DE102016002103A1 - Multilayer heatable media line and ready-made media line with at least one such - Google Patents
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Abstract
Bei einer mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung (2, 3) mit Leitungswandung (25, 35) und einem inneren Leitungslumen (26, 36) zum Durchtritt von Medium, insbesondere eines gefriergefährdeten Mediums, wobei die Leitungswandung (25, 35) der Medienleitung (2, 3) aus zumindest zwei Materialschichten besteht, umfassen die Materialschichten zumindest eine eine Permeationsbarriere bildende und/oder eine Rissbildung verhindernde oder verzögernde Innenschicht (250), zumindest eine auf der zumindest einen Innenschicht (250) angeordnete mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende zweite Schicht (251), zumindest eine auf der zumindest einen zweiten Schicht (251) angeordnete elektrisch leitfähige dritte Schicht (252, 253, 254) und zumindest eine auf der zumindest einen elektrisch leitfähigen dritten Schicht (252, 253, 254) angeordnete thermisch und/oder elektrisch isolierende vierte Schicht (256).In the case of a multilayer heatable media line (2, 3) with a conduit wall (25, 35) and an inner conduit lumen (26, 36) for the passage of medium, in particular of a medium susceptible to freezing, the conduit wall (25, 35) of the media conduit (2, 3 ) consists of at least two material layers, the material layers comprise at least one inner layer (250) forming a permeation barrier and / or a crack formation, at least one second layer (251) providing mechanical strength and / or compressive strength on the at least one inner layer (250) ), at least one on the at least one second layer (251) arranged electrically conductive third layer (252, 253, 254) and at least one on the at least one electrically conductive third layer (252, 253, 254) arranged thermally and / or electrically insulating fourth layer (256).
Description
Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige beheizbare Medienleitung mit Leitungswandung und einem inneren Leitungslumen zum Durchtritt von Medium, insbesondere eines gefriergefährdeten Mediums, wobei die Leitungswandung der Medienleitung aus zumindest zwei Materialschichten besteht, und eine konfektionierte Medienleitung mit zumindest einer mehrschichtigen Medienleitung, insbesondere einer solchen mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung, mit Leitungswandung und einem inneren Leitungslumen zum Durchtritt von Medium, insbesondere eines gefriergefährdeten Mediums, und mit zumindest einem endseitig an der Medienleitung angeordneten Anschlussbauteil.The invention relates to a multilayer heatable media line with a conduit wall and an inner conduit lumen for the passage of medium, in particular a gefriergefährdeten medium, the conduit wall of the media line consists of at least two layers of material, and a ready-made media line with at least one multilayer media line, in particular such a multilayer heatable media line , with a conduit wall and an inner conduit lumen for the passage of medium, in particular of a medium susceptible to freezing, and with at least one connection component arranged at the end on the media conduit.
Mehrschichtige beheizbare Medienleitungen und konfektionierte Medienleitungen mit zumindest einer mehrschichtigen Medienleitung sind im Stand der Technik bekannt. Unter einer mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung wird hierbei eine Medienleitung, die aus mehreren Schichten aufgebaut ist und die eine Beheizung durch Heizelemente und/oder einer Heizschicht oder ggf. auch mehrerer Heizschichten vorsieht, verstanden. Unter einem Konfektionieren einer Medienleitung wird die Endstufe der Herstellung einer einbaufertigen Medienleitung verstanden, wonach die Medienleitung mit zumindest einem Anschlussbauteil, wie Kupplungsteilen und/oder Leitungsverbindern, ausgerüstet wird/ist und beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingebaut werden kann. Die Anschlussteile können einerseits zum Verbinden mehrerer Medienleitungen bzw. Teilmedienleitungen dienen, die zu einer gesamten Medienleitung verbunden werden, oder zum Verbinden einer Medienleitung mit einem Aggregat bzw. einer Anschlusseinrichtung eines Aggregats. Die Anschlussbauteile können dementsprechend in unterschiedlicher Form ausgebildet sein, wie beispielsweise als Kupplungsabschnitt zur Aufnahme eines Steckerteils, als mit der zumindest einem Medienleitung über Klebeverbindungen oder Schweißverbindungen verbindbar bzw. verbundener Anschlussabschnitte, als Dornabschnitt zum Aufdornen insbesondere von Schlauchleitungen etc..Multilayer heatable media lines and ready-made media lines with at least one multilayer media line are known in the art. Under a multi-layer heatable media line in this case a media line, which is composed of several layers and which provides heating by heating elements and / or a heating layer or possibly also several heating layers, understood. By assembling a media line, the final stage is understood to mean the production of a ready-to-install media line, whereupon the media line is equipped with at least one connection component, such as coupling parts and / or line connectors, and can be installed, for example, in a motor vehicle. On the one hand, the connection parts can serve to connect a plurality of media lines or partial media lines, which are connected to form an entire media line, or to connect a media line to an aggregate or a connection device of an aggregate. The connection components can accordingly be designed in different forms, such as, for example, as a coupling section for receiving a plug part, as connection sections connectable or connected to the at least one media line via adhesive connections or welded connections, as mandrel section for thorns, in particular of hose lines etc.
Insbesondere in Fahrzeugen werden konfektionierte beheizbare Medienleitungen zum Leiten von flüssigen gefriergefährdeten Medien verwendet. Die Medien durchströmen dabei das innere Leitungslumen der jeweiligen Medienleitung. Bei niedrigen Temperaturen droht das durch die konfektionierte Medienleitung strömende Medium einzufrieren, weswegen es bekannt ist, eine Beheizung von dieser und ggf. der mit dieser verbundenen Anschlussbauteile vorzusehen. Unter gefriergefährdeten Medien werden hier Medien verstanden, die aufgrund eines relativ hohen Gefrierpunktes bereits bei noch recht hohen Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen, wodurch die Funktionsfähigkeit beispielsweise eines Fahrzeugs beeinträchtigt oder sogar erheblich gestört werden kann. Ersichtlich ist dies insbesondere bei wasserführenden Medienleitungen ebenso wie bei Medienleitungen, die von einer wässrigen Harnstofflösung als Medium durchströmt werden, wie z. B. AdBlue®, der Fall, die als NOx-Reaktionsadditiv für Dieselmotoren mit sogenannten SCR-Katalysatoren eingesetzt wird (SCR = selectiv catalytic reduction). Es wird daher üblicherweise eine Beheizungsmöglichkeit für die Medienleitung bzw. zumindest Teile von dieser und oftmals auch für die Anschlussbauteile vorgesehen, um ein Einfrieren des Mediums innerhalb der konfektionierten Medienleitung zu vermeiden bzw. um ein Auftauen eines bereits eingefrorenen Mediums zu ermöglichen.In particular, in vehicles prefabricated heatable media lines are used for conducting liquid gefriergefährdeten media. The media flow through the inner line lumen of the respective media line. At low temperatures, the medium flowing through the assembled media line threatens to freeze, which is why it is known to provide heating of this and, if appropriate, of the connection components connected thereto. Under gefriergefährdeten media are understood here media 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 especially evident in water-bearing media lines as well as in media lines, which are flowed through by an aqueous urea solution as a medium, such. B. AdBlue ®, the case, which is used as NO x -Reaktionsadditiv for diesel engines with so-called SCR catalyst (SCR = Selective Catalytic Reduction). It is therefore usually provided a heating possibility for the media line or at least parts of this and often also for the connection components in order to avoid freezing of the medium within the ready-made media line or to allow thawing of an already frozen medium.
Bei der Anordnung der konfektionierten Medienleitung in einem Fahrzeug kann diese beispielsweise an einem Ende an einem Aggregat bzw. einer Komponente, wie beispielsweise einer Dosiereinheit im Bereich eines Fahrzeugmotors, angeschlossen werden und/oder an einer zweiten konfektionierten Medienleitung, andererseits an einer Komponente bzw. einem anderen Aggregat, wie beispielsweise einer Pumpe eines Kraftfahrzeugstanks. Die endseitig an der konfektionierten Medienleitung vorgesehenen Anschlussbauteile können dabei an die jeweiligen Gegebenheiten der Verbindungsstellen angepasst sein oder werden, also beispielsweise an die Gegebenheiten einer Dosiereinheit und die einer Pumpe. Bei Anordnen des einen Endes der konfektionierten Medienleitung im Bereich einer Dosiereinheit eines Fahrzeugmotors und andererseits im Bereich der Pumpe eines Fahrzeugtanks, wird die konfektionierte Medienleitung abschnittsweise mit höchst unterschiedlichen Umgebungstemperaturen beaufschlagt, im Bereich des Fahrzeugmotors oder des Abgasstrangs mit sehr hohen Temperaturen, weswegen dieser Bereich als Heißbereich bezeichnet wird, und im Bereich beispielsweise eines Fahrzeugtanks mit ggf. recht niedrigen oder normalen Temperaturen, weswegen dieser Bereich als Standardbereich oder „Kaltbereich” bezeichnet wird. Die für die jeweils dort angeordneten Teilmedienleitungen bzw. einzelnen Medienleitungen, die zu der konfektionierten Medienleitung zusammengesetzt werden oder sind, verwendeten Materialien sind dementsprechend meist höchst unterschiedliche Materialien, einerseits hochtemperaturbeständige Materialien und andererseits Standardmaterialien. Die aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere Kunststoffmaterialien, bestehenden einzelnen Medienleitungen werden entsprechend durch Anschlussbauteile, wie Steckverbinder aus Kunststoff und/oder Metall, miteinander verbunden zu der konfektionierten Medienleitung, die sich nachfolgend sowohl im Heißbereich als auch im Kaltbereich eines Fahrzeugs erstreckt. Ein Beispiel hierfür findet sich in der
Beispielsweise ist es aus der
Aus der
Ferner ist es aus der
Gerade bei Einsatz von aggressiven Medien, wie AdBlue®, können auch bei sehr geringer Permeation der aggressiven Medien durch die Leitungswandung der Medienleitung hindurch die in dieser angeordneten Kontaktleiter geschädigt werden. Ferner erweist es sich als problematisch, dass bei Medien, die auch bereits bei höheren Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen, wie beispielsweise AdBlue®, sich ein Eisdruck im inneren Lumen der Medienleitung aufbauen und zu einer Vergrößerung des Volumens innerhalb des inneren Leitungslumens der Medienleitung führen kann. Bei AdBlue® beträgt die Volumenzunahme etwa 10%. Ein Teil der Volumenzunahme führt zu einer Vergrößerung des Durchmessers der Medienleitung, wobei es nicht nur zu einer radialen Ausdehnung, sondern auch zu einer axialen Ausdehnung kommt, da sich die im Innern der Medienleitung ausbildende Eissäule über die Längserstreckung der Medienleitung hinweg bis hin zu mit dieser verbundenen Komponenten, an denen diese angeschlossen ist, verschiebt. Gerade aufgrund der radialen Ausdehnung kann es zu einem Reißen bzw. zu Haarrissen in der Leitungswandung und dementsprechend zu einem Eindringen von aggressiven Medien in das Innere der Leitungswandung und ggf. durch diese hindurch kommen.Especially with the use of aggressive media, such as AdBlue ® , even in the case of very low permeation of the aggressive media through the conduit wall of the media line, the contact conductors arranged in the latter can be damaged. Furthermore, it proves to be problematic that in media that tend to freeze even at higher ambient temperatures, such as AdBlue ® , build up an ice pressure in the inner lumen of the media line and can lead to an increase in the volume within the inner tube lumen of the media line. For AdBlue ® the volume increase is about 10%. Part of the increase in volume leads to an increase in the diameter of the media line, which is not only a radial expansion, but also to an axial extent, since the forming in the interior of the media line ice column over the longitudinal extent of the media line away up to this connected components to which it is connected. Precisely because of the radial expansion, there may be tearing or hairline cracks in the conduit wall and, accordingly, penetration of aggressive media into the interior of the conduit wall and possibly through it.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass durch den Extrusionsprozess der Medienleitung eine Textur in Längsrichtung der Medienleitung durch deren Abzug während des Extrusionsprozesses auftritt. Allerdings hat es sich gezeigt, dass bereits geringe Beeinträchtigungen der Innenoberfläche der Medienleitung, wie beispielsweise feinste Riefen oder Störstellen bzw. Inhomogenitäten, eine Längsrissbildung der Leitungswandung unterstützen können. Durch Vorsehen einer zusätzlichen Innenschicht kann diese Problematik ggf. verhindert werden. Allerdings liegt bei einem hohen Innendruck, der durch Eisdruck auftreten kann, im Innern der Medienleitung eine Maximalspannung am Innendurchmesser derselben an.Another problem is that the extrusion process of the media conduit causes a texture in the longitudinal direction of the media conduit to occur through its withdrawal during the extrusion process. However, it has been shown that even slight impairment of the inner surface of the media line, such as very fine grooves or imperfections or inhomogeneities, a longitudinal cracking of the conduit wall can support. By providing an additional inner layer, this problem can possibly be prevented. However, at a high internal pressure, which may occur due to ice pressure, inside the media line, a maximum voltage at the inner diameter of the same.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehrschichtige beheizbare Medienleitung vorzusehen, bei der eine Rissbildung und eine Rissfortpflanzung im Bereich der Leitungswandung so gut wie möglich verhindert werden können.The present invention is therefore based on the object to provide a multilayer heatable media line, in which cracking and crack propagation in the region of the conduit wall can be prevented as much as possible.
Die Aufgabe wird für eine mehrschichtige beheizbare Medienleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Materialschichten zumindest eine eine Permeationsbarriere bildende und/oder eine Rissbildung verhindernde oder verzögernde Innenschicht, zumindest eine auf der zumindest einen Innenschicht angeordnete, mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende zweite Schicht, zumindest eine auf der zumindest einen zweiten Schicht angeordnete elektrisch leitfähige dritte Schicht und zumindest eine auf der zumindest einen elektrisch leitfähigen dritten Schicht angeordnete thermisch und/oder elektrisch isolierende vierte Schicht umfassen. Für eine konfektionierte Medienleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Leitungswandung der zumindest einen mehrschichtigen Medienleitung aus zumindest vier Materialschichten besteht, umfassend zumindest eine eine Permeationsbarriere bildende und/oder eine Rissbildung verhindernde oder verzögernde Innenschicht, zumindest eine auf der zumindest einen Innenschicht angeordnete, mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende zweite Schicht, zumindest eine auf der zumindest einen zweiten Schicht angeordnete elektrische leitfähige dritte Schicht und zumindest eine auf der zumindest einen elektrisch leitfähigen dritten Schicht angeordnete thermisch und/oder elektrisch isolierende vierte Schicht, und dass zumindest eines der Anschlussbauteile stoffschlüssig mit der zumindest einen mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihenden zweiten Schicht der Leitungswandung verbunden ist, wobei das Material des Anschlussbauteils an das Material dieser zweiten Schicht der Leitungswandung angepasst ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den anhängenden Ansprüchen definiert.The object is achieved for a multi-layer heatable media line according to the preamble of claim 1, characterized in that the material layers at least one forming a permeation barrier and / or crack formation preventing or retarding inner layer, at least one arranged on the at least one inner layer, mechanical strength and / or compressive strength second layer imparting, at least one arranged on the at least one second layer electrically conductive third layer and at least one arranged on the at least one electrically conductive third layer thermally and / or electrically insulating fourth layer. For a ready-made media line according to the preamble of claim 15, the object is achieved in that the line wall of at least one multilayer media line consists of at least four material layers comprising at least one permeation barrier forming and / or crack formation preventing or retarding inner layer, at least one on the at least one inner layer arranged, mechanical strength and / or compressive strength-imparting second layer, at least one disposed on the at least one second layer electrically conductive third layer and at least one disposed on the at least one electrically conductive third layer thermally and / or electrically insulating fourth layer, and in that at least one of the connection components is connected in a material-locking manner to the second layer of the conduit wall which gives at least one mechanical strength and / or compressive strength, wherein the material of the connection component Is adapted to the material of this second layer of the conduit wall. Further developments of the invention are defined in the appended claims.
Dadurch werden eine mehrschichtige beheizbare Medienleitung sowie eine konfektionierte Medienleitung mit einer solchen mehrschichtigen Medienleitung geschaffen, bei der eine Rissbildung und Rissfortpflanzung im Bereich der Leitungswandung aufgrund des besonderen mehrschichtigen Leitungswandungsaufbaus sicher vermieden werden können. Die dem Medium ausgesetzte Innenschicht ist dabei dahingehend ausgebildet, dass sie zum einen eine Barriereschicht gegen die Permeation des Mediums durch die Leitungswandung und insbesondere diese Innenschicht hindurch bildet. Ferner kann sie eine Rissbildung verhindern oder verzögern, wobei sie vorteilhaft eine entsprechende Dehnfähigkeit aufweist, so dass bei anliegendem hohen Innendruck im inneren Leitungslumen der Medienleitung insbesondere durch sich dort aufbauenden Eisdruck des gefrierenden Mediums im Inneren der Medienleitung sich diese ausdehnen kann, da sie dehnfähig ist. Die Maximalspannung liegt dabei am Innendurchmesser der Leitungswandung der Medienleitung an, also an dieser Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung. Diese gibt dem sich aufbauenden hohen Innendruck im inneren Lumen der Medienleitung nach, ohne dass es zu einer Rissbildung der Innenschicht kommt. Die radial über der Innenschicht bzw. der zumindest einen Innenschicht angeordnete, mechanische Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihende zweite Schicht wird durch den sich im inneren Lumen der Medienleitung aufbauenden Innendruck auch nicht beschädigt, da die maximale an dieser angreifende Spannung in der mechanische Festigkeit verleihenden zweiten Schicht geringer als die an der Innenschicht angreifende Spannung ist. Somit liegen keine Schwachstellen am Innendurchmesser der Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung frei. Vielmehr kann sich die Innenschicht bei auftretendem erhöhten Innendruck im inneren Lumen der Medienleitung ausdehnen, ohne dass hierdurch die darüber angeordnete zumindest eine zweite Schicht, die der Medienleitung mechanische Festigkeit verleihen soll, in Mitleidenschaft gezogen würde. Vergleichsversuche mit und ohne einer solchen dehnfähigen bzw. elastischen Innenschicht zeigen, dass 50% mehr Einfrierzyklen bei Vorsehen der dehnfähigen Innenschicht radial unterhalb der mechanische Festigkeit verleihenden zweiten Schicht von der Medienleitung überstanden werden können. Solche Zyklen umfassen beispielsweise ein Herabkühlen auf Temperaturen von –30°C bis –40°C, eine Haltezeit auf dieser Temperatur, ein Auftauen und ein Erhitzen auf eine Temperatur von 100–120°C mit nachfolgendem erneuten Einfrieren.As a result, a multi-layered heatable media line and a ready-made media line are created with such a multilayer media line, in which cracking and crack propagation in the region of the conduit wall can be safely avoided due to the special multi-layered conduit wall structure. The inner layer exposed to the medium is designed such that on the one hand it forms a barrier layer against the permeation of the medium through the conduit wall and in particular this inner layer. Furthermore, it can prevent or delay cracking, wherein it advantageously has a corresponding extensibility, so that it can expand when there is a high internal pressure in the inner line lumen of the media line, in particular due to the ice pressure of the freezing medium inside the media line, since it is expansible , The maximum voltage is applied to the inner diameter of the conduit wall of the media line, ie at this inner layer of the conduit wall of the media line. This gives way to the building up high internal pressure in the inner lumen of the media line, without causing cracking of the inner layer. The second layer arranged radially above the inner layer or the at least one inner layer and imparting mechanical strength or compressive strength is not damaged by the internal pressure building up in the inner lumen of the media line, since the maximum second mechanical layer imparting this tension in the second layer is less than the voltage acting on the inner layer. Thus, there are no weak points on the inner diameter of the inner layer of the conduit wall of the media line free. On the contrary, the inner layer can expand in the inner lumen of the media line when an increased internal pressure occurs, without this affecting the at least one second layer arranged above it, which is intended to impart mechanical strength to the media line. Comparative tests with and without such an elastic inner layer show that 50% more freezing cycles can be overcome by providing the stretchable inner layer radially below the mechanical strength imparting second layer from the media line. Such cycles include, for example, cooling down to temperatures of -30 ° C to -40 ° C, a holding time at that temperature, thawing and heating to a temperature of 100-120 ° C followed by re-freezing.
Dadurch, dass radial oberhalb der zumindest einen mechanische Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihenden zweiten Schicht zumindest eine elektrisch leitfähige dritte Schicht angeordnet ist, ist diese gegen einen Kontakt mit dem durch das innere Lumen der Medienleitung strömenden Medium sicher geschützt. Insbesondere die in oder auf der dritten elektrisch leitfähigen Schicht angeordneten Kontaktleiter können sicher vor einem Kontakt mit dem durch das innere Lumen der Medienleitung strömende Medium geschützt werden. Dadurch, dass radial unterhalb der elektrisch leitfähigen dritten Schicht, die eine oder mehrere Schichten umfassen kann, die mechanische Stabilität bzw. Festigkeit verleihende zweite Schicht angeordnet ist, besteht ebenfalls nicht das Risiko einer Beschädigung dieser elektrisch leitfähigen dritten Schicht bei sich im Inneren Lumen der Medienleitung aufbauendem Innendruck, beispielsweise durch gefrierendes Medium dort, da dieser Druck in den darunterliegenden beiden bzw. zumindest zwei Schichten, der zumindest einen Innenschicht und zumindest einen zweiten darüber angeordneten, mechanische Festigkeit verleihenden Schicht aufgefangen werden kann.The fact that at least one electrically conductive third layer is arranged radially above the at least one mechanical strength or compressive strength-imparting second layer, this is securely protected against contact with the medium flowing through the inner lumen of the media line. In particular, the contact conductors arranged in or on the third electrically conductive layer can be reliably protected from contact with the medium flowing through the inner lumen of the media line. By virtue of the fact that the mechanical stability-imparting second layer is arranged radially below the electrically conductive third layer, which may comprise one or more layers, there is a structure also not the risk of damaging this electrically conductive third layer in internal pressure building up in the inner lumen of the media line, for example by freezing medium there, since this pressure in the underlying two or at least two layers, the at least one inner layer and at least one second arranged above , Mechanical strength-imparting layer can be collected.
Durch das Vorsehen der thermisch und/oder elektrisch isolierenden vierten Schicht radial oberhalb der elektrisch leitfähigen dritten Schicht ist eine Isolation von dieser nach außen möglich. Insbesondere bei Vorsehen einer thermisch isolierenden vierten Schicht bzw. einer vierten Schicht, die sowohl thermisch isolierend als auch elektrisch isolierend ist, ist es möglich, Wärme in Richtung des inneren Lumens der Medienleitung zu leiten, die im Bereich der dritten elektrisch leitfähigen Schicht erzeugt wird, und hierdurch das im inneren Lumen strömende Medium zu erwärmen. In der zumindest einen dritten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung erzeugte Wärme kann durch das Vorsehen insbesondere der thermisch isolierenden vierten Schicht an einem Austritt aus der Leitungswandung heraus nach draußen in die Umgebung gehindert werden. Zusätzlich kann zumindest eine äußere thermische Isolationsschicht vorgesehen sein, die auf der Außenseite der Leitungswandung die vierte Schicht überdeckend angeordnet wird. Zusätzlich oder alternativ kann ebenfalls, zumindest ein Hüllrohr mit zwischen der Innenseite des Hüllrohrs und der Außenseite der isolierenden vierten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung eingeschlossenem isolierenden Luftvolumen vorgesehen werden. Das Hüllrohr kann insbesondere ein Wellrohr oder ein Glattrohr sein, wobei gerade bei Vorsehen eines Wellrohres das Einschließen eines Luftvolumens zwischen diesem und der Außenseite der isolierenden vierten Schicht der Leitungswandung besonders gut möglich ist um eine zusätzliche thermische Isolation der Medienleitung nach außen vorzusehen.By providing the thermally and / or electrically insulating fourth layer radially above the electrically conductive third layer, an isolation from this to the outside is possible. In particular, when providing a thermally insulating fourth layer or a fourth layer, which is both thermally insulating and electrically insulating, it is possible to conduct heat in the direction of the inner lumen of the media line, which is generated in the region of the third electrically conductive layer, and thereby warm the medium flowing in the inner lumen. Heat generated in the at least one third layer of the conduit wall of the media conduit can be prevented from escaping outside into the environment by providing, in particular, the thermally insulating fourth layer at an exit from the conduit wall. In addition, at least one outer thermal insulation layer may be provided, which is arranged overlapping the fourth layer on the outside of the conduit wall. Additionally or alternatively, at least one cladding tube may be provided with insulating air volume trapped between the inside of the cladding tube and the outside of the insulating fourth layer of the conduit wall of the media conduit. The cladding tube may in particular be a corrugated tube or a smooth tube, it being particularly well possible to provide an air volume between it and the outside of the insulating fourth layer of the conduit wall when providing a corrugated tube in order to provide additional thermal insulation of the medium conduit to the outside.
Vorteilhaft ist die Wärmeleitfähigkeit der äußeren thermischen Isolationsschicht bzw. der thermisch isolierenden vierten Schicht der Leitungswandung geringer als die der weiteren Schichten der Leitungswandung der Medienleitung, um die gewünschte thermische Isolation zu ermöglichen.Advantageously, the thermal conductivity of the outer thermal insulation layer or of the thermally insulating fourth layer of the conduit wall is lower than that of the further layers of the conduit wall of the media conduit in order to allow the desired thermal insulation.
Zwischen zumindest zwei Schichten der Leitungswandung der Medienleitung kann zumindest eine Haftvermittlerschicht angeordnet sein, die insbesondere dünn, jedenfalls dünner als die jeweilige erste bis vierte Schicht der Leitungswandung der Medienleitung ist. Hierdurch kann das Anhaften der zumindest vier Schichten der Leitungswandung jeweils aneinander verbessert werden, je nach dem, welche Materialien für die einzelnen Schichten verwendet werden und inwiefern diese miteinander verbindbar oder nicht verbindbar sind. Die zumindest eine Haftvermittlerschicht kann dabei ein Anhaften der jeweils benachbarten Schichten aneinander unterstützen.At least one adhesion promoter layer may be arranged between at least two layers of the conduit wall of the media conduit, which is in particular thin, in any case thinner than the respective first to fourth layer of the conduit wall of the media conduit. As a result, the adherence of the at least four layers of the conduit wall to each other can be improved, depending on which materials are used for the individual layers and to what extent they can be connected or not connected to one another. The at least one adhesion promoter layer can assist adhesion of the respective adjacent layers to one another.
Die Leitungswandung der Medienleitung kann lediglich eine elektrisch leitfähige Schicht aufweisen oder beispielsweise zwei elektrisch leitfähige Schichten, wobei durch Vorsehen zumindest zweier elektrisch leitfähiger Schichten ein vollständiges Einbetten von Kontaktleitern zwischen diesen bzw. in diesen besonders gut möglich ist. Ferner besteht die Möglichkeit, eine elektrisch leitfähige Schicht und eine nicht elektrisch leitfähige, isolierende Deckschicht vorzusehen, die zugleich der Isolation der elektrisch leitfähigen Schicht dient. Zum Bewirken der gewünschten Beheizbarkeit ist es ausreichend, wenn der zumindest eine Kontaktleiter bzw. die Kontaktleiter lediglich Kontakt zu einer Oberfläche einer der elektrisch leitfähigen Schichten aufweist. Selbstverständlich können der oder die Kontaktleiter auch vollständig in die zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht eingebettet sein.The conduit wall of the media conduit can have only one electrically conductive layer or, for example, two electrically conductive layers, wherein by providing at least two electrically conductive layers, complete embedding of contact conductors between them or in these is particularly well possible. Furthermore, it is possible to provide an electrically conductive layer and a non-electrically conductive, insulating cover layer, which also serves to insulate the electrically conductive layer. In order to effect the desired heatability, it is sufficient if the at least one contact conductor or the contact conductor only has contact with a surface of one of the electrically conductive layers. Of course, the contact conductor or conductors may also be completely embedded in the at least one electrically conductive layer.
Die elektrisch leitfähige Schicht wird vorteilhaft vermittels zumindest eines elektrisch leitfähigen Zuschlagsstoffs leitfähig eingestellt, insbesondere durch Leitruß, Metallpulver, Graphit, Nanopartikel, wie Carbon-Nano-Tubes. Auch andere elektrisch leitfähige Zuschlagsstoffe können zum elektrisch leitfähigen Dotieren der elektrisch leitfähigen dritten Schicht vorgesehen werden. Auch unterschiedliche elektrisch leitfähige Zuschlagsstoffe können in diese Schicht eingebracht werden.The electrically conductive layer is advantageously made conductive by means of at least one electrically conductive additive, in particular by conductive carbon black, metal powder, graphite, nanoparticles, such as carbon nanotubes. Other electrically conductive additives may be provided for electrically conductive doping of the electrically conductive third layer. Also different electrically conductive additives can be introduced into this layer.
Vorteilhaft besteht die elektrisch leitfähige dritte Schicht aus einem Material der gleichen Materialklasse wie die zweite, mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende Schicht, worüber das Material der elektrisch leitfähigen dritten Schicht angeordnet ist. Insbesondere kann die elektrisch leitfähige dritte Schicht aus leitfähig dotiertem PA12 bestehen, während die zweite, mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende Schicht aus PA12 besteht. Beide Schichten, die zweite, mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende Schicht und die elektrisch leitfähige dritte Schicht, können somit aus dem gleichen Polymermaterial bestehen, wobei die elektrisch leitfähige dritte Schicht entsprechend leitfähig dotiert ist, also mit elektrisch leitfähigen Zuschlagsstoff leitfähig eingestellt ist, wie vorstehend bereits erwähnt.Advantageously, the electrically conductive third layer consists of a material of the same material class as the second, mechanical strength and / or compressive strength-imparting layer, over which the material of the electrically conductive third layer is arranged. In particular, the electrically conductive third layer can be made of conductively doped PA 12, while the second, mechanical strength and / or compressive strength-imparting layer consists of PA 12. Both layers, the second, mechanical strength and / or compressive strength-imparting layer and the electrically conductive third layer may thus consist of the same polymer material, wherein the electrically conductive third layer is doped corresponding conductive, that is set conductive with electrically conductive additive, such as already mentioned above.
Die isolierende vierte Schicht kann zum Vermindern der Leitfähigkeit aus zumindest einem geschäumten Material bestehen oder zumindest ein geschäumtes Material enthalten. Gerade durch das Vorsehen eines geschäumten Materials ist eine besonders gute Isolierwirkung möglich. The insulating fourth layer may consist of at least one foamed material for reducing the conductivity or may contain at least one foamed material. Especially by the provision of a foamed material, a particularly good insulation is possible.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn das Material der zumindest einen Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung eine höhere Dehnfähigkeit, insbesondere höhere Streckdehnung, aufweist als das Material der zweiten, über der zumindest einen Innenschicht angeordneten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung. Da die zweite, radial über der ersten Innenschicht angeordnete Schicht mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihen soll, dient diese der mechanischen Stabilität der Medienleitung, so dass diese vorteilhaft eine nur geringe Dehnfähigkeit, wenn überhaupt, aufweist und das Auffangen von Spannungen, die durch erhöhten Innendruck im inneren Lumen der Medienleitung insbesondere bei gefrierendem strömenden Medium auftreten kann, durch die dehnfähige Innenschicht aufgenommen wird, wie vorstehend bereits erläutert. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die zumindest eine Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung aus ETFE besteht zum Vermeiden einer Rissbildung.It proves to be further advantageous if the material of the at least one inner layer of the conduit wall of the media conduit has a higher extensibility, in particular higher elongation at break, than the material of the second layer of the conduit wall of the media conduit arranged above the at least one inner layer. Since the second layer arranged radially above the first inner layer is intended to impart mechanical strength and / or compressive strength, this serves for the mechanical stability of the media line, so that it has advantageously only a low elongation, if any, and the interception of stresses which have increased Internal pressure in the inner lumen of the media line can occur, especially in freezing flowing medium, is absorbed by the stretchable inner layer, as already explained above. It proves to be particularly advantageous if the at least one inner layer of the conduit wall of the media conduit consists of ETFE to avoid cracking.
Weiter vorteilhaft gehört das Material des Anschlussbauteils der gleichen Materialklasse an wie das Material der zumindest einen mit dem Material des Anschlussbauteils zu verbindenden oder verbundenen Materialschicht der Leitungswandung. Dies ist vorteilhaft die zumindest eine zweite mechanische Festigkeit und/oder Druckbeständigkeit verleihende Schicht, ggf. zusätzlich die eine Permeation von Medium verhindernde bzw. eine Rissbildung und Rissfortpflanzung verhindernde Innenschicht.With further advantage, the material of the connection component belongs to the same material class as the material of the at least one material layer of the line wall to be connected or connected to the material of the connection component. This is advantageous, the at least a second mechanical strength and / or pressure-resistance-imparting layer, possibly in addition to the permeation of medium-preventing or cracking and crack propagation-preventing inner layer.
Hohe Temperaturen ertragende, hochtemperaturfeste Materialien, die für das Anordnen im Heißbereich geeignet sind, sind solche Materialien, die dauerhaft Temperaturen von mehr als 140°C, insbesondere mehr als 160°C, und kurzzeitig (bedeutet maximal 10 min.) mehr als 180°C ertragen, dies auch mehrmals über die Lebensdauer der Medienleitung hinweg. Eine solche Materialmodifizierung kann für das Anordnen im Heißbereich jedoch nicht nur für die dort angeordnete Medienleitung bzw. den dort angeordneten Medienleitungsabschnitt der konfektionierten Medienleitung, sondern auch für das mit der Medienleitung verbundene Anschlussbauteil erfolgen.High temperature resistant, high temperature resistant materials suitable for hot range placement are those materials which permanently have temperatures greater than 140 ° C, especially greater than 160 ° C, and short term (maximum 10 min.) Greater than 180 ° C, this also several times over the life of the media line away. However, such material modification can be carried out for arranging in the hot region not only for the media line arranged there or the media line section of the assembled media line arranged there, but also for the connection component connected to the media line.
Beispielsweise kann als Material einer Materialklasse für die zumindest eine mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihende zweite Schicht der Leitungswandung Polyphthalamid (PPA) und für das mit der zumindest einen zweiten Schicht verbindbare oder verbundene Anschlussbauteil glasfaserverstärktes Polyphthalamid (PPA-GF) verwendet werden. Ferner ist es beispielsweise möglich, für die zumindest eine zweite Schicht der Leitungswandung Polyamid-12 (PA12) und für das Anschlussbauteil glasfaserverstärktes Polyamid-12 (PA12-GF) zu verwenden.For example, as the material of a material class for the at least one mechanical strength and / or compressive strength-imparting second layer of the polyalkide (PPA) conduction wall and for the connectable to the at least one second layer terminal component glass fiber reinforced polyphthalamide (PPA-GF) can be used. Furthermore, it is possible, for example, to use polyamide-12 (PA12) for the at least one second layer of the line wall and glass-fiber-reinforced polyamide-12 (PA12-GF) for the connection component.
Bei der erfindungsgemäßen konfektionierten Medienleitung ist das Material des Anschlussbauteils vorteilhaft insbesondere an das der zweiten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung angepasst. Damit wird eine besonders gute stoffschlüssige Verbindung geschaffen. Die der zweiten, mechanische Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihenden Schicht benachbarte zumindest eine Innenschicht und zumindest eine elektrisch leitfähige, dritte Schicht sind vorteilhaft für das Haften an der zweiten Schicht angepasst ausgebildet. Gerade durch das Anpassen der Materialien des Anschlussbauteils und der zumindest einen zweiten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung, mit der das Anschlussbauteil verbunden werden soll bzw. verbunden ist, aneinander kann eine besonders gute und dichte sowie belastbare stoffschlüssige Verbindung geschaffen werden. Ferner können Zwischenschichten als Haftvermittlerschichten zum Unterstützen eines Haftens bzw. zur Haftvermittlung zwischen der Innenschicht und der zweiten Schicht sowie der zweiten Schicht und der dritten Schicht dienen und dementsprechend aus einem anderen Material bestehen als die jeweils benachbarten Schichten der Leitungswandung. Das Vorsehen einer als Haftvermittlerschicht ausgebildeten Zwischenschicht ist nicht erforderlich, wenn beispielsweise die Innenschicht und/oder die zweite Schicht bzw. die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht haftvermittelnde Eigenschaften aufweist, z. B. aus einem thermoplastischen Elastomer mit Haftvermittlereigenschaft besteht. Eine Haftvermittlerschicht kann z. B. aus TPE-Haftvermittlerschaum bestehen, die dieser benachbarte zweite Schicht aus PA612 und die Innenschicht, die benachbart zu dem Leitungslumen angeordnet ist und dieses begrenzt, aus ETFE.In the prefabricated media line according to the invention, the material of the connection component is advantageously adapted, in particular, to that of the second layer of the conduit wall of the media conduit. This creates a particularly good cohesive connection. The second, mechanical strength or compressive strength-imparting layer adjacent at least one inner layer and at least one electrically conductive, third layer are advantageously formed adapted for adhering to the second layer. Just by adjusting the materials of the connection component and the at least one second layer of the conduit wall of the media line to which the connection component is to be connected or connected to each other, a particularly good and dense and resilient cohesive connection can be created. In addition, intermediate layers may serve as adhesion promoter layers for assisting adhesion between the inner layer and the second layer as well as the second layer and the third layer and accordingly consist of a different material than the respectively adjacent layers of the conduit wall. The provision of an intermediate layer formed as an adhesion promoter layer is not required if, for example, the inner layer and / or the second layer or the second layer and / or the third layer has adhesion-promoting properties, eg. B. consists of a thermoplastic elastomer with adhesion promoter property. An adhesion promoter layer may, for. B. TPE adhesion promoter foam, this adjacent second layer of PA612 and the inner layer, which is adjacent to the conduit lumen and limited, made of ETFE.
Hochtemperaturbeständige Kunststoffe, die für eine entsprechend im Heißbereich beispielsweise eines Fahrzeugs verwendbare Medienleitung bzw. Teilmedienleitungen einer konfektionierten Medienleitung geeignet sind, können beispielsweise den Materialgruppen eines hochtemperaturfesten Polyamids (PA HT), Fluorpolymeren bzw. Fluorkunststoffen, thermoplastischen Elastomeren (TPE) und hochtemperaturfesten Elastomeren (Elastomer HT) angehören. Hierbei eignet sich beispielsweise für die zweite, mechanische Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihende Schicht PA HT, für die dritte, elektrisch leitfähige Schicht leitfähig dotiertes PA HT und für die Innenschicht ein Fluorkunststoff bzw. für die zweite Schicht PA HT, für die dritte Schicht leitfähig dotiertes PA HT und für die Innenschicht TPE bzw. für die zweite Schicht Polyphenylensulfid (PPS), für die dritte Schicht leitfähig dotiertes PPS und für die Innenschicht entweder ein Fluorkunststoff oder TPE. Bei Verwenden eines hochtemperaturfesten Polyamids (PA HT) für die zweite und die dritte Schicht kann ferner für die Innenschicht ein hochtemperaturfestes Elastomer (Elastomer HT) verwendet werden. Im Hinblick auf das Erzielen einer Hochtemperaturfestigkeit kann anstelle eines thermoplastischen Standardelastomers auch modifiziertes TPE, beispielsweise TPE-PEBA, verwendet werden, also TPE mit einem Polyamid als Basis. Ein Abschnitt der konfektionierten Medienleitung, der lediglich Standardtemperaturen, also nicht besonders hohen Temperaturen ausgesetzt wird, kann aus Materialien, die Standardmaterialien für Normaltemperaturen sind, bestehen. Bei einer zweiten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung bzw. Teilmedienleitung aus einem Normaltemperaturpolyamid (PA „NT” bzw. PA Standard) und der dritten Schicht aus entsprechendem Material, das leitfähig dotiert ist, kann die Innenschicht entweder aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE), einem oder mehreren Fluorkunststoffen oder einem Normaltemperaturelastomer (Elastomer „NT”) bestehen.High-temperature-resistant plastics which are suitable for a media line or partial media lines of a ready-made media line which can be used correspondingly in the hot region of a vehicle can be, for example, the material groups of a high-temperature-resistant polyamide (PA HT), fluoropolymers or fluoroplastics, thermoplastic elastomers (TPE) and high-temperature-resistant elastomers (elastomer HT) belong. Here, for example, the second, mechanical strength or compressive strength-imparting layer PA HT, for the third, electrically conductive layer conductive doped PA HT and for the inner layer of a fluoroplastic or PA HT for the second layer, for the third layer conductive doped PA HT and for the inner layer TPE or for the second layer of polyphenylene sulfide (PPS), for the third layer conductively doped PPS and for the inner layer either a fluoroplastic or TPE. Further, when using a high-temperature-resistant polyamide (PA HT) for the second and third layers, a high-temperature-resistant elastomer (HT elastomer) may be used for the inner layer. With a view to achieving high-temperature strength, it is also possible to use modified TPE, for example TPE-PEBA, instead of a standard thermoplastic elastomer, ie TPE with a polyamide as base. A section of the packaged media line that is only exposed to standard temperatures, ie not particularly high temperatures, may consist of materials that are standard materials for normal temperatures. In a second layer of the conduit wall of the medium line or partial media line of a normal temperature polyamide (PA "NT" or PA standard) and the third layer of appropriate material which is doped conductive, the inner layer of either a thermoplastic elastomer (TPE), a or more fluoroplastics or a normal temperature elastomer ("NT" elastomer).
Als stoffschlüssige Verbindung zum Verbinden von Anschlussbauteil und der zumindest einen zweiten, mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihenden Schicht der Leitungswandung der Medienleitung eignet sich insbesondere eine Schweißverbindung, beispielsweise Laserschweißen oder Reibschweißen. Zum Reibschweißen können die Innenschicht und die zweite Schicht der Leitungswandung z. B. in einer taschenartigen Ausnehmung des Anschlussbauteils aufgenommen und vorteilhaft zumindest die zweite Schicht, die bezüglich ihres Materials an das Material des Anschlussbauteils angepasst ist, durch Reibschweißen mit dem Anschlussbauteil stoffschlüssig verbunden werden. Für den Reibschweißvorgang kann dementsprechend das Anschlussbauteil gegenüber der Medienleitung rotiert werden bzw. umgekehrt die Medienleitung gegenüber dem Anschlussbauteil. Anstelle eines Reibschweißens oder Laserschweißens kann auch eine andere stoffschlüssige Verbindung, wie ein Spritzgießen vorgesehen werden, wobei das Anschlussbauteil an bzw. auf die zweite Schicht und ggf. auch an die Innenschicht angespritzt wird.As a material connection for connecting the connection component and the at least one second, mechanical strength and / or compressive strength-imparting layer of the conduit wall of the media line is in particular a welded connection, for example laser welding or friction welding. For friction welding, the inner layer and the second layer of the conduit wall z. B. received in a pocket-like recess of the connection component and advantageously at least the second layer, which is adapted with respect to their material to the material of the connection component, are joined by friction welding to the connection component cohesively. Accordingly, for the friction welding process, the connection component can be rotated relative to the media line, or conversely, the media line can be rotated relative to the connection component. Instead of friction welding or laser welding, it is also possible to provide another cohesive connection, such as injection molding, wherein the connection component is injection-molded onto or onto the second layer and possibly also against the inner layer.
Da das Material der Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung vorteilhaft eine höhere Dehnfähigkeit, insbesondere höhere Streckdehnung, aufweist als das Material der äußersten Schicht der Leitungswandung, kann hierdurch eine besonders gute Dehnfähigkeit der Medienleitung erzielt und eine unerwünschte Beschädigung auch bei innerhalb des inneren Lumens der Medienleitung gefrierendem Medium sehr gut vermieden werden, da die Dehnung der Innenschicht dazu führt, dass die dabei auftretende Kraft an die zumindest eine benachbarte zweite Schicht weitergeleitet wird, es jedoch nicht zu einem Reißen der Schichten der Leitungswandung der Medienleitung kommt. Beispiele für Materialien, die für eine dehnfähige Innenschicht verwendet werden können, sind z. B. ETFE oder TPE oder PPA, das vorteilhaft bei höheren Temperaturen nicht degradiert, somit auch im Hochtemperaturbereich verwendet werden kann. Zum Vermeiden einer Rissbildung kann somit die Innenschicht sich dehnen, während die zweite Schicht für eine mechanische Stabilität der Medienleitung sorgt.Since the material of the inner layer of the conduit wall of the media line advantageously has a higher elasticity, in particular higher elongation at stretch, than the material of the outermost layer of the conduit wall, a particularly good elasticity of the media line can be achieved and unwanted damage even in freezing within the inner lumen of the media line Medium can be avoided very well, since the stretching of the inner layer causes the force occurring is forwarded to the at least one adjacent second layer, but there is no tearing of the layers of the conduit wall of the media line. Examples of materials that can be used for a stretchable inner layer are, for. As ETFE or TPE or PPA, which is not degraded advantageous at higher temperatures, thus can be used in the high temperature range. Thus, to avoid cracking, the inner layer may stretch while the second layer provides mechanical stability of the media line.
Die zweite Schicht der Leitungswandung der Medienleitung besteht vorteilhaft aus zumindest einem der Medienleitung mechanische Festigkeit verleihenden Material und weist eine Streckdehnung bzw. elastische Dehnung von z. B. 0,5–4%, insbesondere 1,3% auf. Das Material der Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung weist vorteilhaft eine 10–30% höhere Dehnfähigkeit als das der zweiten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung auf. Insbesondere weist das Material der Innenschicht der Leitungswandung eine 20% höhere Dehnfähigkeit als die zweite Schicht von dieser auf und liegt im Bereich von 3–11%, insbesondere 5%.The second layer of the conduit wall of the media line is advantageously made of at least one of the media line mechanical strength-conferring material and has a yield strain or elastic elongation of z. B. 0.5-4%, in particular 1.3%. The material of the inner layer of the conduit wall of the media conduit advantageously has a 10-30% higher elasticity than that of the second layer of the conduit wall of the media conduit. In particular, the material of the inner layer of the conduit wall has a 20% higher stretchability than the second layer thereof and is in the range of 3-11%, in particular 5%.
Durch das Vorsehen der unterschiedlichen Dehnfähigkeit der Innenschicht und der zweiten Schicht der Leitungswandung der Medienleitung können sonst im Stand der Technik auftretende Risse in der Leitungswandung der Medienleitung vor allem bei gefrierendem Medium innerhalb der Medienleitung bzw. von deren Leitungslumen, was zu einem Volumenzuwachs und zu axialem und/oder radialem Reißdruck führt, vorteilhaft vermieden werden. Der auf die Leitungswandung durch das gefrierende Medium einwirkende Druck kann dementsprechend durch die sehr dehnfähige Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung aufgefangen werden.By providing the different extensibility of the inner layer and the second layer of the conduit wall of the media line otherwise occurring in the prior art cracks in the conduit wall of the media line, especially in freezing medium within the media line or from its conduit lumen, resulting in an increase in volume and axial and / or radial rupture pressure, advantageously avoided. The pressure acting on the conduit wall by the freezing medium pressure can accordingly be absorbed by the very stretchable inner layer of the conduit wall of the media line.
Die Materialschichten der zumindest einen Medienleitung können miteinander verbunden sein. Alternativ kann es jedoch vorgesehen sein, zum Vermeiden eines Fortschreitens eines Risses bei eventuell doch auftretender Rissbildung in einer der Schichten der Leitungswandung der Medienleitung die Schichten zumindest im Wesentlichen nicht miteinander verbunden, insbesondere übereinander extrudiert, auszubilden. Dadurch, dass die einzelnen Schichten der Leitungswandung nicht miteinander verbunden sind, führt eine Rissbildung in einer der Schichten nicht zu einer Rissbildung in auch den anderen Schichten, da die einzelnen Schichten voneinander entkoppelt sind. Dies kann, wie erwähnt, dadurch geschehen, dass die einzelnen Materialschichten der Leitungswandung der Medienleitung übereinander extrudiert werden, somit nicht (inniglich) miteinander verbunden sind.The material layers of the at least one media line can be connected to one another. Alternatively, however, it may be provided to avoid a progression of a crack in the event of crack formation possibly occurring in one of the layers of the conduit wall of the media conduit, the layers at least substantially not connected to each other, in particular extruded over one another, form. The fact that the individual layers of the conduit wall are not interconnected, cracking in one of the layers does not lead to cracking in the other layers, since the individual Layers are decoupled from each other. This can, as mentioned, be done by the fact that the individual material layers of the conduit wall of the media line are extruded over each other, thus not (intimately) connected to each other.
Vorteilhaft weist die zumindest eine Innenschicht eine Schichtdicke von 0,02 bis 1 mm, die darüber angeordnete zumindest eine zweite Schicht eine Schichtdicke von 0,5 bis 2 mm und die zumindest eine darüber angeordnete dritte Schicht eine Schichtdicke von 0,5 bis 2 mm auf. Die Medienleitung kann ferner Abmessungen von Außendurchmesser und Windstärke von 4 × 1 bis 1,2 mm oder 5 × 1 bis 1,5 mm oder 6 × 1 bis 1,5 mm oder 8 × 1 bis 2 mm oder 10 × 1,5 bis 2 mm oder 12 × 1,5 bis 3 mm aufweisen. Die jeweiligen Angaben zur Wandstärke beziehen sich auf die gesamte Wandstärke der Leitungswandung, umfassend die zumindest vier Schichten.Advantageously, the at least one inner layer has a layer thickness of 0.02 to 1 mm, the at least one second layer arranged above a layer thickness of 0.5 to 2 mm and the at least one third layer arranged above a layer thickness of 0.5 to 2 mm , The media line may also have dimensions of outside diameter and wind force of 4 x 1 to 1.2 mm or 5 x 1 to 1.5 mm or 6 x 1 to 1.5 mm or 8 x 1 to 2 mm or 10 x 1.5 to 2 mm or 12 × 1.5 to 3 mm. The respective details of the wall thickness relate to the total wall thickness of the conduit wall, comprising the at least four layers.
Gerade für den Einsatz der Medienleitung im Bereich eines Fahrzeugs erweist es sich als vorteilhaft, die Materialen der Schichten der mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung hochtemperaturfest auszubilden, wobei insbesondere die oder ein Teil der Schichten aus PTFE, PPA, leitfähig dotiertem PPA bestehen können. Bei Anordnung einer solchen mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung in einem Fahrzeug kann diese beispielsweise an einem Ende an einem Aggregat bzw. einer Komponente, wie beispielsweise einer Dosiereinheit im Bereich eines Fahrzeugmotors, angeschlossen werden und andererseits an einer Komponente bzw. einem anderen Aggregat, wie beispielsweise einer Pumpe eines Kraftfahrzeugtanks. Im Bereich des Fahrzeugmotors treten im Betrieb teilweise sehr hohe Temperaturen auf, ebenso im Bereich eines Abgasstrangs des Fahrzeugs, während im Bereich des Fahrzeugtanks eher recht niedrige oder normale Temperaturen auftreten. Im Bereich des Fahrzeugmotors bzw. des Abgasstrangs eignen sich daher temperaturbeständige Materialen, während in den anderen Bereichen die Medienleitung bzw. deren Schichten aus Standardmaterialien, die die jeweiligen vorstehend diskutierten Funktionen der einzelnen Schichten der mehrschichtigen Medienleitung erfüllen, verwendet werden können. Für die Innenschicht eignet sich beispielsweise als Standardmaterial bzw. nicht temperaturfestes Material TPE, insbesondere dann, wenn eine Anbindung der Innenschicht an einen Stecker eines Anschlussbauteils vorgesehen werden soll. Ferner können vorteilhaft Fluorpolymere mit einer besonders guten Permeationsbeständigkeit versehen werden, die sich ebenfalls für die erste bzw. Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung eignen. Die elektrisch leitfähige Schicht kann im sog. Kaltbereich, also in dem Bereich, in dem keine hochtemperaturbeständigen Materialien erforderlich sind, beispielsweise aus leitfähig dotiertem PA12 bestehen, während sich für den Heßbereich, also den Bereich, in dem sich hochtemperaturbeständige Materialen als vorteilhaft erweisen, PPA als Material für die elektrisch leitfähige Schicht eignet, wobei auch dieses leitfähig dotiert wird. Ferner können für die elektrisch leitfähige Schicht sowie die mechanische Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihende Schicht außer PPA auch PA und PPS als Materialien verwendet werden. Die Materialien der zweiten und dritten Schicht unterscheiden sich dabei lediglich durch die elektrisch leitfähige Dotierung der dritten Schicht, also der elektrisch leitfähigen Schicht. Durch eine optimale Anbindung der mechanischen Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihenden zweiten Schicht an die elektrisch leitfähige dritte Schicht kann die mechanische Festigkeit der Medienleitung noch weiter unterstützt werden. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Materialien der zweiten und dritten Schicht der gleichen Materialklasse angehören bzw. die Materialklassen der für die zweite und dritte Schicht verwendeten Materialien einander ähneln. Bei Anordnen der Medienleitung in einem Heißbereich beispielweise eines Fahrzeugs, also insbesondere im Bereich des Fahrzeugmotors bzw. Abgasstrangs, wird vorteilhaft auch für die zweite, mechanische Festigkeit bzw. Druckfestigkeit verleihende Schicht ein hochtemperaturbeständiges Material verwendet, bei Anordnen der Medienleitung in einem normal temperierten bzw. Kaltbereich insbesondere eines Fahrzeugs eignet sich ein Standardmaterial.Especially for the use of the media line in the area of a vehicle, it proves to be advantageous to form the materials of the layers of the multilayer heatable media line high temperature resistant, in particular, the or part of the layers of PTFE, PPA, conductive doped PPA can exist. When arranging such a multilayer heatable media line in a vehicle, this can be connected, for example at one end to an aggregate or a component, such as a metering unit in the range of a vehicle engine, and on the other hand to a component or another unit, such as a pump a motor vehicle tank. In the area of the vehicle engine, during operation very high temperatures sometimes occur, as well as in the area of an exhaust gas line of the vehicle, while rather low or normal temperatures occur in the region of the vehicle tank. Temperature-resistant materials are therefore suitable in the region of the vehicle engine or of the exhaust gas line, while in the other areas the media line or its layers of standard materials which fulfill the respective functions of the individual layers of the multilayer media line discussed above can be used. For the inner layer, for example, is suitable as a standard material or non-temperature-resistant material TPE, in particular when a connection of the inner layer to a connector of a connection component to be provided. Furthermore, fluoropolymers can be advantageously provided with a particularly good permeation resistance, which are also suitable for the first or inner layer of the conduit wall of the media line. The electrically conductive layer can in the so-called. Cold area, ie in the area where no high temperature resistant materials are required, for example, consist of conductively doped PA12, while for the Hessbereich, ie the area in which prove high-temperature resistant materials, PPA as material for the electrically conductive layer, whereby this is doped conductive. Further, for the electroconductive layer as well as the mechanical strength imparting layer other than PPA, PA and PPS may also be used as materials. The materials of the second and third layer differ only by the electrically conductive doping of the third layer, ie the electrically conductive layer. By an optimal connection of the mechanical strength or compressive strength-imparting second layer to the electrically conductive third layer, the mechanical strength of the media line can be further supported. It proves to be particularly advantageous if the materials of the second and third layer belong to the same class of material or the material classes of the materials used for the second and third layer are similar to each other. When arranging the media line in a hot area, for example, a vehicle, ie in particular in the area of the vehicle engine or exhaust line, a high temperature resistant material is advantageously used for the second, mechanical strength or compressive strength layer, when arranging the media line in a normal tempered or Cold area in particular of a vehicle is a standard material.
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
Radial oberhalb der elektrisch leitfähigen Schicht
Auf der vierten Schicht
Nicht gezeigt, jedoch zum Verbinden der einzelnen Schichten
Die in
Eine weitere Ausführungsvariante einer Medienleitung
Die Ausführungsvarianten der Medienleitung
Die Medienleitung
Die
In der in
In der in
Durch das Vorsehen einer endseitig gestuften Leitungswandung
In
Die zweite Schicht
Die zweite Schicht
Die Innenschicht
Die konfektionierte Medienleitung
Beide Teil-Medienleitungen
Die Materialien dieser einzelnen Schichten können unterschiedlich oder ähnlich sein, sind in jedem Fall angepasst ausgewählt an den herrschenden Temperaturbereich der jeweiligen Teil-Medienleitung
Als Materialien können beispielsweise Polyamide für die Schichten der Medienleitung
Beispiele für auswählbare Materialien für die jeweiligen Schichten
Sofern eine hüllrohrförmige Isolationseinrichtung zum Ummanteln der Medienleitung vorgesehen ist und/oder eine thermische Isolationsschicht als zusätzliche äußerste Deckschicht auf die Medienleitung
Durch Einbringen leitfähiger Stoffe können die für die zweite Schicht
Im Hinblick auf die im Heißbereich
Wie Tabelle 2 entnommen werden kann, kann für die zweite und dritte Schicht
Im Hinblick auf den Werkstoff TPE ist ferner anzumerken, dass dieser auch modifiziert werden kann, um für die Verwendung bei höheren Temperaturen geeignet zu sein, dementsprechend beispielsweise für die Innenschicht
Wie weiter der Tabelle 3 entnommen werden kann, kann als hochtemperaturbeständiges Polyamid beispielsweise Polyphtalamid (PPA), Polyamid-66 (PA66), Polyamid-12 (PA12), Polyamid-612 (PA612), Polyamid-610 (PA610) oder auch Polyphenylensulfid (PPS) verwendet werden. Die Materialgruppe der Fluorkunststoffe umfasst entsprechend der Tabelle 3 Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), Tetrafluorethylen (FEP), Perfluoralkoxy-Polymere (PFA) und Polytetrafluorethylen (PTFE). Die Materialgruppe der thermoplastischen Elastomere umfasst, wie in der Tabelle 3 aufgelistet, Polyurethan-Elastomer (TPU), Styrol-Blockcopolymere (TPE-S), vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis (TPE-V), thermoplastische Copolyamide (TPE-A), thermoplastische Copolyester (TPE-E) oder auch ein thermoplastisches Vulkanisat auf Fluorpolymerbasis (F-TPV). Die Gruppe der hochtemperaturfesten Elastomere umfasst zur Verwendung als Innenschicht 250 Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Fluorkautschuk (FKM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), hydrierte Nitril-Kautschuke (HNBR), Silikon (SI) und Fluorsilikone (FVQM) Silikon-Kautschuk mit Methyl-, Vinyl- und Fluorgruppen an der Polymerkette.As can further be seen from Table 3, high-temperature-resistant polyamide can be, for example, polyphthalamide (PPA), polyamide-66 (PA66), polyamide-12 (PA12), polyamide-612 (PA612), polyamide-610 (PA610) or also polyphenylene sulfide ( PPS). The material group of fluoroplastics includes according to Table 3 ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), tetrafluoroethylene (FEP), perfluoroalkoxy polymers (PFA) and polytetrafluoroethylene (PTFE). The material group of the thermoplastic elastomers includes, as listed in Table 3, polyurethane elastomer (TPU), styrene block copolymers (TPE-S), olefin-based crosslinked thermoplastic elastomers (TPE-V), thermoplastic copolyamides (TPE-A), thermoplastic ones Copolyester (TPE-E) or a thermoplastic vulcanizate based on fluoropolymer (F-TPV). The group of high temperature solid elastomers for use as
Für die zweite und die dritte Schicht
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von mehrschichtigen beheizbaren Medienleitungen und konfektionierten Medienleitungen mit zumindest einer solchen mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung können noch zahlreiche weitere gebildet werden, insbesondere auch beliebige Kombinationen der genannten Merkmale und Ausführungsvarianten, bei denen die Leitungswandung der mehrschichtigen beheizbaren Medienleitung jeweils zumindest vier Materialschichten umfasst, von denen zumindest eine Innenschicht als eine eine Rissbildung verhindernde oder verzögernde bzw. eine Permeationsbarriere bildende, also einen Durchtritt von Medium verhindernde, Materialschicht ausgebildet ist, zumindest eine darüber angeordnete zweite Schicht mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleiht, zumindest eine über der zweiten Schicht angeordnete dritte Schicht eine elektrisch leitfähige Schicht ist und zumindest eine über der elektrisch leitfähigen dritten Schicht angeordnete Schicht als thermisch und/oder elektrisch isolierende Materialschicht ausgebildet ist. Ein Verbinden der Leitungswandung der Medienleitung mit zumindest einem Anschlussbauteil erfolgt jeweils vorteilhaft stoffschlüssig im Bereich der zumindest einen mechanische Festigkeit und/oder Druckfestigkeit verleihenden Materialschicht, wobei ggf. auch eine stoffschlüssige Verbindung mit der Innenschicht der Leitungswandung der Medienleitung vorgesehen werden kann.In addition to the embodiments described above and shown in the figures of multilayer heatable media lines and ready-made media lines with at least one such multilayer heatable media line, numerous other can be formed, in particular any combination of the features mentioned and variants in which the line wall of the multilayer heatable media line in each case comprises at least four layers of material, of which at least one inner layer as a cracking preventing or retarding or a permeation barrier forming, so a passage of medium preventing, material layer is formed, at least one arranged above second layer mechanical strength and / or compressive strength, at least a third layer disposed over the second layer is an electrically conductive layer and at least one over the electrically conductive dr Itten layer arranged as a thermally and / or electrically insulating material layer is formed. Connecting the conduit wall of the Media line with at least one connection component is in each case advantageously cohesively in the region of the at least one mechanical strength and / or compressive strength-imparting material layer, it also being possible for a cohesive connection to be provided with the inner layer of the conduit wall of the media line.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- konfektionierte Medienleitungready made media line
- 22
- Medienleitung/erste Teil-MedienleitungMedia line / first part media line
- 33
- zweite Teil-Medienleitungsecond part media line
- 44
- Dosierstellemetering
- 55
- Fahrzeugmotorvehicle engine
- 66
- Pumpepump
- 77
- Fahrzeugtankvehicle tank
- 88th
- Heißbereichhot region
- 99
- Kaltbereichcold area
- 1010
- LaserschweißstelleLaser weld
- 2020
- Anschlussbauteilconnection component
- 2121
- Anschlussbauteilconnection component
- 2525
- Leitungswandungchanneling
- 2626
- Leitungslumenline lumens
- 2727
- vorstehender Randbereichprotruding border area
- 2828
- Absatzbereichsales area
- 2929
- umlaufende Nut/Taschecircumferential groove / pocket
- 3030
- Anschlussbauteilconnection component
- 3131
- Anschlussbauteilconnection component
- 3535
- Leitungswandungchanneling
- 3636
- Leitungslumenline lumens
- 250250
- Innenschicht/erste SchichtInner layer / first layer
- 251251
- zweite Schichtsecond layer
- 252252
- elektrisch leitfähige Schichtelectrically conductive layer
- 253253
- erste elektrisch leitfähige Schichtfirst electrically conductive layer
- 254254
- zweite elektrisch leitfähige Schichtsecond electrically conductive layer
- 255255
- KontaktleiterContact manager
- 256256
- vierte Schichtfourth shift
- 257257
-
Oberfläche von
251 Surface of251 - 258258
-
Oberfläche von
252 Surface of252 - 259259
- thermische Isolationsschichtthermal insulation layer
- 260260
- Wellrohr/HüllrohrCorrugated tube / cladding tube
- 261261
- Luftspaltair gap
- aa
-
Abstand zwischen Anschlussbauteil
20 und leitfähiger SchichtDistance betweenconnection component 20 and conductive layer - P1P1
- Pfeil (Rotieren fürs Reibschweißen)Arrow (rotating for friction welding)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102010051550 A1 [0006] DE 102010051550 A1 [0006]
- DE 102005037183 B4 [0007] DE 102005037183 B4 [0007]
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