen erstrecken sich vorteilhaft zwei Heizlitzen entlang der Medienleitung und zwei Heizlitzen sind zum Umwickeln der Leitungsverbinder vorgesehen. Die eine den Leitungsverbinder umgebende Heizlitze wird mit einer der beiden sich entlang der Medienleitung erstreckenden Heizlitzen verbunden. Die andere sich entlang der Medienleitung erstreckende Heizlitze sowie das andere Ende der den Leitungsverbinder zumindest teilweise umgebenden Heizlitze werden an die elektrische Energiezufuhr, insbesondere Kaltleiter, angeschlossen. Die beiden sich entlang der Medienleitung ersteckenden Heizlitzen können somit an ihren Enden miteinander und/oder mit einer weiteren Heizlitze bzw. Kaltleitern für die Energieversorgung verbunden sein. Entsprechend ist es sowohl bei Vorsehen zweier Heizlitzen als auch bei Vorsehen vierer Heizlitzen möglich, die Zufuhr elektrischer Energie lediglich im Bereich eines der beiden Leitungsverbinder, die endseitig an der Medienleitung angeordnet sind, vorzusehen.In particular in the region of the line connector, at least one heating strand can be arranged, in particular one, two or four heating strands. When a heating strand is provided, it advantageously extends continuously along the media line and the at least one line connector, ie, starts at the one line connector, extends along the media line to the other line connector, possibly beyond it, back to the first line connector, thus being double placed inside, outside and / or in the jacket of the media line along it. When providing two heating strands advantageously both extend along the media line and advantageously at least one of the two heating strands is provided for wrapping around the line connector. With the provision of four heating strands, two heating strands advantageously extend along the media conduit and two heating strands are provided for wrapping around the conduit connectors. The heating strand surrounding the conduit connector is connected to one of the two heating strands extending along the media conduit. The other along the media line extending heating strand and the other end of the line connector at least partially surrounding heating strand are connected to the electrical power supply, in particular PTC thermistor. The two Heizlitzen extending along the media line can thus be connected to each other at their ends and / or to a further heating strand or PTC thermistors for the energy supply. Accordingly, it is possible to provide the supply of electrical energy only in the region of one of the two line connectors, which are arranged on the end of the media line, both when providing two heating strands and when providing four heating strands.
Ferner kann an dem einen Leitungsverbinder eine andere Anzahl von Heizlitzen als an dem anderen angeordnet sein oder werden. Beispielsweise kann der eine Leitungsverbinder mit zwei Heizlitzen versehen sein und der andere mit vier Heizlitzen, wobei jeweils zwei Heizlitzen bei jedem der Leitungsverbinder zum Umwickeln derselben dienen. Durch das Vorsehen einer unterschiedlichen Anzahl von Heizlitzen oder allgemein Heizelementen an den beiden Leitungsverbindern der konfektionierten Medienleitung können unterschiedliche Wärmemengen in die Leitungsverbinder eingebracht werden.Furthermore, a different number of heating strands than on the other can be arranged at the one line connector. For example, the one line connector may be provided with two heating strands and the other with four heating strands, with two heating strands at each of the line connectors for wrapping the same. By providing a different number of heating strands or generally heating elements on the two line connectors of the assembled media line different amounts of heat can be introduced into the line connector.
Als Material für den zumindest teilweise aus wärmeleitfähigem und wärmeleitendem Material bestehenden Leitungsverbinder eignet sich insbesondere ein wärmeleitfähiges Material mit einer Bruchdehnung von 1 bis 10%, insbesondere mit einer Bruchdehnung von ≥ 2% und mit einer Zugfestigkeit von mehr als 50 MPa, insbesondere mehr als 80 MPa. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, einen mineralischen Füllstoff, insbesondere Langglasfasern mit einem Durchmesser von > 0,2 mm vorzusehen. Ebenfalls können Kurzfasern verwendet werden. Beispielsweise kann als Füllstoff ein Material auf Kohlenstoffbasis, insbesondere Graphit, verwendet werden. Bei Verwendung von Langglasfasern ist bei einem Polymerwerkstoff eine Zugfestigkeit von über 140 MPa bei einer Bruchdehnung von 2% möglich. Bei Verwendung von Kurzglasfasern kann beispielsweise ein Polymerwerkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von 5 W/(m·K) vorgesehen werden, der eine Zugfestigkeit von etwa 70 MPa und eine Bruchdehnung von unter 1% aufweist, wobei als Füllstoff ein Material auf Kohlenstoffbasis verwendet wird. Die Verwendung von Kurzfasern führt allerdings zu einem nahezu doppelt so teuren Kunststoffmaterial im Vergleich zur Verwendung von Langglasfasern, so dass im Hinblick auf eine Kostenersparnis die Verwendung von Langglasfasern bevorzugt wird, insbesondere auch im Hinblick auf die mögliche höhere Zugfestigkeit. Im Hinblick auf einen dauerhaften Kontakt mit einer wässrigen Harnstofflösung, wie AdBlue®, eignet sich als Füllstoff ein mineralisches Material bzw. ein Material auf mineralischer Basis, das eine ausreichende Stabilität gegenüber einer Dauerbeanspruchung mit diesem Stoff aufweist. Wie bereits erwähnt, kann alternativ oder ggf. zusätzlich zu der Verwendung von Kunststoffmaterial ein Metall als wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Material verwendet werden, insbesondere Edelstahl, was sich beim Durchleiten von deionisiertem Wasser bei der Anwendung bei Brennstoffzellen als besonders geeignet erweist.As a material for the at least partially made of thermally conductive and heat-conducting material line connector is particularly suitable a thermally conductive material having an elongation at break of 1 to 10%, in particular with an elongation at break of ≥ 2% and with a tensile strength of more than 50 MPa, in particular more than 80 MPa. It proves to be particularly advantageous to provide a mineral filler, in particular long glass fibers with a diameter of> 0.2 mm. Also, short fibers can be used. For example, a carbon-based material, in particular graphite, can be used as the filler. When using long glass fibers, a tensile strength of more than 140 MPa with a breaking elongation of 2% is possible for a polymer material. When short glass fibers are used, for example, a polymer material having a thermal conductivity of 5 W / (m.K) can be provided, which has a tensile strength of about 70 MPa and an elongation at break of less than 1%, using as the filler a carbon-based material. The use of short fibers, however, leads to an almost twice as expensive plastic material compared to the use of long glass fibers, so that in view of cost savings, the use of long glass fibers is preferred, especially with regard to the possible higher tensile strength. For permanent contact with an aqueous urea solution, such as AdBlue ® , the filler is a mineral or mineral-based material that has sufficient stability against prolonged exposure to this substance. As already mentioned, alternatively or optionally in addition to the use of plastic material, a metal as thermally conductive or thermally conductive material are used, in particular stainless steel, which proves to be particularly suitable when passing deionized water when used in fuel cells.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben.For further explanation of the invention embodiments of this will be described in more detail below with reference to the drawings.
Diese zeigen in:These show in:
In
An dem Kupplungsabschnitt
In
In
Ein sich an den Winkelabschnitt
Zum Isolieren und zum äußeren Schutz auch des mit dem Leitungsanschlussabschnitt
Auch bei der Ausführungsform des Leitungsverbinders
Im Übergangsbereich von Kupplungsabschnitt zum Winkelabschnitt
Die
Die Wandstärke w des Leitungsverbinders insbesondere im Kupplungsbereich kann 2 bis 5 mm betragen, wobei die größte Wandstärke im Bereich einer flanschartigen Auskragung
Die Befestigungsclips
Der Leitungsverbinder
Insbesondere der den Anschlussabschnitt
Die
Es sind auch andere Verschaltungen der Heizlitzen zum elektrischen Kontaktieren von diesen möglich.There are also other interconnections of the heating strands for electrically contacting them possible.
Wie
Bei der Ausführungsform der konfektionierten Medienleitung
In
Anstelle des Anordnens der Heizlitzen
Die Heizlitzen können entlang der Medienleitung bspw. mit einer Steigung s von 15 bis 35 mm, insbesondere 20 bis 25 mm, angeordnet werden. Hierdurch ist ein sicherer Halt auch bei Krümmen der Leitung bei der späteren Montage bspw. in einem Fahrzeug, ebenso möglich wie eine sehr gute Beheizung des innerhalb der Medienleitung geführten Mediums möglich.The heating strands can be arranged along the media line, for example, with a pitch s of 15 to 35 mm, in particular 20 to 25 mm. In this way, a secure hold even when curving the line in the subsequent assembly, for example. In a vehicle, as possible as possible a very good heating of the guided medium within the media line medium.
In
Wie
Als Material für den Leitungsverbinder bzw. insbesondere den wärmeleitfähigen Teil des Leitungsverbinders eignet sich ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 bis 20 W/(m·K) insbesondere 1 bis 7 W/(m·K). Ferner erweist es sich als vorteilhaft, ein Material zu verwenden, das eine Bruchdehnung von 1 bis 10%, insbesondere eine Bruchdehnung von etwa 2% aufweist. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit wird durch einen möglichst hohen Füllstoffanteil erzielt, der jedoch die mechanischen Eigenschaften, insbesondere von Kunststoff, stark verschlechtert, so dass Kunststoff sehr spröde wird und seine Festigkeit abnimmt. Daher wird ein guter Kompromiss zwischen der gewünschten hohen Wärmeleitfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften ausgewählt. Als Füllstoff eignen sich vor allem mineralische Füllstoffe, wie Langglasfasern oder Kurzglasfasern. Beispielsweise kann ein Polymer PA66 mit Langglasfasern als Füllstoff verwendet werden, das eine Zugfestigkeit von etwa 145 MPa und eine Bruchdehnung von 2% aufweist, wie bspw. Star-Therm® WG A-2 der Firma EPIC Polymers Ltd., Kaiserslautern. Ebenfalls eignet sich, da sehr gut leitend, ein Polymer PA66 mit Kurzglasfasern als Füllstoff auf Kohlenstoffbasis (Graphite) mit einer Zugfestigkeit von 60 MPa und einer Bruchdehnung von 0,9%, bspw. das Produkt Alcom PA66 910/30.1 GF15 TCE5 der Firma ALBIS Plastic GmbH. Auch andere wärmeleitfähige Materialien eignen sich zur Herstellung des Leitungsverbinders, insbesondere auch Materialkombinationen.As material for the line connector or in particular the thermally conductive part of the line connector is a material having a thermal conductivity of 1 to 20 W / (m · K), in particular 1 to 7 W / (m · K). Furthermore, it proves to be advantageous to use a material having an elongation at break of 1 to 10%, in particular an elongation at break of about 2%. A high thermal conductivity is achieved by the highest possible proportion of filler, but the mechanical properties, especially of plastic, greatly deteriorates, so that plastic is very brittle and decreases its strength. Therefore, a good compromise is chosen between the desired high thermal conductivity and good mechanical properties. Suitable fillers are, in particular, mineral fillers, such as long glass fibers or short glass fibers. For example, a polymer PA66 with long glass fibers can be used as a filler, which has a tensile strength of about 145 MPa and an elongation at break of 2%, such as. Star-Therm ® WG A-2 from EPIC Polymers Ltd., Kaiserslautern. Also suitable, since very highly conductive, a polymer PA66 with short glass fibers as carbon-based filler (graphite) with a tensile strength of 60 MPa and an elongation at break of 0.9%, eg. The product Alcom PA66 910 / 30.1 GF15 TCE5 ALBIS Plastic GmbH. Other thermally conductive materials are suitable for the production of the line connector, in particular also material combinations.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsvarianten von Leitungsverbindern und konfektionierten Medienleitungen mit solchen Leitungsverbindern können noch zahlreiche weitere gebildet werden, bei denen jeweils der Leitungsverbindern zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material besteht, wobei in den Körper des Leitungsverbinders keine Heizelemente eingebettet sind. Insbesondere können beliebige Kombinationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten vorgesehen werden.In addition to the embodiments described above and shown in the drawings of line connectors and ready-made media lines with such line connectors numerous other can be formed in which each of the line connectors at least partially made of a thermally conductive or thermally conductive material, wherein embedded in the body of the line connector no heating elements are. In particular, any combinations of the embodiments described above can be provided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Leitungsverbinder, geradeLine connector, straight
- 22
- Medienleitungmedia line
- 33
- Befestigungsclipmounting clip
- 44
- Leitungsverbinder, abgewinkeltCable connector, angled
- 55
- Kapselungencapsulation
- 77
- konfektionierte Medienleitungready made media line
- 88th
- Leitungsverbinderline connectors
- 99
- Heizelementheating element
- 1010
- LeitungsanschlussabschnittConduit connection section
- 1111
- hülsenförmiger steckerartiger Teilsleeve-shaped plug-like part
- 1212
- äußerer hülsenförmiger Teilouter sleeve-shaped part
- 1313
- Zwischenraumgap
- 1414
- innere Durchgangsöffnunginner passage opening
- 1515
- Kupplungsabschnittcoupling section
- 1616
- wärmeleitendes/wärmeleitfähiges Hülsenelementthermally conductive / thermally conductive sleeve element
- 1717
- hülsenförmiger steckerartiger Teilsleeve-shaped plug-like part
- 1818
- auskragender flanschartiger Teilprojecting flange-like part
- 1919
- innere Durchgangsöffnunginner passage opening
- 2020
- Wellrohrcorrugated pipe
- 2121
- Befestigungsclipmounting clip
- 2222
- Mantelcoat
- 2323
- Klebe- bzw. GewebeklebebandAdhesive or tissue adhesive tape
- 3030
- Befestigungsabschnittattachment section
- 4040
- wärmeleitendes/wärmeleitfähiges Hülsenelementthermally conductive / thermally conductive sleeve element
- 4141
- innere Durchgangsöffnunginner passage opening
- 4242
- Winkelabschnittangle section
- 4343
- Steckabschnittplug-in section
- 4444
- Kupplungsabschnittcoupling section
- 4545
- ZentrieransatzSpigot
- 4646
- flanschartige Auskragungflange-like projection
- 4747
- Kupplungsabschnittcoupling section
- 4848
- Anschlussabschnittconnecting section
- 4949
- Nutgroove
- 5050
- Luftspaltair gap
- 6060
- innerer wärmeleitfähiger Teilinner thermally conductive part
- 6161
- äußerer isolierender Teilouter insulating part
- 6262
- innere Durchgangsöffnunginner passage opening
- 6363
- Kupplungsabschnittcoupling section
- 6464
- Anschlussbereichterminal area
- 8080
- seitlich abzweigender Anschlussabschnittlaterally branching connection section
- 8181
- Stiftpen
- 8282
- Stiftpen
- 9090
- erste Heizlitzefirst heating strand
- 9191
- zweite Heizlitzesecond heating strand
- 9292
- dritte Heizlitzethird heating strand
- 9393
- Verbindungs-/CrimpstelleConnection / crimping
- 9494
- Verbindungs-/CrimpstelleConnection / crimping
- 9595
- KaltleiterPTC
- 9696
- KaltleiterPTC
- 9797
- Steckerplug
- 9898
- Verbindungs-/CrimpstelleConnection / crimping
- 100100
- Nutgroove
- 142142
- Nutgroove
- 146146
- Auskragungprojection
- 190190
- EndeThe End
- 191191
- EndeThe End
- 192 192
- EndeThe End
- 193193
- EndeThe End
- 242242
- Ripperib
- 243243
- Nutgroove
- WW
- WandstärkeWall thickness
- SS
- Steigungpitch
- WEWE
- WärmeeinkopplungsbereichWärmeeinkopplungsbereich
- WTWT
- WärmetransportbereichHeat transfer area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2102464 B1 [0003, 0007] EP 2102464 B1 [0003, 0007]
- WO 2006/018384 A1 [0013] WO 2006/018384 A1 [0013]
Claims (17)
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---|---|---|---|
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US14/351,185 US9791086B2 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-11 | At least partially heatable line-connector for a heatable media line, and an assembled media line comprising such a line-connector |
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EP12778044.3A EP2766651B1 (en) | 2011-10-14 | 2012-10-11 | Assembled media line comprising at least a heatable media line and at least a partially heatable line-connector |
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DE102011115890A8 DE102011115890A8 (en) | 2014-07-17 |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
WO2006018384A1 (en) | 2004-08-16 | 2006-02-23 | Voss Automotive Gmbh | Plug connection for fluid lines |
EP2102464B1 (en) | 2006-12-20 | 2010-07-28 | Robert Bosch GmbH | Method for transporting fluid media at low temperatures |
-
2011
- 2011-10-14 DE DE102011115890A patent/DE102011115890A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006018384A1 (en) | 2004-08-16 | 2006-02-23 | Voss Automotive Gmbh | Plug connection for fluid lines |
EP2102464B1 (en) | 2006-12-20 | 2010-07-28 | Robert Bosch GmbH | Method for transporting fluid media at low temperatures |
Also Published As
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DE102011115890A8 (en) | 2014-07-17 |
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