DE102014115445A1

DE102014115445A1 - Verwendung einer Medienleitung

Info

Publication number: DE102014115445A1
Application number: DE102014115445.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Zielke; Bernd Rietsch; Lutz Görmer; Jörg Müller; Michael Weber; Jürgen Damberg; Peter Michels; Michael Schöbel
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Medienleitung (1) mit einer Schlauchleitung (2) zum Medientransport, mindestens einem schraubenförmig um die Schlauchleitung (3) gewickelten elektrischen Heizdraht (4) zur Beheizung des Mediums (1) in der Schlauchleitung (3), einer den Heizdraht (4) umgebenden Wärmedämmschicht (5) aus einem elektrisch isolierenden elastischen Material und einer die Wärmdämmschicht (5) umgebenden flexiblen Schutzschicht (6) aus geflochtenen und/oder gewickelten Filamenten (7). Erfindungsgemäß wird die Medienleitung zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung (2) in einem Kraftfahrzeug verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Medienleitung zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung in einem Kraftfahrzeug.
Harnstoff-Wasser-Lösungen, beispielsweise genormt nach DIN 70070 und CEFIC (European Chemical Industry Council) werden z.B. in Verbrennungsabgase von Fahrzeugen, insbesondere Dieselmotoren, zugegeben, um vor allem die Stickstoffoxid-Emissionen zu senken und die damit immer weiter steigenden Anforderungen der Abgasvorschriften zu erfüllen. Für die Leitung der Harnstoff-Wasser-Lösung aus einem Tank zur Einspritzung in die Verbrennungsgase ist in der Regel eine Temperierungsmöglichkeit der zumeist aus einem Polymermaterial bestehenden Schlauchleitung erforderlich, weil die Harnstoff-Wasser-Lösung aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung den Nachteil hat, dass sie bei ca. –11°C ausflockt bzw. gefriert. Daher ist in aller Regel die Schlauchleitung beheizbar ausgebildet, wobei insbesondere bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeuges bei sehr niedrigen Außentemperaturen ein schnelles Auftauen der in der Schlauchleitung stehenden, gefrorenen Harnstoff-Wasser-Lösung sichergestellt sein muss.
Eine Medienleitung zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung ist beispielsweise aus der EP 1 985 908 B1 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebene Schlauchleitung weist eine äußere Schutzumhüllung aus einem Wellrohr auf, um einerseits die beheizte Schlauchleitung thermisch abzuschirmen und andererseits diese insbesondere gegen mechanische Einwirkung von außen zu schützen. Um diese Medienleitung anforderungsgerecht in einem Fahrzeug verbauen zu können, muss diese zum Teil mit sehr engen Radien verlegt werden. Das steife Wellrohr, welches die Schlauchleitung umgibt, muss hierzu erwärmt werden, um die gewünschte plastische Verformung des Wellrohres sicherzustellen. Dieser Vorgang ist vergleichsweise aufwendig.
Aus der EP 2 184 524 A2 ist ferner eine Schlauchleitung bekannt, welche im Rahmen der Automation, wie z.B. an Robotern, zum Einsatz kommt bekannt, ebenfalls beheizbar ist und eine äußere Ummantelung aus einem Geflecht aufweist. Das Geflecht überdeckt ein – schichtförmiges Heizelement, welches aus einem mit Kohlenstoff dotierten Kunststoff besteht. Die Dotierung mit Kohlenstoff gewährleistet hierbei die gewünschten elektrisch leitenden Eigenschaften dieser Schicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Medienleitung zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welche sich einfach und kostengünstig auch mit engen Biegeradien am Fahrzeug montieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Verwendung einer Medienleitung, mit

– einer Schlauchleitung zum Medientransport,
– mindestens einen schraubförmig um die Schlauchleitung gewickelten elektrischen Heizdraht zur Beheizung des Mediums in der Schlauchleitung,
– einer den Heizdraht umgebenden Wärmedämmschicht aus einem elektrisch isolierenden elastischen Material und
– einer die Wärmedämmschicht umgebenden flexiblen Schutzschicht aus geflochtenen und / oder gewickelten Filamenten

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass für den konkreten Einsatzzweck des Transportes einer Harnstoff-Wasser-Lösung in einem Kraftfahrzeug auf ein steifes, für eine Umformung stets zu erwärmendes Wellrohr verzichtet werden kann, indem man um die Wärmedämmschicht der in der Regel polymeren Schlauchleitung eine flexible Schutzschicht aus geflochtenen und / oder gewickelten Filamenten vorsieht. Diese außenseitige Flechtung gewährleistet einerseits den erforderlichen mechanischen Schutz der Harnstoff-Wasser-Leitung und andererseits ein hohes Maß an Flexibilität, so dass die Schlauchleitung ohne jegliches Erwärmen auch mit sehr engen Radien am Fahrzeug verlegt werden kann. Der gemäß dem Stand der Technik stets erforderliche Aufwärmvorgang für die äußere, steife Ummantelungsschicht entfällt folglich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre vollständig.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung besteht die Wärmedämmschicht aus Flüssig-Silikon, auch LSR genannt (liquid silicone rubber). Alternativ kann auch ein PP mit vernetzten EPDM-Anteilen verwendet werden. Diese Materialien besitzen einerseits gute Wärmedämmeigenschaften und andererseits ein hohes Maß an Flexibilität, so dass der Gesamtverbund der Medienleitung problemlos ohne Erwärmung verformt werden kann.
Die Filamente der Schutzschicht bestehen zweckmäßigerweise aus Polyamid (PA). Hierdurch ist es möglich, die Medienleitung insbesondere auch in Bereichen zu verlegen, die einer sehr hohen Temperaturbelastung ausgesetzt sind. So kann beispielsweise PA bei Temperaturen von bis zu 180 °C im Dauerbetrieb eingesetzt werden. Die Filamente der flexiblen Schutzschicht ermöglichen ferner eine Glättung der „unruhigen“ Oberfläche, welche durch die schraubenförmig um die Schlauchleitung gewickelten elektrischen Heizdrähte hervorgerufen wird. Die Flechtung bzw. Wicklung kann eine solche Unebenheit aufgrund ihrer Flexibilität problemlos kompensieren.
Die Flechtungs- und / oder Wicklungsstränge der Schutzschicht können jeweils aus mindestens einem, vorzugsweise mehreren parallel nebeneinander angeordneten, Mono-Filament/en bestehen und hierbei jeweils ein flaches Band bilden, welches mit einer Breitseite zumindest bereichsweise flächig auf der darunterliegenden Oberfläche aufliegt. Hierdurch sind besonders flexible Eigenschaften der Schutzschicht gewährleistet. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die Stränge dergestalt miteinander zu verflechten, dass ein Stang jeweils zweimal unter und darauffolgend zweimal über die kreuzenden Stränge geführt wird. Dies ist hinsichtlich der Flexibilität der Schutzschicht ebenfalls vorteilhaft.
Die Flechtung und / oder die Wicklung der Schutzschicht kann geschlossen ausgebildet sein, so dass sie die darunterliegende Schicht, insbesondere die Wärmedämmschicht, vollständig bedeckt. Hierdurch ist ein geschlossener mechanischer Schutz möglich. Alternativ hierzu liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass die Flechtung und / oder die Wicklung der Schutzschicht offen ausgebildet ist, also die darunterliegende Schicht teilweise sichtbar bleibt. Hierdurch können Materialeinsparungen realisiert werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es darüber hinaus auch, dass die Schutzschicht die äußerste Schicht der Medienleitung bildet.
Zweckmäßigerweise wird die Medienleitung, wie eingangs bereits erläutert, bei ihrer Montage am Kraftfahrzeug ohne Erwärmung verbogen, um sie an ihre entsprechende Einbaugeometrie anzupassen. Gegenüber dem Stand der Technik, wie er insbesondere in der EP 1 985 908 B1 beschrieben ist, ergeben sich hierdurch erhebliche montagetechnische Vereinfachungen.
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass an mindestens einem Schlauchleitungsende ein Konnektor zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung an ein Aggregat vorgesehen ist. Bei diesem Aggregat kann es sich beispielsweise um einen Vorratsbehälter für die Harnstoff-Wasser-Lösung oder aber auch um eine weitere Medienleitung handeln. Zweckmäßigerweise ist zur Beheizung des Konnektors eine den Konnektor umgreifende Konnektor-Heizvorrichtung vorgesehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine erfindungsgemäß Medienleitung in einer Seitenansicht,
2 einen Querschnitt durch die Medienleitung gemäß 1,
3 einen Ausschnitt aus einer dreidimensionalen Draufsicht auf die Medienleitung und
4 eine dreidimensionale Ansicht eines mit einem Konnektor versehenen Endes der Medienleitung.
Die 1 zeigt eine Medienleitung 1 zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung 2 in einem Kraftfahrzeug. Die Medienleitung 1 weist als innerste Schicht eine Schlauchleitung 3 zum Medientransport auf. Um die Schlauchleitung 3 sind zwei elektrische Heizdrähte 4 zur Beheizung des Mediums 2 in der Schlauchleitung 3 vorgesehen, wobei die Heizdrähte 4 schraubenförmig um die Schlauchleitung 3 gewickelt sind. Die beiden Heizdrähte 4 sind an eine nicht näher dargestellte elektrische Stromquelle angeschlossen und von einer Wärmedämmschicht 5 aus einem elektrisch isolierenden elastischen Material umgeben. Die Wärmedämmschicht 5 wiederum ist von einer flexiblen Schutzschicht 6 aus geflochtenen Filamenten 7 (s. 3) umgeben.
Die 2 zeigt einen Querschnitt durch die in 1 dargestellte Medienleitung 1. Die Wärmedämmschicht 5 besteht im Ausführungsbeispiel aus Flüssig-Silikon, LSR genannt (Liquid Silicone Rubber). Die Filamente 7 der Schutzschicht 6 bestehen aus Polyamid.
Wie der 3 zu entnehmen ist, bestehen die Flechtungsstränge 8 der Schutzschicht 6 jeweils aus mehreren parallel nebeneinander angeordneten Mono-Filamenten 7 und bilden hierdurch jeweils ein flaches Band, welches mit seiner Breitseite flächig auf der darunterliegenden Oberfläche der Wärmedämmschicht 5 aufliegt. Die Stränge 8 sind, wie der 3 ebenfalls zu entnehmen ist, derart miteinander verflochten, dass ein Strang 8 jeweils zweimal unter und darauffolgend zweimal über die kreuzenden Stränge 8 geführt wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Flechtung der Schutzschicht 6 offen ausgebildet, so dass Bereiche der darunterliegenden Wärmedämmschicht 5 nach außen hin sichtbar bleiben. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch insbesondere aber auch, stattdessen eine geschlossene Flechtung der Schutzschicht 6 vorzunehmen, welche die darunterliegende Wärmedämmschicht 5 vollständig bedeckt.
Die in den 1 bis 3 beschriebene Medienleitung 1 kann bei ihrer Montage am Kraftfahrzeug ohne Erwärmung verbogen werden, um sie an ihre entsprechende Einbaugeometrie anzupassen. Dies ist aufgrund der Flexibilität der LSR-Wärmedämmschicht 5 sowie der äußeren umflochtenen Schutzschicht 6 möglich. Die Schlauchleitung 3 besteht im Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Polyamid (PA). Den 1 und 2 ist zu entnehmen, dass die Schutzschicht 6 die äußerste Schicht der Medienleitung 1 bildet.
Wie der 4 zu entnehmen ist, ist an einem Schlauchleitungsende der Medienleitung 1 ein Konnektor 9 zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung 3 an ein Aggregat vorgesehen. Zur Beheizung des Konnektors 9 ist eine den Konnektor 9 umgreifende Konnektor-Heizvorrichtung 10 vorgesehen, welche, analog zu den elektrischen Heizdrähten 4, an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1985908 B1 [0003, 0012]
EP 2184524 A2 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 70070 [0002]

Claims

Verwendung einer Medienleitung (1) mit – einer Schlauchleitung (2) zum Medientransport, – mindestens einem schraubenförmig um die Schlauchleitung (3) gewickelten elektrischen Heizdraht (4) zur Beheizung des Mediums (1) in der Schlauchleitung (3), – einer den Heizdraht (4) umgebenden Wärmedämmschicht (5) aus einem elektrisch isolierenden elastischen Material und – einer die Wärmdämmschicht (5) umgebenden flexiblen Schutzschicht (6) aus geflochtenen und/oder gewickelten Filamenten (7) zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung (2) in einem Kraftfahrzeug.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Wärmedämmschicht (5) aus LSR (liquid silicone rubber) oder einem PP mit vernetzten EPDM-Anteilen besteht.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filamente (7) der Schutzschicht (6) aus Polyamid (PA) bestehen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Flechtungs- und/oder Wicklungsstränge (8) der Schutzschicht (6) jeweils aus mindestens einem, vorzugsweise mehreren parallel nebeneinander angeordneten, Mono-Filament/en (7) bestehen und hierbei jeweils ein flaches Band bilden, welches mit einer Breitseite zumindest bereichsweise flächig auf der darunter liegenden Oberfläche aufliegt.
Verwendung nach Anspruch 4, wobei die Flechtungsstränge (8) dergestalt miteinander verflochten sind, dass ein Strang (8) jeweils zweimal unter und darauffolgend zweimal über die kreuzenden Stränge (8) geführt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Flechtung und/oder die Wicklung der Schutzschicht (6) geschlossen ausgebildet ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schutzschicht (6) die äußerste Schicht der Medienleitung (1) bildet.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Medienleitung (1) bei ihrer Montage am Kraftfahrzeug ohne Erwärmung verbogen wird, um sie an ihre entsprechende Einbaugeometrie anzupassen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an mindestens einem Schlauchleitungsende ein Konnektor (9) zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung (3) an ein Aggregat vorgesehen ist.
Verwendung nach Anspruch 9, wobei zur Beheizung des Konnektors (9) eine den Konnektor (9) umgreifende Konnektor-Heizvorrichtung (10) vorgesehen ist.