DE202004018697U1

DE202004018697U1 - Schlauch

Info

Publication number: DE202004018697U1
Application number: DE202004018697U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2014-12-04

Abstract

Schlauch aus einem Polymer, insbesondere zur Leitung einer Harnstoff-Wasser-Lösung, mit einem Heizleiter (2), der eine Seele (3) aufweist, wobei wenigstens ein Kupferleiter (5) an zumindest einer nicht zu beheizenden Stelle (8) des Heizleiters (2) zur Überbrückung dieser Stelle (8) vorgesehen ist und wenigstens ein Steckercrimp (7) mit der nicht beheizten Stelle (8) des Heizleiters (2) vercrimpt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schlauch aus einem Polymer, insbesondere zur Leitung einer Harnstoff-Wasser-Lösung.
Um die immer strenger werdenden Abgasvorschriften zu erfüllen, wurde die Technologie der Dieselabgasreinigung mit Harnstoff-Wasser-Lösung entwickelt. Allerdings hat die Harnstoff-Wasser-Lösung den Nachteil, dass sie bei kalten Temperaturen unter minus 11° C gefriert, was einen Einsatz einer derartigen Lösung in Kraftfahrzeugen erschwert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Schlauch zu entwickeln, der verhindert, dass die Harnstoff-Wasser-Lösung bei kalten Temperaturen gefriert. Überdies soll der Schlauch so hergestellt sein, dass eine einfache und sichere Herstellung des Schlauches ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schlauch gemäß Anspruch 1.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass mittels des Heizleiters der Schlauch beheizbar ist und somit die Harnstoff-Wasser-Lösung in dem Schlauch auch bei kalten Temperaturen unter minus 11° C nicht gefriert. Somit wird mit dem erfindungsgemäßen Schlauch der temperaturbedingte Einsatzbereich der Harnstoff-Wasser-Lösung erweitert. Dadurch leistet der erfindungsgemäße Schlauch einen wesentlichen Beitrag zur Verringerung des Schadstoffausstoßes von Dieselmotoren.
Weiterhin ist eine automatisierte Direktvercrimpung des Steckercrimps mit einer nicht beheizten Stelle des Heizleiters bei einem Kabelkonfektionär oder alternativ auf einem eigenen Crimp-Automaten möglich. Somit wird die Herstellung einfacher, sicher und kostengünstiger.
Günstig kann es sein, wenn das Polymer ein Polyamid 12 ist. Dieser Werkstoff hat sich als günstig erwiesen, um die Diffusion der Harnstoff-Wasser-Lösung durch den Schlauch zumindest zu verringern oder zu verhindern. Gleichzeitig weist dieser Werkstoff eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber der Harnstoff-Wasser-Lösung auf.
Wenn der Heizleiter spiralförmig um den Schlauch gewickelt ist, kann die Erwärmung des Schlauches noch gleichmäßiger und schneller erfolgen.
Dadurch, dass der Heizleiter einen Heizdraht aufweist, der mit einer gleichmäßigen Steigung um die Seele gewickelt ist, kann die Herstellung des Heizleiters weiter vereinfacht werden. Die Heizleistung kann weiter erhöht werden, wenn der Heizdraht aus CuNi44 besteht.
Von Vorteil kann es auch sein, wenn die Seele mehrere Einzelfäden aufweist. Auf diese Weise ist eine weitere Erhöhung der Festigkeit des Heizleiters möglich.
Zudem kann es günstig sein, wenn die Einzelfäden aus Kevlar bestehen. Auf diese Weise kann die Zugfestigkeit noch weiter erhöht werden.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann der Heizleiter mit einer Tapeumwicklung oder einem Schrumpfschlauch am Schlauch befestigt sein. Es hat sich erwiesen, dass dadurch der Kontakt zwischen Heizleiter und Schlauch noch weiter erhöht werden kann und somit die Erwärmung des Schlauches noch schneller erfolgen kann.
Denkbar sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten, beispielsweise mittels Tauchlackaufbringung. Dabei wird der spiralförmig um den Schlauch gewickelte Heizleiter in eine Tauchlackvorrichtung verbracht, wodurch nach Aushärtung des aufgebrachten Tauchlackes, der Heizleiter stoffschlüssig am Schlauch anliegt. Der so aufgebrachte Lack festigt den um den Schlauch gewickelten Heizleiter einerseits in einer ortsfesten, stabilen Lage und stellt eine Verbindung des metallischen Leiters mit dem polymeren Schlauch her, so dass die Heizleistung entlang der Schlauchoberfläche homogen im Betriebszustand sich einstellt und damit zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung führt. Weiterhin wird vorteilhaft durch die Tauchlackaufbringung die Knickbeständigkeit des mit einem Heizleiter umwickelten Schlauchs verbessert, wodurch bei der Montage im Kraftfahrzeug ein Schutz vor Beschädigung während der Einbauphase im Kraftfahrzeug erreicht wird.
Die hierzu verwendeten Lacke lassen sich mittels Farbzusätzen/-pigmenten den Anforderungen entsprechend einfärben. Es wurde weiterhin erkannt, dass auch eine sandwichartige Tauchlackaufbringung um den Schlauch die Stoffschlüssigkeit des Heizleiters auf der polymeren Schlauchoberfläche verbessert. Das heißt, hierzu wird der auf dem Schlauch spiralförmig aufgebrachte Heizleiter mehrmals in die mit Tauchlack befüllte Tauchlackvorrichtung eingebracht; hierzu können auch unterschiedliche Lacke vorgesehen sein.
Dabei entsteht eine zweilagige oder mehrschichtige Lackverbindung auf der mit dem Heizleiter umwickelten Schlauchoberfläche. Die mechanische Belastbarkeit des mit der Lackschicht ummantelten Heizleiters auf der Schlauchoberfläche wird durch diese Maßnahme zusätzlich vorteilhaft verbessert. Auch sind Primerschichten – dies sind haftvermittelnde Zwischenschichten – zwischen den Lackschichten aufgebracht erfindungsgemäß denkbar. Damit wird der Stoffschlussverbund Lackschicht-Primer mit dem polymeren Schlauch und dem umwickelten Heizleiter nochmals verbessert. Die als Zwischenschicht so aufgebrachte Primerschicht schafft insbesondere bei unterschiedlichen Lacken/Lackschichten einen guten Verbund zwischen diesen und wird zur Stabilisierung des auch aus unterschiedlichen Lacken bestehenden Mehrlackschichtaufbaus verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wurde erkannt, dass auch Heißprägefolien – vorzugsweise überlappend und/oder wendelförmig – aufbringbar sind, die den Heizleiter in einer gewünschten ortsfesten Lage auf der Schlauchoberfläche fixieren und die eingestellte Wickelung des Heizleiters entlang der polymeren Schlauchoberfläche haltern. Denkbar sind auch streifenförmig – in Längsrichtung – aufgebrachte Heißprägefolien als Ausführungsformen in diesem Zusammenhang, die es gestatten mittels einer parallel, das heißt in Längsrichtung verlaufenden Heißprägefolie eine Fixierung des Heizleiters auf dem Schlauch zu erreichen.
Die Dicke der aufgebrachten Heißprägefolien kann einen Bereich von 10 μm bis 10 mm umfassen und wird somit dem Querschnitt des Heizleiters angepasst. Die Heißprägefolie kann auch abschnittsweise umlaufend mit oder ohne Überlappung oder in Schlauchlängsrichtung aufgebracht sein. Eine anschließende Tauchlackbehandlung des so umwickelten Schlauches verbessert ebenfalls den Verbund von Heizleiter-Schlauch mittels Heißprägefolie, wobei die mechanische Knickbeständigkeit erhöht wird.
Auch kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Heizleiter von einer durchsichtigen Ummantelung umgeben ist. Auf diese Weise ist der Heizleiter noch besser vor Beschädigungen geschützt und aufgrund der durchsichtigen Ummantelung können etwaige Beschädigungen des Heizleiters noch leichter erkannt werden.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Ummantelung aus einer Teflonart besteht, da dadurch der Schutz vor Beschädigungen des Heizleiters noch weiter erhöht werden kann. Insbesondere hat sich als günstig erwiesen, wenn die Teflonart Flur-Ethylen-Propylen (FEP) ist, da diese Teflonart den Heizleiter besonders gut vor Beschädigungen schützen kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
In diesen Zeichnungen zeigt
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schlauches mit einem Heizleiter;
2 eine vergrößerte Darstellung des Heizleiters aus 1 und
3 einen Crimpquerschnitt.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schlauches 1. Der beheizbare Schlauch 1 ist starr und rohrförmig ausgebildet. Dieser Schlauch 1 ist geeignet zur Leitung einer Harnstoff-Wasser-Lösung. Die Harnstoff-Wasser-Lösung wird bei der Dieselabgasreinigung benötigt. Der erfindungsgemäße Schlauch 1 wurde für diese Technologie entwickelt.
Als besonders günstiger Werkstoff für den Schlauch 1 hat sich Polyamid 12 erwiesen, da dieser Werkstoff beständig und diffusionsdicht gegenüber der Harnstoff-Wasser-Lösung ist.
Wie aus 1 ersichtlich, weist der Schlauch 1 einen Heizleiter 2 auf, der spiralförmig um den Schlauch 1 gewickelt ist.
In 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Heizleiters 2 nach 1 dargestellt. Der Heizleiter 2 weist eine Seele 3 auf, die aus mehreren hundert nicht dargestellten Einzelfäden aus Poly-(p-Phenyleneterephtalamid), bekannt unter dem Markennamen Kevlar, besteht. Um diese Seele 3 ist ein Heizdraht 4, der aus der Widerstandslegierung CuNi44 besteht, spiralförmig mit einer gleichmäßigen Steigung gewickelt. Die Seele 3 hat eine Stützfunktion und stabilisiert somit den Heizleiter 2. Die Widerstandslegierung CuNi44 ist äußerst temperaturkonstant in ihrem spezifischen elektrischen Widerstand. Durch die gleichmäßige Steigung der Wicklung können vom Kabelhersteller engere Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Darüber hinaus können höhere spezifische Widerstände eingestellt werden.
Wie in 2 ebenfalls dargestellt, sind am Heizleiter 2 äquidistant drei gut leitende Kupferleiter 5 vorgesehen. Alternativ können auch ein, zwei oder mehrere Kupferleiter 5 vorgesehen sein. Diese Kupferleiter 5 schließen auf definierter Länge den Heizdraht 4 kurz und heben somit in dem so entstehenden widerstandslosen Bereich 8 die Beheizung auf. Insbesondere sind die Kupferleiter 5 entlang der Seele 3 angeordnet und vom Heizdraht 4 umwickelt, d.h. die Kupferleiter 5 befinden sich zwischen der Seele 3 und dem Heizdraht 4. Alternativ ist es auch möglich, die Kupferleiter 5 so am Heizdraht 4 zu befestigen, dass die Kupferleiter 5 nicht zwischen der Seele 3 und dem Heizdraht 4 angeordnet sind, sondern außerhalb des Heizdrahtes 4 vorgesehen sind. Bei dem in 2 dargestellten Heizleiter 2 kann ein Steckercrimp 7 mit nicht beheizten Stellen 8 des Heizleiters 2 vercrimpt werden. Ein Crimpquerschnitt ist in 3 dargestellt. In der 3 sind der Steckercrimp 7, der Heizdraht 4, die Seele 3 und die Kupferleiter 5 gut zu erkennen. Durch die Direktvercrimpung des Steckercrimps mit nicht beheizten Stellen 8 des Heizleiters 2 kann ohne großen Aufwand vermieden werden, dass der Steckerbereich erhitzt wird. Weiterhin kann die Direktvercrimpung automatisiert werden. Die automatisierte Direktvercrimpung kann bei einem Kabelkonfektionär oder alternativ auf einem eigenen Crimp-Automaten durchgeführt werden. Dadurch wird die Herstellung des erfindungsgemäßen Schlauches 1 einfacher, sicherer und kostengünstiger.
Der Heizleiter 2 ist von einer durchsichtigen Ummantelung 6 umgeben. Diese Ummantelung besteht aus der Teflonart Fluor-Ethylen-Propylen (FEP). Dadurch, dass die Ummantelung 6 durchsichtig geführt ist, kann eine Beschädigung des Heizleiters 2 von außen gut erkannt werden. Darüber hinaus ist der Heizleiter 2 durch die Ummantelung 6 vor Beschädigung geschützt.
Der Heizleiter 2 wird mit einer nicht dargestellten Tapeumwickelung oder einem ebenfalls nicht dargestellten Schrumpfschlauch am Schlauch 1 befestigt. Auf diese Weise besteht ein enger Kontakt zwischen dem Schlauch 1 und dem Heizleiter 2, so dass die Wärme gut vom Heizleiter 2 auf den Schlauch übertragen werden kann. Eine gute Beheizung ist notwendig, da Harnstoff-Wasser-Lösung bei kalten Temperaturen unter minus 11° C gefriert. Darüber hinaus kann eine bereits gefrorene Harnstoff-Wasser-Lösung innerhalb kurzer Zeit wieder aufgetaut werden. Ein Einfrieren der Harnstoff-Wasser-Lösung ist z.B. möglich, wenn ein Kraftfahrzeug längere Zeit bei Temperaturen unter minus 11° C abgestellt wird.
Aufgrund des verwendeten Werkstoffs Polyamid 12 ist der erfindungsgemäße Schlauch beständig und diffusionsdicht gegenüber der Harnstoff-Wasser-Lösung.
Darüber hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Schlauch durch Beheizen ein Einfrieren der Harnstoff-Wasser-Lösung bei Temperaturen unter minus 11° C wirksam verhindert werden und eine bereits eingefrorene Harnstoff-Wasser-Lösung – z.B. wenn ein Kraftfahrzeug längere Zeit abgestellt wurde – innerhalb kurzer Zeit wieder aufgetaut werden. Somit leistet der erfindungsgemäße Schlauch einen wesentlichen Beitrag zur Dieselabgasreinigung mit Harnstoff-Wasser-Lösung und ist somit auch geeignet, den Schadstoffausstoß von Dieselmotoren zu reduzieren. Auf diese Weise wird ein wesentlicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet. Durch die automatisierte Direktvercrimpung des Steckercrimps mit einer nicht beheizten Stelle des Heizleiters bei einem Kabelkonfektionär oder alternativ auf einem eigenen Crimp-Automaten wird die Herstellung einfacher, sicherer und kostengünstiger.
Nicht in den 1 bis 3 dargestellt ist die Tauchlackaufbringung, die den Heizleiter 2 am erfindungsgemäßen Schlauch 1 stoffschlüssig – auch in mehrschichtiger Aufbringung der Tauchlackschicht – zum Anliegen bringt und ortsfest somit stabilisiert. Die Lacke können hierzu mit Farbpigmenten und -zusätzen zur Kennzeichnung versehen werden.
Damit wird gesamthaft eine Verbesserung der mechanischen Belastbarkeit gerade für den Einbau bzw. die Montage im Kraftfahrzeug erreicht und die Farbkennzeichnung erleichtert zudem die Zuordnung in der Einbauphase und angepasst an die Variantenvielfalt der Kraftfahrzeuge.
Ebenfalls nicht weiter in den Figuren ausgeführt ist die Ausführungsvariante mit überlappenden und/oder wendelförmigen Heißprägefolien, die auch in Schlauchlängsrichtung im Sinne eines Streifens aufgebracht werden bzw. in einem bevorzugten Abschnitt des erfindungsgemäßen Schlauchs.

Claims

Schlauch aus einem Polymer, insbesondere zur Leitung einer Harnstoff-Wasser-Lösung, mit einem Heizleiter (2), der eine Seele (3) aufweist, wobei wenigstens ein Kupferleiter (5) an zumindest einer nicht zu beheizenden Stelle (8) des Heizleiters (2) zur Überbrückung dieser Stelle (8) vorgesehen ist und wenigstens ein Steckercrimp (7) mit der nicht beheizten Stelle (8) des Heizleiters (2) vercrimpt ist.
Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Polyamid 12 ist.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (2) spiralförmig um den Schlauch (1) gewickelt ist.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (2) einen Heizdraht (4) aufweist, der mit der einer gleichmäßigen Steigung um die Seele (3) gewickelt ist.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (4) aus CuNi44 besteht.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (3) mehrere Einzelfäden aufweist.
Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfäden aus Kevlar bestehen.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (2) mit einer Tapeumwickelung oder einem Schrumpfschlauch am Schlauch (1) befestigt ist.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (2) von einer durchsichtigen Ummantelung (6) umgeben ist.
Schlauch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (6) aus einer Teflonart besteht.
Schlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teflonart Fluor-Ethylen-Propylen (FEP) ist.
Schlauch nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der um den Schlauch (1) gewickelte Heizleiter (2) mit einer ein- oder mehrschichtigen Lackschicht stoffschlüssig verbunden ist.
Schlauch nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack Farbpigmente oder Farbzusätze zur Einfärbung enthält.
Schlauch nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mehrschichtigen Lackschicht eine haftvermittelnde Primerschicht aufgebracht ist.
Schlauch nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (2) mit einer Heißprägefolie am Schlauch (1) befestigt ist.
Schlauch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (2) mit der Heißprägefolie überlappend und/oder wendelförmig oder streifenförmig in Längsrichtung am Schlauch (1) befestigt ist.
Schlauch nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Heißprägefolie 10 μm bis 10 mm beträgt.