DE202011100991U1 - media line - Google Patents
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Abstract
Medienleitung, insbesondere zum Transport von Harnstoff-Wasser-Lösungen (1), mit – einer Schlauchleitung (2) zum Medientransport und – optional mindestens einer Heizeinrichtung (3), vorzugsweise einem an eine Stromquelle anschließbaren Widerstandsheizdraht, zur Beheizung des Mediums (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchleitung (2), vorzugsweise bereichsweise, von einer flüssigkeitsdichten Ummantelung (4) umgeben ist, die gemeinsam mit der Schlauchleitung (2) einen von einem, vorzugsweise zur Kühlung des Mediums (1) dienenden, Sekundärmedium (5) durchströmbaren Spalt (6) bildet und dass die Schlauchleitung (2) mit einer vom Medium (1) durchströmbaren Funktionsvorrichtung (12) flüssigkeitsdicht verbunden ist, wobei die Funktionsvorrichtung (12) zur Verbindung der Schlauchleitung (2) mit einem anderen Element (18) und gleichzeitig zur endseitigen flüssigkeitsdichten Abdichtung des Spaltes (6) dient.Media line, in particular for the transport of urea-water solutions (1), with - a hose line (2) for media transport and - optionally at least one heating device (3), preferably a resistance heating wire that can be connected to a power source, for heating the medium (1), characterized in that the hose line (2), preferably in certain areas, is surrounded by a liquid-tight sheathing (4) which, together with the hose line (2), can be flowed through by a secondary medium (5), preferably for cooling the medium (1) Gap (6) forms and that the hose line (2) is connected in a liquid-tight manner to a functional device (12) through which the medium (1) can flow, the functional device (12) for connecting the hose line (2) to another element (18) and simultaneously serves to seal the gap (6) at the end in a liquid-tight manner.
Description
Die Erfindung betrifft eine Medienleitung, insbesondere zum Transport von Harnstoff-Wasser-Lösungen, mit
- – einer Schlauchleitung zum Medientransport und
- – optional mindestens einer Heizeinrichtung, vorzugsweise einem an eine Stromquelle anschließbaren Widerstandsheizdraht, zur Beheizung des Mediums.
- - A hose for media transport and
- - Optionally at least one heating device, preferably a connectable to a power source Widerstandsheizdraht, for heating the medium.
Eine derartige Vorrichtung ist aus
Bei der aus der genannten
In letzter Zeit besteht zunehmend die Bestrebung, insbesondere bei der Ausrüstung von Personenkraftwagen, die Dosiermodule der Harnstoff-Wasser-Lösung in immer heißeren Bereichen des Fahrzeugs zu platzieren, also die Einspritzung im Abgasstrang immer weiter in Richtung Motor zu verschieben. Aufgrund der oben beschriebenen begrenzten Temperaturbelastbarkeit der Harnstoff-Wasser-Lösung werden die Dosiermodule dann entsprechend kühlwassergekühlt.Recently, there is an increasing effort, especially in the equipment of passenger cars, to place the metering modules of the urea-water solution in ever hotter areas of the vehicle, so to move the injection in the exhaust line ever more towards the engine. Due to the above-described limited temperature capacity of the urea-water solution, the metering modules are then cooled correspondingly cooling water.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Medienleitung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, bei der einerseits ein Überhitzen der Harnstoff-Wasser-Lösung auf konstruktiv einfache Weise sicher vermieden wird und die andererseits einen platzsparenden Aufbau aufweist.The invention has for its object to provide a media line with the features described above, in which on the one hand overheating of the urea-water solution is reliably avoided in a structurally simple manner and on the other hand has a space-saving design.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schlauchleitung, vorzugsweise bereichsweise, von einer flüssigkeitsdichten Ummantelung umgeben ist, die gemeinsam mit der Schlauchleitung einen von einem, vorzugsweise zur Kühlung des Mediums dienenden, Sekundärmedium durchströmbaren Spalt bildet und dass die Schlauchleitung mit einer vom Medium durchströmbaren Funktionsvorrichtung endseitig flüssigkeitsdicht verbunden ist, wobei die Funktionsvorrichtung zur Verbindung der Schlauchleitung mit einem anderen Element und gleichzeitig zur endseitigen flüssigkeitsdichten Abdichtung des Spaltes dient. Als Sekundärmedium und somit als Kühlmittel kann beispielsweise als Kühlwasser des Motors verwendet werden. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, einen separaten Kühlkreislauf mit einem entsprechend separaten Kühlmittel vorzusehen, wobei dieser Kühlkreislauf vorzugsweise bei deutlich niedrigen Temperaturen als der Motorkühlkreislauf arbeitet. Hierdurch wird auf eine konstruktiv sehr einfache Art und Weise vermieden, dass die Harnstoff-Wasser-Lösung Temperaturen von über 80°C annimmt. Eine ungewünschte Freisetzung von Ammoniak, welcher eine ordnungsgemäße Eindosierung der Harnstoff-Wasser-Lösung über das Dosiermodul erheblich erschwert bzw. sogar unmöglich macht, wird hierdurch sicher vermieden. Darüber hinaus wird hierdurch auch die Gefahr einer zu hohen Temperaturbelastung der Schlauchleitung selbst vermieden. Die erfindungsgemäße Funktionsvorrichtung besitzt eine Mehrfunktionalität, da sie einerseits zur Anbindung der Schlauchleitung an ein anderes Element dient und andererseits die endseitige flüssigkeitsdichte Begrenzung des Spaltes sicherstellt. Diese Mehrfunktionalität gewährleistet einen sehr kompakten Aufbau der Medienleitung und damit einen platzsparenden Einbau.According to the invention the object is achieved in that the hose, preferably in regions, is surrounded by a liquid-tight sheath which forms together with the hose one of a, preferably for cooling the medium serving, secondary medium can flow through gap and that the hose with a medium through which can flow Functional device is liquid-tight end connected, wherein the functional device for connecting the tubing with another element and at the same time serves for the end-side liquid-tight sealing of the gap. As a secondary medium and thus as a coolant can be used for example as the cooling water of the engine. Alternatively, however, it is also possible to provide a separate cooling circuit with a correspondingly separate coolant, said cooling circuit preferably operates at significantly lower temperatures than the engine cooling circuit. This avoids a structurally very simple way that the urea-water solution assumes temperatures of over 80 ° C. An unwanted release of ammonia, which makes a proper metering of the urea-water solution on the dosing considerably difficult or even impossible, is thereby safely avoided. In addition, this also avoids the risk of excessive temperature load on the hose line itself. The functional device according to the invention has a multi-functionality, since on the one hand it serves to connect the hose line to another element and on the other hand ensures the end-side liquid-tight boundary of the gap. This multi-functionality ensures a very compact design of the media line and thus a space-saving installation.
Zweckmäßigerweise weist die Funktionsvorrichtung ein, vorzugsweise als Stecker ausgebildetes, Verbindungselement zum Anschluss der Schlauchleitung an das andere Element auf. Ferner kann die zweckmäßigerweise aus Kunststoff bestehende Funktionsvorrichtung einen Abdichtungsabschnitt aufweisen, der mit der Ummantelung flüssigkeitsdicht verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist.Expediently, the functional device has a connecting element, preferably designed as a plug, for connecting the hose line to the other element. Furthermore, the functional device, which expediently consists of plastic, can have a sealing section, which is connected to the jacket in a liquid-tight manner, preferably welded.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Spalt endseitig jeweils von einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Endstück begrenzt, welche mit der Ummantelung flüssigkeitsdicht verbunden sind und die Schlauchleitung ebenfalls flüssigkeitsdicht umschließen. Hierbei ist der Abdichtungsabschnitt Bestandteil des dem Schlauchleitungsende zugeordneten Endstücks und dieses Endstück Bestandteil der Funktionsvorrichtung. Dieses Endstück kann sowohl eine Anschlussvorrichtung für die Zufuhr des Kühlmittels als auch eine Anschlussvorrichtung für die Abfuhr des Kühlmittels aufweisen. Hierdurch wird die Versorgung des Spaltes mit Kühlmittel und dessen Abtransport konstruktiv vereinfacht, da hier die beiden entsprechenden Kühlmittelschlauchanschlüsse mit demselben Endstück verbunden werden. Generell kann ein Endstück eine oder mehrere Anschlussvorrichtungen aufweisen. Zweckmäßigerweise besitzt eine Anschlussvorrichtung jeweils eine Gewindebohrung, die in das entsprechende Endstück eingebracht ist. In diese Gewindebohrung kann dann das Anschlussende des entsprechenden Kühlmittelschlauches für die Kühlmittelzufuhr bzw. -abfuhr einfach eingeschraubt werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, als Anschlussvorrichtungen angespritzte oder angeschweißte Kupplungselemente vorzusehen.According to one embodiment of the invention, the gap is each end of a, preferably made of plastic, tail limited, which are liquid-tightly connected to the sheath and also enclose the hose line liquid-tight. Here, the sealing portion is part of the hose end end associated with this end piece and part of the functional device. This end piece can be both a connection device for the supply of the coolant as well have a connection device for the discharge of the coolant. As a result, the supply of the gap with coolant and its removal is structurally simplified, since here the two corresponding coolant hose connections are connected to the same tail. In general, an end piece can have one or more connection devices. Conveniently, a connection device each has a threaded bore which is introduced into the corresponding end piece. In this threaded hole then the connection end of the corresponding coolant hose for the coolant supply or removal can be easily screwed. Alternatively, it is also possible to provide molded as connecting devices molded or welded coupling elements.
Sofern in einem Endstück beide Anschlussvorrichtungen vorgesehen sind, ist es zweckmäßig, in dem Spalt zusätzlich ein Steigrohr anzuordnen, welches mit einer der beiden Anschlussvorrichtungen verbunden ist und sich bis in die Nähe des anderen Endstückes erstreckt, um eine Zirkulation des Kühlmittels innerhalb des gesamten Spaltes sicherzustellen. In diesem Fall muss das Kühlmittel zunächst durch das Steigrohr strömen, bevor es in den Spalt zwischen Schlauchleitung und Ummantelung eintritt und danach wieder zu dem Endstück mit beiden Anschlussvorrichtungen zurückfließt. Alternativ ist es auch denkbar, dass das Kühlmittel zunächst durch den Spalt strömt, bevor es über das Steigrohr zurück zum Endstück mit den Anschlussvorrichtungen transportiert wird.If both connection devices are provided in one end piece, it is expedient to additionally arrange in the gap a riser pipe which is connected to one of the two connection devices and extends into the vicinity of the other end piece in order to ensure a circulation of the coolant within the entire gap , In this case, the coolant must first flow through the riser before it enters the gap between the hose and the jacket and then flows back to the tail with both connectors. Alternatively, it is also conceivable that the coolant first flows through the gap before it is transported via the riser back to the tail with the connection devices.
Die Schlauchleitung und/oder die Ummantelung und/oder das Steigrohr bestehen zweckmäßigerweise aus einem flexiblen Kunststoff. Dies ist erforderlich, um beispielsweise die Medienleitung über den Unterboden eines Kraftfahrzeuges zu führen, wobei hierfür in der Regel eine mehrfache Biegung mit ggf. engen Biegeradien erforderlich ist.The hose line and / or the casing and / or the riser expediently consist of a flexible plastic. This is necessary, for example, to guide the media line over the underbody of a motor vehicle, which usually requires a multiple bend with possibly tight bending radii.
Die Heizeinrichtung kann im Inneren der Schlauchleitung angeordnet sein. In diesem Fall muss sichergestellt sein, dass die Heizeinrichtung nicht durch die Harnstoff-Wasser-Lösung chemisch angegriffen wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, die Heizeinrichtung an der Außenseite der Schlauchleitung anzuordnen, Dann erfolgt – je nach Betriebszustand – sowohl die Beheizung der Harnstoff-Wasser-Lösung bei einem Kaltstart im Winter als auch die Kühlung der Harnstoff-Wasser-Lösung bei Betriebstemperatur des Motors über die äußere Oberfläche der Schlauchleitung.The heating device can be arranged inside the hose line. In this case, it must be ensured that the heater is not chemically attacked by the urea-water solution. Alternatively, however, it is also possible to arrange the heater on the outside of the hose, then takes place - depending on the operating condition - both the heating of the urea-water solution at a cold start in winter and the cooling of the urea-water solution at operating temperature of the motor over the outer surface of the hose line.
Um eine Aufheizung des Kühlmittels über die äußere Oberfläche der Ummantelung zu minimieren, ist diese zweckmäßigerweise von einem Wärmedämmelement umschlossen. Dieses kann an seiner Außenseite eine Metallschicht aufweisen, welche insbesondere den Wärmestrahlungseinfluss von außen auf das Kühlmittel reduziert.In order to minimize heating of the coolant over the outer surface of the sheath, this is suitably enclosed by a heat-insulating element. This may have on its outer side a metal layer, which in particular reduces the influence of heat radiation from outside on the coolant.
Bei einer Innenbeheizung der Schlauchleitung liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Heizeinrichtung über mindestens eine Abzweigung in der Schlauchleitung in die Schlauchleitung hinein und/oder aus dieser herausgeführt ist. Zweckmäßigerweise ist im Bereich der Abzweigung ein die Abzweigung verschließender Stopfen mit mindestens einer Öffnung zur Durchführung der Heizeinrichtung angeordnet. Dieser Stopfen kann in die Abzweigung eingepresst sein, so dass hierdurch gleichzeitig eine Abdichtung der von der Heizeinrichtung durchfassten Öffnung gewährleistet ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere auch, dass zwei Öffnungen vorgesehen sind, nämlich für beide Anschlussbereiche der als Schlaufe innerhalb der Schlauchleitung angeordneten Heizeinrichtung. Der Stopfen weist dann in diesem Fall eine Öffnung für die Hineinführung und eine Öffnung für die Herausführung der Heizeinrichtung auf. Der Stopfen kann mittels einer Presshülse in die Abzweigung eingepresst sein und besteht vorzugsweise auf PTFE. Die Presshülse kann an der Außenseite der Abzweigung angeordnet sein und aus Metall, vorzugsweise Edelstahl oder Messing bestehen. Sofern ein Widerstandsheizdraht als Heizeinrichtung vorgesehen ist, ist dieser zweckmäßigerweise mit einer Kunststoffummantelung versehen, um eine Korrosion des Heizdrahtes sicher zu vermeiden.In the case of internal heating of the hose line, it is within the scope of the invention for the heating device to be led into and / or out of the hose line via at least one branch in the hose line. Conveniently, in the region of the branch, a stopper closing the branch is arranged with at least one opening for the passage of the heating device. This plug can be pressed into the branch, so that at the same time a sealing of the area covered by the heater opening is ensured. In the context of the invention, it is also particularly the case that two openings are provided, namely for both connection regions of the heating device arranged as a loop within the hose line. The plug then has in this case an opening for the introduction and an opening for the lead-out of the heater. The plug can be pressed into the branch by means of a compression sleeve and is preferably made of PTFE. The compression sleeve may be disposed on the outside of the branch and made of metal, preferably stainless steel or brass. If a resistance heating wire is provided as a heating device, this is expediently provided with a plastic casing to safely avoid corrosion of the heating wire.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Spalt bis in die Funktionsvorrichtung hinein. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch zusätzlich auch eine Kühlung der Funktionsvorrichtung mit dem Sekundärmedium möglich ist und somit die Harnstoff-Wasser-Lösung auch beim Durchströmen der Funktionsvorrichtung entsprechend gekühlt wird. Vorzugsweise umfasst der Spalt den Abdichtungsabschnitt und erstreckt sich bis zum Verbindungselement. Dies gewährleistet eine besonders gute Kühlung des Mediums auch im Bereich der Funktionsvorrichtung. Zweckmäßigerweise sind der Abdichtungsabschnitt und das Verbindungselement flüssigkeitsdicht miteinander verbunden, so dass es auch beim Einströmen des Kühlmittels vom Abdichtungsabschnitt in das Verbindungselement zu keiner Leckage kommt.According to a preferred embodiment of the invention, the gap extends into the functional device. This has the advantage that, as a result, cooling of the functional device with the secondary medium is additionally possible, and thus the urea-water solution is also cooled correspondingly when it flows through the functional device. Preferably, the gap comprises the sealing portion and extends to the connecting element. This ensures a particularly good cooling of the medium also in the area of the functional device. Appropriately, the sealing portion and the connecting element are liquid-tightly connected to each other, so that there is no leakage even when flowing the coolant from the sealing portion in the connecting element.
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass der Abdichtungsabschnitt zusätzlich auch flüssigkeitsdicht mit der Schlauchleitung verbunden, verzugsweise verschweißt, ist. Zweckmäßigerweise weist der Abdichtungsabschnitt einen mit der Ummantelung flüssigkeitsdicht verbundenen Außendichtungsabschnitt sowie einen mit der Schlauchleitung flüssigkeitsdicht verbundenen Innendichtungsabschnitt auf, wobei der Außendichtungsabschnitt und der Innendichtungsabschnitt vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Dies hat den Vorteil, dass die Materialien dieser Dichtungsabschnitte gezielt auf die Materialien von Schlauchleitung bzw. Ummantelung abgestimmt werden können, so dass eine optimale Verschweißung von Außendichtungsabschnitt mit Ummantelung einerseits und Innendichtungsabschnitt mit Schlauchleitung auf der anderen Seite gewährleistet ist. Hierdurch ergeben sich Einsparungen aufgrund einer vereinfachten Fertigung und/oder Materialkosteneinsparungen. Der Außendichtungsabschnitt und der Innendichtungsabschnitt können als separate Elemente ausgebildet sein. Alternativ hierzu es aber auch möglich, dass der Abdichtungsabschnitt mit Außendichtungsabschnitt und Innendichtungsabschnitt einstückig ausgebildet ist.In the context of the invention, it is further that the sealing portion additionally liquid-tight connected to the tubing, preferably welded, is. The sealing section expediently has an outer sealing section which is connected in a liquid-tight manner to the jacket and an inner sealing section connected in a liquid-tight manner to the hose conduit, the outer sealing section and the inner sealing section preferably being made of different materials. This has the Advantage that the materials of these seal sections can be tailored to the materials of hose or sheath, so that an optimal welding of outer seal section with sheathing on the one hand and inner seal section is ensured with hose on the other side. This results in savings due to a simplified manufacturing and / or material cost savings. The outer seal portion and the inner seal portion may be formed as separate elements. Alternatively, however, it is also possible that the sealing portion is integrally formed with outer seal portion and inner seal portion.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Außendichtungsabschnitt und/oder Innendichtungsabschnitt zusätzlich Bestandteil des Verbindungselementes. Hierdurch ist auf konstruktiv sehr einfach Weise sichergestellt, dass einerseits eine sichere Flüssigkeitsabdichtung gewährleistet ist und andererseits der Abdichtungsabschnitt direkt mit einem anderen Element, beispielsweise einem Dosiermodul für die Harnstoff-Wasser-Lösung, verbunden werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, the outer sealing section and / or inner sealing section are additionally part of the connecting element. As a result, it is ensured in a structurally very simple manner that, on the one hand, a secure liquid seal is ensured and, on the other hand, the sealing section can be connected directly to another element, for example a metering module for the urea-water solution.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Funktionsvorrichtung gemäß Anspruch 11.The subject of the invention is also a functional device according to
Beim Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung in einem Kraftfahrzeug unter Verwendung der erfindungsgemäßen, vorstehend beschriebenen Medienleitung, dient entsprechend die Heizeinrichtung zur Beheizung der Harnstoff-Wasser-Lösung bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeuges und das Sekundärmedium zur Kühlung der Harnstoff-Wasserlösung bei Betriebstemperatur des Kraftfahrzeugs.When transporting a urea-water solution in a motor vehicle using the above-described media line according to the invention, the heater is used to heat the urea-water solution at a cold start of the motor vehicle and the secondary medium for cooling the urea-water solution at the operating temperature of the motor vehicle ,
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Medienleitung ist jedoch nicht auf den Transport von Harnstoff-Wasser-Lösungen beschränkt. Alternativ kann die Medienleitung z. B. auch zum Transport von Trinkwasser, Getränken, wie zum Beispiel Bier, Limonade, Cola oder dergleichen, eingesetzt werden. Entsprechend muss das Sekundärmedium nicht zwingend zur Kühlung des Mediums dienen, sondern kann alternativ beispielsweise auch diesem zugeführt werden oder auch zur Beheizung des Mediums dienen.However, the application of the media line according to the invention is not limited to the transport of urea-water solutions. Alternatively, the media line z. B. also for the transport of drinking water, drinks, such as beer, lemonade, cola or the like, are used. Accordingly, the secondary medium does not necessarily serve to cool the medium, but alternatively can also be supplied to it, for example, or also serve for heating the medium.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:In the following the invention will be explained in detail with reference to a drawing showing only one embodiment. They show schematically:
Die
Die Schlauchleitung
Der
Im Ausführungsbeispiel weist die Funktionsvorrichtung
Wie den
Insbesondere der
Die Ummantelung
Die
Im Ausführungsbeispiel gemäß den
Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß den
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den
Die oben beschriebenen Medienleitungen werden wie folgt betrieben: Bei einem Kaltstart des Fahrzeuges, insbesondere bei Temperaturen unter –11°C, dient der Widerstandsheizdraht
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- EP 2201229 B1 [0003] EP 2201229 B1 [0003]
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