DE19844486A1 - Beheizbare Rohrleitung für Kraftfahrzeug-Bremsanlage - Google Patents

Abstract

Eine beheizbare Rohrleitung (1) für eine hydraulische, mit einem Fluid gefüllte Bremsvorrichtung wird dadurch hergestellt, daß ein Heizleiter (3) vorzugsweise in Folienform um die Außenwand der Rohrleitung (1) mit einer bestimmten Ganghöhe gewickelt wird. Der Heizleiter (3) ist zwischen eine Isolationsfolie (2) und eine Anpreßfolie (4) eingebettet. Ein mit der Rohrleitung (1) in thermischem Kontakt stehender Heizregler (6) sorgt autark oder über eine externe Regelschaltung dafür, daß in Abhängigkeit von der Rohrleitungstemperatur der Heizstrom ein- oder ausgeschaltet wird. An mindestens einem an einem Rohrleitungsende befindlichen, fest montierten oder frei beweglichen Anschlußstecker (5; 15) ist der Heizleiter (3) über elektrische Verbindungsleitungen angeschlossen. Eine Kunststoffumspritzung (7) schützt den umwickelten Bereich der Rohrleitung (1) vor Umgebungseinflüssen.

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem Fluid gefüllte beheiz­ bare Rohrleitung für eine hydraulische Bremsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Bei konventionellen Kraftfahrzeug-Bremsanlagen können im Winterbetrieb, d. h. bei Tieftemperaturen Probleme auftreten, wenn Bremsflüssigkeit, beispielsweise im Rahmen einer Fahrstabilitätsregelfunktion, das heißt ohne Fahrerwunsch, besonders schnell von einem Bremsflüssigkeitsreservoir, näm­ lich einem Bremsflüssigkeitsbehälter zu einer Radbremse mit dem Bremszylinder verlagert werden soll. Bei sinkenden Tem­ peraturen steigt die Viskosität der Bremsflüssigkeit über­ proportional an. Dies führt bei sehr niedrigen Temperaturen dazu, daß die Bremsflüssigkeit nicht schnell genug angesaugt werden kann, wobei noch hinzukommt, daß mit steigender Vis­ kosität der Druckverlust in der Rohrleitung zunimmt. Diese Hemmnisse führen zu einem verlangsamten Bremseingriff. Das Problem wird noch dadurch verstärkt, daß oftmals Hauptbrems­ zylinder mit geringen Durchflußquerschnitten zum Einsatz kommen, durch die bei fahrerunabhängiger Bremsbetätigung Bremsflüssigkeit nachgesaugt werden soll. Bei der Fahrstabi­ litätsregelung besteht allerdings die generelle Anforderung, einen schnellen Bremseneingriff zu bewirken. Zur Lösung des Problems wurde bereits daran gedacht, eine separate Vorlade­ pumpe vorzusehen. Dies würde allerdings zu erheblichen Mehr­ kosten führen.

In der deutschen Patentanmeldung DE 197 54 163.1, welche Stand der Technik gemäß §3 Abs. 2 Ziffer 1. PatG bildet, wur­ de bereits vorgeschlagen, Mittel zum Einbringen von Wärme­ energie in die Bremsflüssigkeit vorzusehen. Als derartiges Mittel wurde insbesondere eine elektrische Widerstandsheiz­ einrichtung vorgeschlagen. Unter anderem wurde dabei auch die Möglichkeit in Betracht gezogen, elektrische Heizdrähte durch eine mit dem Rohr thermisch in Kontakt stehende Kunst­ stoffschicht durchzuführen.

Ferner beschreibt die WO 97/40309 ein Verfahren zum Erwärmen eines Fluids in einem definierten Volumen wie in einer Rohr­ leitung oder einem Tank. Die dort dargestellte Vorrichtung unter Verwendung eines Widerstandsheizelements führt jedoch zu keiner ausreichend homogenen Erwärmung des Fluids.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften, insbesondere die Viskosität der in einer Rohrleitung fließenden Bremsflüssigkeit auch bei sehr nied­ rigen Außentemperaturen innerhalb gewünschter Bereiche zu halten, um somit die Funktion einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit all ihren Teilfunktionen wie Antiblockierfunktion und Fahrstabilitätsfunktion mit gerin­ gem Aufwand zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrleitung mit einem Heizleiter umwickelt ist. Somit kann durch Wärmezufuhr unmittelbar auf die Fließfähigkeit der Bremsflüssigkeit Einfluß genommen werden, ohne eine kosten­ aufwendige Zusatzpumpe vorsehen zu müssen. Vor dem Wickeln des Heizleiters wird vorzugsweise eine elektrisch isolieren­ de Folie, welche gute thermische Leitfähigkeit aufweist, um die Außenwand der Rohrleitung gewickelt. Der Heizleiter wird dann vorzugsweise ebenfalls in Folienform mit der gleichen Ganghöhe wie die Isolationsfolie auf diese aufgewickelt. Auf den Heizleiter wird dann noch eine vorzugsweise thermisch schrumpfende Anpreßfolie gewickelt, so daß insgesamt ein mehrlagiges Gebilde entsteht, wobei vorzugsweise jeder der Lagen eine spezifische Funktion (elektrische Isolierfunk­ tion, thermische Dämmfunktion, Heizfunktion) zukommt. Natür­ lich sind auch Mischformen denkbar, bei denen beispielsweise eine Lage gleichzeitig mehrere Aufgaben erfüllt. Der Heiz­ leiter kann auch mit den ihn umgebenden Folien vorkonfektio­ niert sein, so daß nur ein Wickelvorgang durchgeführt werden muß.

An einem oder beiden Rohrenden ist mindestens ein Anschluß­ stecker für die Heizstromzufuhr angebracht. Vorzugsweise ist der Heizleiter doppelgängig gewickelt, so daß ein einzelner Anschlußstecker an einem Rohrende ausreicht.

Zusätzlich kann ein Heizregler vorgesehen sein, der dafür sorgt, daß nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs Heizstrom zugeführt wird. Der Heizregler kann entweder selbsttätig, etwa als Bimetallkontakt, oder als Temperatur­ fühler ausgeführt sein, der ein Temperatursignal an eine externe Heizregelungsschaltung abgibt.

In einer ersten Ausführungsform wird nach dem Wickeln des Heizleiters und der ihn umgebenden Folien der Anschlußstek­ ker an die Rohrleitung montiert und mit den Heizleiterenden und gegebenenfalls mit dem Temperaturfühler kontaktiert. Dann wird aus Isolations- und Schutzgründen der gesamte um­ wickelte Bereich des Rohrs mit einem geeigneten Kunststoff­ material umspritzt. Wahlweise kann die Biegung des Rohrs in den gewünschten gebogenen Endzustand vor oder nach dem Spritzvorgang durchgeführt werden.

In einer zweiten Ausführungsform ist der Anschlußstecker nicht fest an der Rohrleitung montiert, sondern die mit den Heizleiterenden kontaktierten elektrischen Verbindungslei­ tungen werden freiliegend nach außen an einen frei bewegli­ chen Anschlußstecker geführt. Anschließend erfolgt die Um­ spritzung des Rohrs, worauf der Anschlußstecker in flexibler Weise mit den Verbindungsleitungen kontaktiert wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel für die erste Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Rohrleitung mit fixiertem Anschlußstec­ ker;

Fig. 2 ein Beispiel für die zweite Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Rohrleitung mit flexiblem Anschluß­ stecker.

In Fig. 1 ist eine mit einem Fluid wie einer Bremsflüssigkeit gefüllte Rohrleitung 1 einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einem halbseitigen Längsschnitt (Rohrachse strichpunktiert) dargestellt. Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung wird zuerst um die Rohrleitung 1 eine elektrisch isolierende Folie 2 mit einer bestimmten Ganghöhe aufgewickelt. Die Isolationsfolie 2 kann beispielsweise aus einem Polyestermaterial hergestellt sein. Auf die Isolationsfolie 2 wird ein Heizleiter 3 (schraffiert dargestellt, hergestellt z. B. aus Kanthal D) ebenfalls in Form einer Folie aufgewickelt. Die zwischen dem Heizleiter 3 und der Rohrleitung 1 befindliche Isolationsfolie 2 weist vorzugsweise eine hohe thermische Leitfähigkeit auf. Auf den Heizleiter 3 wird schließlich eine elektrisch isolierende Anpreßfolie 4 aufgewickelt. Der Heizleiter 3 kann auch beid­ seitig mit den Folien vorkonfektioniert werden, so daß dann nur ein Wickelvorgang notwendig wird.

Die Anpreßfolie 4 kann dabei aus einem thermisch schrumpfen­ den Material gefertigt sein. Dies hat den Vorteil, daß wenn sich das Heizelement aufgrund seiner Eigenerwärmung verlän­ gert, es noch genügend stark radial an die Rohrleitung an­ gepreßt wird und die Wärmeabfuhr in die Rohrleitung ausrei­ chend gewährleistet ist.

Nach dem Wickeln wird am Rohrende ein Anschlußstecker 5 mon­ tiert und mit dem Heizleiter 3 verbunden. Vorzugsweise ist der Heizleiter 3 doppelgängig um die Rohrleitung gewickelt, wodurch nur ein einzelner Anschlußstecker 5 an einem Rohren­ de erforderlich wird. Für die Heizstromzufuhr weist der Anschlußstecker 5 mindestens 2 elektrische Anschlüsse 5A, 5B auf, die durch elektrische Verbindungsleitungen mit den En­ den des doppelgängig gewickelten Heizleiters 3 verbunden sind. Zusätzlich kann noch ein mit der Rohrleitung 1 in thermischem Kontakt stehender Heizregler 6 vorgesehen sein. Dieser kann entweder ein Temperaturfühler sein, der über den Anschlußstecker 5 an einen dritten elektrischen Anschluß 5C nach außen geführt ist. In diesem Fall mißt der Temperatur­ fühler ständig die Temperatur der Rohrleitung und liefert ein entsprechendes Signal an eine externe Regelschaltung zum Ein- und Ausschalten bzw. zur Einstellung der Stärke des Heizstroms. Der Heizregler 6 kann aber auch ein Bimetall­ schalter sein, der intern den Heizstrom ein- oder ausschal­ tet, indem ein elektrischer Kontakt zu dem Heizleiter in Abhängigkeit von der Temperatur geöffnet oder geschlossen wird. Die Regelung kann als Zweipunktregelung der Heizung erfolgen.

Anschließend wird das Rohr in diesem vorgefertigten Zustand in seine gebogene Endform gebracht und danach aus Gründen der verbesserten Isolierung und Stabilisierung mit einem geeigneten Kunststoffmaterial 7 wie Santoprene∫Ò, Gummi oder einem anderen geeigneten Polymer umspritzt. Beim Biegen der Rohrleitung können die Wicklungen aufeinander abgleiten und so einen Längenausgleich herstellen, ohne daß es zu Beschä­ digungen der gewickelten Lagen kommt. Wahlweise kann die Umspritzung auch vor dem Verbiegen der Rohrleitung erfolgen.

Wie vorstehend beschrieben, wird der Anschlußstecker 5 als fertiges Bauelement auf die Rohrleitung 1 in geeigneter Wei­ se montiert, wobei die gezeigten elektrischen Anschlußlei­ tungen mit den Enden des Heizleiters 3 verbunden werden, worauf anschließend die Rohrleitung umspritzt wird. Es ist jedoch alternativ auch denkbar, daß der Anschlußstecker 5 ebenfalls angespritzt wird, wobei der Spritzvorgang derart durchgeführt werden muß, daß die mit dem Heizleiter 3 ver­ bundenen elektrischen Verbindungsleitungen nach außen ge­ führt werden. Das Anspritzen des Anschlußsteckers kannlauch gleichzeitig mit dem Umspritzen der Rohrleitung erfolgen, so daß der Anschlußstecker 5 einstückig mit dem Kunststoffmate­ rial 7 geformt wird.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Rohrleitung dargestellt. In der Figur wurden im wesent­ lichen die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Bauteile gewählt.

In der zweiten Ausführungsform wird anstelle eines fest an der Rohrleitung montierten Anschlußsteckers wie bei der ersten Ausführungsform ein flexibler Anschlußstecker 15 ver­ wendet. Diese Ausführungsform ist einfacher herzustellen, da der Anschlußstecker 15 nicht vor oder während der Umsprit­ zung auf der Rohrleitung montiert werden muß. Es müssen le­ diglich die elektrischen Verbindungsleitungen mit den Heiz­ leiterenden verbunden werden.

In der Darstellungsweise der Fig. 2 ist der Heizregler 6 ein selbsttätig regelndes Element, wie beispielsweise ein Bi­ metallschalter, wie oben bereits erläutert wurde. In diesem Fall weist der Anschlußstecker 15 dann lediglich zwei elektrische Kontakte 15A, 15B für die Heizstromzufuhr auf. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Heizregler 6 ein Temperaturfühler sein, der ein Temperatursignal über einen dritten Steckkontakt des Anschlußsteckers 15 an eine externe Temperaturregelung abgibt.

Claims (16)

1. Rohrleitung für eine hydraulische, mit einem Fluid ge­ füllte Bremsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) mit einem Heizleiter (3) umwickelt ist.

2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (3) auf eine elektrisch isolierende Folie (2) aufgewickelt ist.

3. Rohrleitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) mit einer mehrlagigen Folie (2) umwickelt ist.

4. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (3) in Folienform aufgewickelt ist.

5. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Heizleiter (3) eine Anpreßfolie (4) aufge­ wickelt ist.

6. Rohrleitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfolie (4) aus thermisch isolierendem Material besteht.

7. Rohrleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfolie (4) ein thermisch schrumpfendes Material enthält.

8. Rohrleitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch min­ destens einen Anschlußstecker (5; 15) für die Heiz­ stromzufuhr, welcher sich in der Umgebung eines Rdhr­ leitungsendes befindet und mit dem Heizleiter (3) elek­ trisch kontaktiert ist.

9. Rohrleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (3) doppelgängig gewickelt ist und ein einzelner Anschlußstecker (5; 15) vorgesehen ist, welcher mindestens zwei elektrische Kontakte aufweist, die mit den Enden des Heizleiters (3) verbunden sind.

10. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Anschlußstecker (5; 15) fest an der Rohrleitung (1) montiert ist.

11. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Anschlußstecker (5; 15) beweglich ausgeführt ist und nicht mit der Rohrleitung (1) in Kontakt steht.

12. Rohrleitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Heizregler (6), welcher mit der Rohrleitung (1) in thermischem Kontakt steht und dafür sorgt, daß die Heizstromzufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur der Rohrleitung (1) ein- und ausgeschaltet wird.

13. Rohrleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizregler (6) ein Temperaturfühler ist und ein Temperatursignal an eine externe Regelschaltung abgibt.

14. Rohrleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizregler (6) ein mit dem Heizleiter (3) in Verbindung stehender Bimetallkontakt ist und selbst­ tätig die Heizstromzufuhr regelt.

15. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im umwickelten Bereich mit einem Kunststoff­ material (7) umspritzt ist.

16. Hydraulische, mit einem Fluid gefüllte Bremsvorrich­ tung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, enthaltend eine Rohrleitung (1) nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche.