DE19800167A1 - Hochtemperaturfeste Leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hochtemperaturfeste Leitung, insbesondere zur Verlegung in Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In modernen Kraftfahrzeugen werden eine große Anzahl von Leitungen als medienführende Leitungen oder als Stromkabel verlegt. In Kraftfahrzeugen sind zudem eine Mehrzahl von Funktionselementen als intensive Wärmequellen vorhanden, wie beispielsweise ein Motor­ block einer Brennkraftmaschine, eine Auspuffanlage oder ein Katalysator. Die üblichen verwendeten Leitungen erlauben nur eine relativ geringe Temperaturbelastung und Auf­ heizung, die sowohl durch Wärmeleitung als auch durch Wärmestrahlung erfolgen kann.

Um die zulässigen Wärmebelastungsgrenzen der Leitungen einhalten zu können, werden diese mit möglichst großen Abständen von starken Wärmequellen im Fahrzeug verlegt und/oder es werden zwischen den Leitungen und den Wärmequellen Hitzeschilde angebracht. Durch einzuhaltende Abstände von Wärmequellen sind die konstruktiven Möglichkeiten bei der Leitungsführung teilweise stark eingeschränkt und/oder die Anbringung von Hitzeschilden ist aufwendig und erhöht zudem das Fahrzeuggewicht.

Bei extrem hohen Temperaturen schmelzen oberhalb einer Grenztemperatur bei elektrischen Leitungen die isolierenden Umhüllungen. Es sind auch Leitungen mit hochtemperaturfesten Isolationsumhüllungen bekannt, die jedoch teuer sind und ebenfalls nur beschränkt für Ein­ sätze im Fahrzeug belastbar sind.

Bei medienführenden Schlauchleitungen schmelzen über einer Grenztemperatur die Schlauchmaterialien. Gegebenenfalls ist jedoch auch nur eine maximale Grenztemperatur für das zu transportierende Medium zulässig, so daß das Medium in der Leitung vor einer starken Erwärmung zu schützen ist.

Es sind wärmetechnische Heizkessel- oder Warmwasserspeicher mit einer wärmeisolierenden Umhüllung bekannt (DE 40 03 770 C2). Diese Umhüllung besteht aus einer oder mehreren Hohlräume einschließenden Folien, wobei die Folien eine wellenförmig profilierte Außenhaut von Matten bilden, deren Kammern mit einem wärmeisolierenden Medium gefüllt sind. Insbesondere sind diese Kammern luftgefüllte Zwischenräume.

Mit einer solchen bekannten, wärmeisolierenden Umhüllung sollen Wärmeverluste des wärmetechnischen Geräts durch Abstrahlung weitgehend unterbunden werden. Das wärme­ technische Gerät soll gerade nicht vor einer von außen zugeführten Temperaturbelastung geschützt werden. Dadurch sind auch hier keine gezielten Maßnahmen für einen Temperatur­ schutz von außen, insbesondere gegen eine auftreffende Wärmestrahlung getroffen. Es wird lediglich durch eine Umhüllung mit Isoliermatten die Wärmeabstrahlung reduziert.

Weiter ist ein Wärme- und Schallisolationsformteil bekannt (DE-GM 93 01 234), mit dem eine Kombination von Wärme- und Schallisolation angestrebt wird. Dieses Formteil ist schicht­ förmig aufgebaut und besteht aus einem gelochten Aluminiumblech als Träger, auf das eine Aluminiumfolie gelegt ist. Darauf ist eine relativ dicke Isolationsschicht aus Mineralschaum, Mineralwolle oder aus Glasfasern angeordnet, worauf erneut eine Aluminiumfolie folgt, die dann mit einem relativ dicken, mattenförmigen, gewellten Aluminiumgestrick belegt ist, über dem eine weitere Aluminiumfolie die abschließende Außenseite bildet. Ein solches Formteil ist durch seinen dickwandigen Aufbau als Wärmeschutzumhüllung für Leitungen praktisch nicht geeignet. Die Funktion einer Schallisolierung ist zudem für Leitungen in der Regel nicht erforderlich. Ebenso ist ein solches Formteil nicht flexibel, so daß eine Montage von Leitungen mit einer solchen Leitungsumhüllung bei Biegungen behindert wird oder nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine hochtemperaturfeste Leitung zu schaffen, die bei einfachem und preisgünstigen Aufbau mit extrem hohen Temperaturen belastet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 weist die Leitung eine Wärmeschutzumhüllung auf. Diese besteht aus einer ersten, auf die Leitung aufgebrachten Schicht, die eine Wärmeleitung von außen zur Leitung unterbindet. Diese erste Schicht ist von einer zweiten Schicht umgeben, die auf die zweite Schicht von außen auftreffende Wärmestrahlung reflektiert.

Durch die Kombination der Wirkungen dieser beiden Schichten wird ein hervorragender Temperaturschutz für Leitungen erreicht, die dadurch von außen mit extrem hohen Tempe­ raturen belastet werden können. Solche Leitungen können somit unbeschadet auch in un­ mittelbarer Nähe von starken Wärmequellen im Fahrzeug ohne weitere Schutzmaßnahmen verlegt werden. Leitungsführungen und Bauteilanordnungen sind dadurch mit größeren Konstruktionsfreiräumen möglich, ggf. können Leitungen mit verkürzten Leitungslängen direkter geführt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die erste Schicht aus einem auf die Leitung aufgeschobenen Wellrohr oder Mineralvlies, das an der Außenseite von einem dünn­ wandigen, hochtemperaturfesten Folienschlauch mit reflektierender Außenfläche als zweiter Schicht umgeben ist. Bei dieser Anordnung werden im Schichtbereich des Wellrohrs oder des Mineralvlies zwischen der Leitungsaußenseite und dem Folienschlauch wärmedämmende Luftkammern gebildet, wobei die Wand des Wellrohrs Abstandsstege der Luftkammern bildet. Diese Luftkammern unterbinden weitgehend eine Wärmeleitung von der Umgebung bzw. der Wärmequelle zur zu schützenden Leitung. Zudem wird die von außen auf den Folienschlauch auftreffende Wärmestrahlung reflektiert, so daß eine Strahlungsaufheizung ebenfalls weitgehend unterbunden ist.

In alternativen Ausführungsformen kann die erste Schicht jedoch auch aus Schaumstoff, insbesondere aus einem auf die zu schützende Leitung aufgesteckten Schaumstoffschlauch und/oder aus poröser Keramik oder Mineralvlies bestehen. Die Schicht kann aber auch diese Materialien beispielsweise in den Kammern eines Wellrohrs anstelle von Luft enthalten.

Die reflektierende Außenfläche der zweiten Schicht, insbesondere des Folienschlauchs, kann durch eine silbrige Beschichtung hergestellt sein, wodurch ein breites Frequenzspektrum vom Infrarotbereich bis in den sichtbaren Lichtbereich reflektiert wird. Diese Außenfläche kann ggf. zur Reflexion der Wärmestrahlung aber auch nur ein Reflexionsverhalten in einem vorgegeben geeigneten Frequenzbereich aufweisen.

Grundsätzlich kann eine zu schützende Leitung weitgehend starr, z. B. als Metallrohr, aus­ geführt sein, wobei dann auch die Wärmeschutzumhüllung entsprechend starr ausgeführt sein kann. Besonders eignet sich jedoch die erfindungsgemäße Wärmeschutzumhüllung für flexible Leitungen, die beispielsweise medienführende Schlauchleitungen oder Elektrokabel sein können. Ein Wellrohr als erste Schicht mit quer zur Wellrohrlängsrichtung umlaufenden Wel­ lungen aus temperaturfestem Kunststoff oder aus Metall in Verbindung mit einem Folien­ schlauch ergibt eine hohe Flexibilität, so daß die ursprüngliche Flexibilität der zu schützenden Leitung durch die Wärmeschutzumhüllung nur wenig reduziert wird. Dadurch sind Leitungs­ führungen auch mit kleinen Biegungsradien möglich.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine hochtemperaturfeste Leitung 1 mit einer zentralen, gegen extrem hohe Temperaturen zu schützenden Leitung 2, die beispielsweise eine medienführende Schlauchleitung oder Rohrleitung sowie ein Elektrokabel mit einer üblichen Isolierumhüllung sein kann.

Auf diese Leitung 2 ist ein Wellrohr 3 als erste Schicht aufgeschoben. Das Wellrohr 3 kann dünnwandig aus Metall oder auch aus hochtemperaturfestem Kunststoff hergestellt sein. Die Wellungen des Wellrohrs 3 liegen aneinandergereiht und umlaufend quer zur Wellrohrlängs­ achse 4.

Das Wellrohr 3 ist an seiner Außenseite von einem dünnwandigen, hochtemperaturfesten Folienschlauch 5 mit reflektierender Außenfläche 6 umgeben. Zwischen der Leitungsaußen­ seite 7 und dem Folienschlauch 5 werden dadurch wärmedämmende, nebeneinander lie­ gende Luftkammern 8 und 9 gebildet. Eine Luftkammer 8 liegt dabei jeweils zwischen einer Wellrohrwand 10 und der Leitungsaußenseite 7. Die beidseitig angrenzenden Luftkammern 9 werden zwischen der Wellrohrwand 10 und dem Folienschlauch 5 gebildet. Die Luftkammern 8 und 9 können je nach Anwendung ggf. auch mit wärmedämmendem Material, z. B. poröser Keramik oder einen Mineralvlies, gefüllt sein.

Die Außenfläche 6 des Folienschlauchs 5 ist für eine Reflexion von Wärmestrahlung 11 silbrig beschichtet. Die Beschichtung kann ggf. auch nur ein Reflexionsverhalten für bestimmte, vor­ gegebene Frequenzbereiche aufweisen.

Durch den Aufbau einer Wärmeschutzumhüllung aus der Kombination einer ersten Schicht mit dem Wellrohr 3 zur Unterbindung einer Wärmeleitung und einer zweiten Schicht mit dem Folienschlauch 5 mit strahlungsreflektierender Außenfläche 6 zur Unterbindung einer Strah­ lungsaufheizung wird für die innen liegende Leitung 2 ein hochwirksamer Temperaturschutz erreicht. Zudem bleibt dabei eine Flexibilität der Leitung 2 weitgehend erhalten.

Claims (9)

1. Hochtemperaturfeste Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß

• - auf die Leitung (2) als Wärmeschutzumhüllung eine erste Schicht (3) aufgebracht ist, die eine Wärmeleitung von außen zur Leitung (2) unterbindet,
• - die erste Schicht von einer zweiten Schicht (5, 6) umgeben ist, die von außen auf­ treffende Wärmestrahlung (11) reflektiert.

2. Hochtemperaturfeste Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus einem auf die Leitung (2) aufgeschobenen Wellrohr (3) besteht, das an der Außenseite von einem dünnwandigen, hochtemperaturfesten Folienschlauch (5) mit reflektierender Außenfläche (6) als zweiter Schicht umgeben ist, so daß zwischen der Leitungsaußenseite (7) und dem Folienschlauch (5) wärmedämmende Luftkammern (8, 9) gebildet sind, die eine Wärmeleitung von der Umgebung der Leitung (2) unterbinden und zudem von außen auf den Folienschlauch (5) auftreffende Wärmestrahlung (11) durch die reflektierende Außenfläche (6) reflektiert wird.

3. Hochtemperaturfeste Leitung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus Schaumstoff und/oder poröser Keramik und/oder Mineralvlies besteht oder diese Materialien enthält.

4. Hochtemperaturfeste Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (5) eine Außenfläche (6) zur Reflexion der Wärmestrahlung (11) in einem bestimmten vorgegebenen Frequenzbereich aufweist.

5. Hochtemperaturfeste Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (2) mit der ersten Schicht, bevorzugt mit dem aufgesteckten Wellrohr (3) und der zweiten Schicht, bevorzugt mit dem Folienschlauch (5), insgesamt flexibel ist und vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

6. Hochtemperaturfeste Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine medienführende Schlauchleitung (2) ist.

7. Hochtemperaturfeste Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung ein Elektrokabel ist.

8. Hochtemperaturfeste Leitung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (3) quer zur Wellrohrlängsrichtung (4) aneinandergereihte, umlaufende Wellungen aufweist.

9. Hochtemperaturfeste Leitung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (6) des Folienschlauchs (5) silbrig reflektierend beschichtet ist.