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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidleitung für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise eine Kühlwasserleitung. Die Fluidleitung weist integrierte elektrische Leitungen und Sensoren auf.
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Bei der Entwicklung neuer Fahrzeugmodelle und Fahrzeugtechnologien (z.B. von Elektro- und Hybridfahrzeugen) gewinnt das Thermomanagement eine immer größere Bedeutung. Das Thermomanagement hat das Ziel, auftretende Verlustabwärme intelligent zu nutzen und Komponenten verbrauchsoptimal zu kühlen oder zu heizen. Dafür werden Informationen zum aktuellen Zustand der am Thermomanagement teilnehmenden Medien im Fahrzeug benötigt. Dies umfasst unter anderem Informationen über Volumenströme, Drücke oder Temperaturen der Medien.
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Um solche Informationen zu ermitteln und an eine Einheit zur Steuerung des Thermomanagements zu übermitteln, wird üblicherweise zwischen zwei Schlauchabschnitte eines Medienkreislaufs ein zusätzliches Bauteil eingefügt und mit den Schlauchabschnitten verbunden, das einen Sensor enthält. Von diesem Sensor führt dann ein Kabel bis zu einem Steuergerät oder zu einer Schnittstelle eines Bus-Systems des Kraftfahrzeugs.
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Das zusätzliche Bauteil benötigt zusätzlichen Bauraum und es müssen zusätzlich zu den bereits vorhandenen medienführenden Schläuchen oder Rohren elektrische Leitungen im Bauraum vorgehalten werden.
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Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die Informationen zum aktuellen Zustand von am Thermomanagement teilnehmenden Medien in einem Fahrzeug, insbesondere Informationen über Volumenströme, Drücke oder Temperaturen der Medien, sammeln und weiterleiten kann, und keinen zusätzlichen Bauraum im Fahrzeug benötigt.
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Aus der
DE 10 2005 015 483 A1 ist eine Verbindungsleitung für ein Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeugs mit einer Fluidleitung und elektrischen Leitungen bekannt. Die Fluidleitung und die elektrischen Leitungen sind zumindest in einem Teilabschnitt der Verbindungsleitung gemeinsam in einen Kunststoffmantel eingebettet. Die weist einen Steckverbinder zur Kontaktierung der elektrischen Leitungen auf, dessen Gehäuse vom Kunststoffmantel gebildet wird, in den die Fluidleitung und die elektrischen Leitungen eingebettet sind.
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Die
DE 100 54 559 A1 offenbart ein Stecker-Anschlussstück für eine flexible Fluidleitung mit zumindest einem integrierten elektrischen Leitungsstrang. Der Leitungsstrang ist über das Stecker-Anschlussstück mit einer zur Temperatur- und/oder Druckerfassung geeigneten Sensoranordnung elektrisch kontaktiert.
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Die
US 2014/251638 A1 betrifft eine röhrenförmige Vorrichtung zum Herstellen starrer röhrenförmiger Strukturen, die eine flexible zylindrische Wand aufweist, die in ihrem Inneren einen hohlen Durchgang definiert und zum Aufwickeln, insbesondere auf eine Spule, geeignet ist und zur Verwendung kontinuierlich verlegt wird. Die zylindrische Wand weist ein Gewebe auf, das auf seiner Innenseite mindestens einen Spalt aufweist, der in axialer Richtung der zylindrischen Wand verläuft, wobei das Gewebe Mittel aufweist, die durch Zug belastbar sind, wenn in dem Spalt ein Fluid vorhanden ist, das zur Versteifung der röhrenförmigen Vorrichtung unter Druck eingespritzt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in im Fahrzeug ohnehin vorhandenen Schläuchen oder Rohren bereits bei der Fertigung elektrische Leitungen integriert und Sensoren an der Innenseite des Schlauches oder Rohrs angebracht werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Fluidleitung eines Kraftfahrzeugs, in deren Wand mindestens eine elektrische Leitung angeordnet ist und an deren Wandinnenseite mindestens ein Sensor angeordnet ist, der mit mindestens einer elektrischen Leitung in der Wand der Fluidleitung elektrisch leitend verbunden ist. In einer Ausführungsform ist in der Wand der Fluidleitung mehr als eine elektrische Leitung angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind in der Wand der Fluidleitung zwei elektrische Leitungen angeordnet, in einer anderen Ausführungsform drei elektrische Leitungen, in einer weiteren Ausführungsform vier elektrische Leitungen. Es können auch mehr als vier elektrische Leitungen in der Wand der Fluidleitung angeordnet sein, beispielsweise sechs Leitungen.
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In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Fluidleitung um eine Leitung eines Kühlmittelkreislaufs des Fahrzeugs, beispielsweise eine Kühlwasserleitung. In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei der Fluidleitung um eine Leitung eines Heizkreislaufs des Fahrzeugs, beispielsweise eine Heizluftleitung.
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In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor, der an der Innenwand der Fluidleitung angebracht ist, ein Temperatursensor. In einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor ein Drucksensor. In einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor ein Sensor zur Ermittlung eines Volumenstroms in der Fluidleitung, z.B. ein Durchflussmesser. In einer Ausführungsform ist an der Innenwand der Fluidleitung mehr als ein Sensor angebracht. In einer weiteren Ausführungsform sind an der Innenwand der Fluidleitung zwei Sensoren angeordnet, in einer anderen Ausführungsform drei Sensoren. Die Sensoren können gleichartig oder verschiedenartig sein. In einer beispielhaften Ausführungsform sind ein Temperatursensor und ein Drucksensor an der Innenwand der Fluidleitung angebracht, in einer anderen Ausführungsform jeweils ein Temperatursensor, ein Drucksensor und ein Flussratensensor.
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Der mindestens eine Sensor ist mit der mindestens einen elektrischen Leitung elektrisch leitend verbunden. Je nach Art des Sensors ist dieser mit einer oder mehreren elektrischen Leitungen in der Wand der Fluidleitung verbunden. In einer Ausführungsform sind Verbindungselemente zwischen dem Sensor und einer oder mehreren elektrischen Leitungen in der Wand der Fluidleitung angeordnet.
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In einer Ausführungsform ist die Fluidleitung biegsam und gegebenenfalls gummielastisch. In einer anderen Ausführungsform ist die Fluidleitung starr, d.h. biegesteif.
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In einer Ausführungsform besteht die Wand der erfindungsgemäßen Fluidleitung aus Kunststoff. In einer Ausführungsform ist der Kunststoff ein Thermoplast, beispielsweise Polyamid. In einer weiteren Ausführungsform ist der Kunststoff ein Elastomer, beispielsweise EPDM.
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In einer Ausführungsform ist die Wand der Fluidleitung massiv und die mindestens eine elektrische Leitung ist in die Wand der Fluidleitung eingebettet. In einer anderen Ausführungsform weist die Wand der Fluidleitung Hohlräume auf, besteht also beispielsweise aus einem Integralschaum. In wieder einer anderen Ausführungsform weist die Wand der Fluidleitung parallel zur Längsachse der Fluidleitung verlaufende Kanäle auf, in denen die mindestens eine elektrische Leitung verlegt werden kann.
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In wieder einer anderen Ausführungsform besteht die Wand der Fluidleitung aus zwei konzentrischen Elementen, die Fluidleitung weist also einen Doppelmantel auf. In dieser Ausführungsform ist die Fluidleitung als doppelwandige Leitung ausgebildet und die mindestens eine elektrische Leitung ist zwischen den konzentrischen Elementen in der Doppelwand angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das äußere konzentrische Element ein Metallgewebe.
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In einer Ausführungsform ist an einem Ende der Fluidleitung ein Stecker angeordnet, der mit der mindestens einen in der Wand der Fluidleitung angeordneten elektrische Leitung elektrisch leitend verbunden ist. In einer Ausführungsform ist der Stecker dafür konfiguriert, die Signale eines oder mehrerer Sensoren weiterzuleiten an eine Steuereinheit des Fahrzeugs oder ein Bussystem des Fahrzeugs. Der Stecker dient als Schnittstelle zu den die Sensorsignale verarbeitenden Einheiten des Fahrzeugs, und ist z.B. mit dem Kabelbaum des Fahrzeugs verbunden.
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Die erfindungsgemäße Fluidleitung bietet den Vorteil, dass Sensoren ohne ein zusätzliches Bauteil (eine Koppelstelle) in einer Fluidleitung eines Fahrzeugs, z.B. einem Schlauch oder einem Rohr, verbaut werden können. Ein zusätzliches Bauteil, das den Sensor aufnimmt, ist nicht mehr notwendig, was Bauraum, Komplexität und Kosten verringert. Zusätzlich können die Signalleitungen an einer definierten Position gesammelt an den Fahrzeug-Kabelbaum übergeben werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidleitung.
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1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidleitung 10. In die Wand 11 der Fluidleitung 10 sind zwei elektrische Leitungen 12 eingebettet. Ein Temperatursensor 14 ist an der Innenwand der Fluidleitung 10 angebracht. Die elektrischen Leitungen 12 sind über Verbindungsleitungen 13 mit dem Temperatursensor 14 elektrisch leitend verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kühlwasserleitung
- 11
- Schlauch/Rohr
- 12
- elektrische Leitung
- 13
- Verbindungselement
- 14
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005015483 A1 [0006]
- DE 10054559 A1 [0007]
- US 2014251638 A1 [0008]
