DE102014226361A1

DE102014226361A1 - Schnittstellenanordnung

Info

Publication number: DE102014226361A1
Application number: DE102014226361.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Kiontke; Patrick Bauer; Andreas Doeffinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Es wird eine Schnittstellenanordnung (2) zum Betreiben einer mindestens eine hydraulische Komponente (16) aufweisenden mechatronischen Anordnung (10), mit mindestens einer elektrischen Schnittstelle (28) zur elektrischen Kontaktierung der elektrisch betreibbaren hydraulischen Komponente und/oder weiterer elektrisch zu kontaktierender Komponenten (20) der mechatronischen Anordnung vorgeschlagen, mit mindestens einer hydraulischen Schnittstelle (26) für die hydraulische Komponente, wobei die elektrische Schnittstelle elektrische Leitungsbahnen (42, 43, 60, 61) aufweist, wobei mindestens eine elektrische Leitungsbahn (43) der elektrischen Schnittstelle derart angeordnet und ausgebildet ist, daß bei Bestromung der Leitungsbahn Wärme auf einen wärmebedürftigen Bereich, insbesondere die hydraulische Schnittstelle (26), übertragen (52) wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Schnittstellenanordnung zum Betreiben einer mindestens eine hydraulische Komponente aufweisenden mechatronischen Anordnung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Solche Schnittstellenanordnungen sind schon an sich aus der DE 102010062985 bekannt, bei denen aber ein großer Heizkörper im flüssigkeitsführenden Bereich der Anordnung vorgesehen ist, um ein Auftauen zu gewährleisten.
Weiterhin ist aus der nachveröffentlichten DE 102014211251 bekannt, hydraulische und elektrische Anschlüsse eines von unten in einem Tank montierbaren Tankfördermoduls gemeinsam in einer Ebene außerhalb des Tanks anzuordnen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Schnittstellenanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß an sich ohnehin vorhandene elektrische Leitungsbahnen zur Kontaktierung mechatronischer Komponenten zur Beheizung eines hydraulischen Anschlusses eingesetzt werden können.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Schnittstellenanordnung möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 die perspektivische Ansicht eines Versorgungsmoduls eines Abgasnachbehandlungssystems,
2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Adapterplatte,
3 ein Stanzgitter und
4 ein weiteres Stanzgitter.
Ausführungsformen der Erfindung
Der Darstellung gemäß 1 ist ein Versorgungsmodul 10 zu entnehmen, das einen quaderförmig ausgebildeten Filter 12 aufweist. Das Versorgungsmodul 10 umfasst ferner ein Förderaggregat 16, mit welchem angesaugter Betriebs-/Hilfsstoff über einen hydraulischen Anschluss 26 einem in 1 nicht dargestellten Dosiermodul eines Abgasnachbehandlungssystems zugeführt wird. Des Weiteren umfasst das Versorgungsmodul 10 gemäß der perspektivischen Darstellung in 1 eine Heizung 18, die mehrere Heizdrahtwindungen 20 aufweist, die um einen Filterkörper des Filters 12 herumgewickelt sind. Das Filter 12 und das Förderaggregat 16 sind auf der Oberseite eines Trägerkörpers 24, welcher beispielsweise als Spritzgusskunststoffbauteil gefertigt ist, aufgenommen. Die Heizung 18, mehrere Heizdrahtwindungen 20 umfassend, ist über elektrische Anschlüsse 22 elektrisch kontaktiert und mit einem in 1 nicht dargestellten Steuergerät verbunden, welches im Bereich einer als Adapterplatte 25 ausgebildeten Schnittstellenanordnung angeordnet sein kann, welche unterhalb des Trägerkörpers 24 am Trägerkörper befestigt ist, beispielsweise durch Verschrauben oder durch Anklemmen, z.B. mit Befestigungsklammern. Die Adapterplatte 25 weist neben dem hydraulischen Anschluss 26 mindestens einen weiteren Anschlussstecker 28 bzw. weitere Anschlußstecker insbesondere zur elektrischen Kontaktierung bzw. Stromversorgung beispielsweise der Pumpe oder des Steuergeräts auf.
Dieses System besteht also aus zwei Hauptkomponenten, dem Trägerkörper 24 zur Aufnahme einer nicht näher dargestellten Füllstands- bzw. Qualitätssensorik, der Heizung 18 und der Pumpe bzw. dem Förderaggregat 16, sowie der Adapterplatte 25 zur Aufnahme des Steuergeräts bzw. von Elektronik und der hydraulischen bzw. elektrischen Schnittstellen 26 bzw. 28. Das Versorgungsmodul kann von unten in eine im Bodenbereich eines Tanks für eine wässrige Harnstofflösung vorgesehene Öffnung fluiddicht eingesetzt und montiert werden, um die Harnstofflösung bedarfsgerecht aus dem Tank zum Zwecke der Abgasnachbehandlung herauszupumpen.
Besonders die hydraulische Schnittstelle 26 ist in diesem Zusammenhang hinsichtlich einer Beheizbarkeit besonders zu erwähnen. Hierzu ist eine geschickte Kopplung zwischen einer elektrischen Schnittstelle 28 und der hydraulischen Schnittstelle 26 vorgesehen dergestalt, daß im Bereich der Adapterplatte 25 ein Wärmeübertrag 52, wie in 2 dargestellt, von der elektrischen Schnittstelle 28 zur hydraulischen Schnittstelle 26 hin stattfinden kann. 2 zeigt hierbei im Einzelnen eine Draufsicht auf einen Ausschnitt 2 einer nicht am Trägerkörper 24 montierten Adapterplatte 25. Der hydraulische Anschluß bzw. die hydraulische Schnittstelle 26 durchquert den Rand- bzw. Abschlußbereich 3 der Adapterplatte und weist in der Verlängerung innerhalb der Adapterplatte eine Druckleitung 40 auf, die nach oben senkrecht abwinkelt und zum Druckleitungsstutzen 41 führt. An diesen Druckleitungsstutzen ist das Förderaggregat 16 anschließbar, welches einen entsprechend eingerichteten, nicht näher dargestellten Anschlußstutzen aufweist, welcher nach Montage der Adapterplatte auf die Unterseite des Trägerkörpers fluiddicht auf dem Druckleitungsstutzen 41 aufsitzt. Die elektrische Schnittstelle 28 weist einen Steckerbereich 46 auf, zu dem mit Strom bzw. Spannung beaufschlagbare als Stanzgitter 42, 43 ausgeführte Leitungsbahnen führen. Hierbei sind exemplarisch nur zwei Stanzgitter-Leitungsbahnen 42 und 43 dargestellt. Diese und andere Leitungsbahnen, im Bereich der elektrischen Anschlussstelle 28 im Wesentlichen parallel verlaufend, führen zu Platinen-Anschlussstellen 44 bzw. 45. Hierbei knicken sie in geeigneter Weise winklig ab, um nach Durchqueren des Randbereichs 3 der Adapterplatte mit den Platinen-Anschlusstellen in festem elektrischen Kontakt stehen zu können. Die Stanzgitter-Leitungsbahnen sind hierbei gestrichelt dargestellt, weil sie im Inneren der Anschlussstelle 28 bzw. unterhalb der Platine 48 angeordnet sind, auf der sich die Platinen-Anschlussstellen sowie elektronische Bauteile 50 befinden. Durch die Nähe der Stanzgitterleitungsbahn 43 im Bereich der Platine 48 zum Druckleitungsstutzen 41 kann dieser bzw. die hydraulische Anschlussstelle durch einen Einsatz der ohnehin vorhandenen, als elektrischer Anschluß dienenden Stanzgitterleitungsbahn 43 als Ohmsches Heizelement elektrisch beheizt werden (Wärmeeintrag 52), ohne daß eine separate elektrische Heizung erforderlich ist. Ein unter Umständen nur geringer Wärmeeintrag allein vom Trägerkörper 24 bzw. einer darauf befindlichen Heizung 18 bzw. von dem gegebenenfalls beheizbaren Förderaggregat 16 kann nämlich gegebenenfalls nicht ausreichen, um die hydraulische Schnittstelle eisfrei zu halten bzw. zügig aufzutauen; dies hängt mit der nach unten gesetzten Lage und der damit verbundenen räumlichen Trennung der hydraulischen Schnittstelle von den geheizten Bauteilen bzw. gegebenenfalls ebenfalls vorhandenen, oberhalb des Trägerkörpers 24, also auf der der Adapterplatte abgewandten Seite des Trägerkörpers angeordneten, nicht näher dargestellten weiteren Heizelementen zusammen.
Durch den zweiteiligen Aufbau von Adapterplatte und Träger ergibt sich also ein langer Druckstutzen mit einem relativ hohen Flüssigkeitsvolumen an wässriger Harnstofflösung im Inneren. Dieses Volumen ist so groß, dass es unter Umständen nicht mit der Abwärme der auf dem Trägerkörper 24 befindlichen Bauteile aufgeheizt werden kann. Die Erfindung gewährleistet eine Einleitung von Wärme in den Druckleitungsstutzen 41 und stellt ein gefordertes Auftauverhalten sicher. Dabei werden zusätzliche Bauteile und Baugruppen vermieden und ein kostengünstiges Heizkonzept dargestellt.
3 zeigt eine Gruppierung von Stanzgitter-Leitungsbahnen, also ein Stanzgitter 60, von der in 2 bereits die Leitungsbahnen 42 und 43 exemplarisch dargestellt sind. Die räumliche Anordnung der Leitungsbahnen, insbesondere der Leitungsbahn 43, sowie der Anschlussstellen 44 für die Elektronik auf der Platine 48 an das Stanzgitter, insbesondere der Anschlussstelle 45, ist so gewählt, daß einerseits eine direkte Verbindung des Stanzgitters vom Stecker 46 durch die Adapterplatte hin zur Elektronik erfolgen und daß andererseits im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die geometrische Nähe der Leitungsbahn 43 zum Druckleitungsstutzen 41 bei durch die Leitungsbahn 43 fließendem Strom gleichzeitig beispielsweise als Nebeneffekt auch der Druckleitungsstutzen bzw. die Druckleitung 40 bzw. der hydraulische Anschluß 26 beheizt werden kann. Um also Wärme in kritische Bereiche, insbesondere die Übergabestelle der Pumpe zum Topf, also dem Gegenstück der Pumpe zum Druckleitungsstutzen sowie den Druckleitungsstutzen, einzutragen, ist eine geeignete geometrische Anordnung der Stanzgitterbahnen vorgesehen.
Alternativ oder in Kombination mit einem angepaßten Stanzgitter-„Layout“ kann nahe den Bereichen, zu denen Wärme abgegeben werden soll, der Querschnitt einer nahegelegenen bzw. nahegelegener Stanzgitter-Leitungsbahnen so angepaßt werden, dass die erzeugte Verlustleistung bzw. Ohmsche Wärme ausreichend groß ist. Die Anpassung des Stanzgitterquerschnitts ist beispielhaft in 4 in Form eines Stanzgitters 61 dargestellt, bei dem eine Leitungsbahn in einem Bereich 63 einen lokal verringerten Querschnitt zur gezielten Erzeugung von Wärmeenergie aufweist. Eine solche Verengung kann vorzugsweise auch das in 3 dargestellte Stanzgitter 60 an der Leitungsbahn 43 aufweisen, die nahe des wärmeeintragsbedürftigen Druckleitungsstutzens 41 angeordnet ist, wie in 2 gezeigt.
Eine derartig gestaltete Adapterplatte kann bereits durch die Zuleitung der Versorgungspins zur Platine in den kritischen Bereichen Wärmeenergie abgeben. Dadurch ist es nicht notwendig, zusätzliche Bauteile oder Heizelemente vorzusehen. Zur Auslegung dieses „Heiz-Stanzgitters“ muss die benötigte Heizleistung bestimmt werden, die in den kritischen Bereichen zum sicheren Auftauen benötigt wird. Danach erfolgt die entsprechende Auslegung des Stanzgitterquerschnittes, damit die entsprechende Wärmeleistung in dem kritischen Bereich abgegeben wird.
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

DE 102010062985 [0002]
DE 102014211251 [0003]

Claims

Schnittstellenanordnung (2) zum Betreiben einer mindestens eine hydraulische Komponente (16) aufweisenden mechatronischen Anordnung (10), mit mindestens einer elektrischen Schnittstelle (28) zur elektrischen Kontaktierung der elektrisch betreibbaren hydraulischen Komponente und/oder weiterer elektrisch zu kontaktierender Komponenten (20) der mechatronischen Anordnung, mit mindestens einer hydraulischen Schnittstelle (26) für die hydraulische Komponente, wobei die elektrische Schnittstelle elektrische Leitungsbahnen (42, 43, 60, 61) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine elektrische Leitungsbahn (43) der elektrischen Schnittstelle derart angeordnet und ausgebildet ist, daß bei Bestromung der Leitungsbahn Wärme auf einen wärmebedürftigen Bereich, insbesondere die hydraulische Schnittstelle (26), übertragen (52) wird.
Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leitungsbahnen als Stanzgitter (60, 61) ausgebildet sind.
Schnittstellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine elektrische Leitungsbahn einen lokal verringerten Querschnitt (63) aufweist.
Schnittstellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Adapterplatte (2, 3) ausgebildet ist sowohl zur elektrischen Kontaktierung einer Pumpe als auch zu deren hydraulischen Anschluß (26).
Schnittstellenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Anschluß mit einem Druckleitungstutzen (41) für die Pumpe verbunden ist.
Schnittstellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine elektrische Leitungsbahn der elektrischen Schnittstelle derart angeordnet und ausgebildet ist, daß sie einen im Betrieb mit gefrierfähiger Flüssigkeit gefüllten Bereich, insbesondere den Druckleitungsstutzen (41), derart aufheizen kann, daß gefrorene Anteile der Flüssigkeit schmelzen.
Versorgungsmodul mit einer Pumpe zum Herauspumpen einer gefrierfähigen Flüssigkeit aus einem Tank, mit einer Pumpe (16) als hydraulische Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstellenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Versorgungsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eingerichtet ist zum Einbau in einen Tank.
Versorgungsmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau derart erfolgen kann, daß sich die Schnittstellenanordnung (2) außerhalb des Tanks befindet.
Versorgungsmodul nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellenanordnung als separierbares Bauteil zum Einbau des Versorgungsmoduls in den Tank und anschließenden Betrieb des Versorgungsmoduls auf einen Trägerkörper (24) des Versorgungsmoduls (10) aufgesetzt wird.
Versorgungsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gefrierfähige Flüssigkeit eine wässrige Harnstofflösung ist.