EP2979018A1 - Medienleitung mit konnektorheizvorrinchtung - Google Patents

Medienleitung mit konnektorheizvorrinchtung

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Publication number
EP2979018A1
EP2979018A1 EP14712211.3A EP14712211A EP2979018A1 EP 2979018 A1 EP2979018 A1 EP 2979018A1 EP 14712211 A EP14712211 A EP 14712211A EP 2979018 A1 EP2979018 A1 EP 2979018A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
media line
line according
heating
heating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14712211.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Hoff
Harald Riedel
Bernd Rietsch
Ulli Sammet
Jürgen Damberg
Lutz Görmer
Michael Weber
Michael Schöbel
Peter Michels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
Publication of EP2979018A1 publication Critical patent/EP2979018A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/35—Ohmic-resistance heating
    • F16L53/38—Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons

Definitions

  • the invention relates to a media line, in particular for transporting a urea-water solution, with
  • a heating device for heating the medium
  • hose line must be designed to be heatable, in which case a fast thawing of the frozen urea-water solution standing in the hose line must be ensured, especially during a cold start of the motor vehicle at very low outside temperatures.
  • the heating device for heating the medium is usually wound spirally around the hose line. Although this ensures sufficient heating of the hose line, but in the Re- gel hereby in the field of connectors no satisfactory heating can be realized.
  • the connectors are arranged at one or both ends of the hose and serve for liquid-tight connection of the hose to an aggregate, for example a tank container for the urea-water solution or for connection to a further media line or to a nozzle for injection Solution in the combustion gases.
  • an aggregate for example a tank container for the urea-water solution or for connection to a further media line or to a nozzle for injection Solution in the combustion gases.
  • the heating of the connector takes place via a heating wire wound around the connector.
  • guide elements for the wire winding are provided on the connector.
  • Connector heater according to the prior art has the disadvantage that the mounting of the heating wire on the connector is comparatively expensive and not faulty winding despite the proposed guide elements local overheating, which can cause system failure, can not be safely ruled out.
  • a large wire projection is required for electrical contacting of the heating wire on both sides. This additional wire length must be positioned after contacting in a holding element to exclude mechanical damage to the joint.
  • the present invention seeks to provide a media line with the features described above, which is structurally simple and can be mounted with little effort, while ensuring uniform heating in the region of the connector.
  • the object is achieved in that the connector heater has an elastically deformable clamping member which is pushed in the elastically deformed state on the connector and fixed by its clamping action on the connector.
  • the clamping principle according to the invention it is possible, on the one hand, to mount this on the connector by a simple elastic deformation of the clamping component.
  • the pushing on of the clamping component in the elastically deformed state can take place here axially or alternatively also radially.
  • the clamping component After pushing the clamping component onto the connector, the force for elastic deformation of the clamping component is withdrawn and due to its geometry, which is matched to the geometry of the connector, the clamping component clamps on the outer surface of the connector Connector firmly, so that this alone a secure mounting of the clamping member is ensured on the connector.
  • the teaching of the invention is further characterized in that due to the clamping member no Thompsonleiterschreibnot are required. In addition to the saving of Schuleiterermaterial therefore required according to the prior art protection of wire projections from mechanical damage during operation accounts.
  • the clamping component is expediently surrounded by an outer encapsulation in order to protect the connector heater from mechanical damage and at the same time to reduce heat losses.
  • the clamping member is a heating element of the connector heater and is for this purpose connected to an electrical power source. In the context of the invention, it is also the case that the connector heating device consists of the elastically deformable clamping component.
  • the clamping member on a claw-shaped geometry, wherein the width of the mouth opening is changed by an elastic deformation of the clamping member.
  • the width of the mouth opening is increased so far that a trouble-free sliding of the clamping member is possible on the connector. In the case of an axial pushing, a comparatively small expansion is generally sufficient.
  • the width of the mouth opening must be greater than the outer diameter of the
  • the clamping member may have lever arms, via which the force required to expand the clamping member can be applied.
  • the clamping component is designed as a molded part, preferably stamped and subsequently bent.
  • This has the advantage that the clamping component with low production costs, especially at high volumes, can be produced.
  • the punching process also allows the production of a comparatively complex geometry, so that the molded part can be tailored very precisely to the specific application.
  • the curvature of the molded part can be adapted exactly to the geometry of the connector to be overlapped, so that the desired clamping action of the molded part is ensured in the assembled state.
  • the molding is formed meander-shaped. This ensures a very uniform heating of the connector via an energization of the molded part, without there being any risk of overheating.
  • the meander shape ensures the desired flexibility which is required for the elastic deformation of the clamping component during assembly. ge is required, while still ensuring the required inherent stability of the clamping member so that it is permanently secured securely and firmly by the clamping action on the connector after installation.
  • the molding on several meander loops is expediently not more than 1 mm, for example 0.1-0.5 mm.
  • the molding is formed as a single-layer sheet metal part. This makes it possible, a comparatively large heating power in
  • the molded part is designed to be multi-layered and in this case has an outer layer of an electrical insulation material, preferably plastic, as well as a metallic inner layer.
  • an electrical insulation material preferably plastic
  • a metallic inner layer may in this embodiment have a very thin layer thickness and e.g. be formed film-like, so that even with a high applied electrical voltage introduced into the connector area heating power does not lead to overheating.
  • the required mechanical stability is ensured by the electrically non-conductive outer layer.
  • the metal layer and the outer layer may be cohesively, e.g. be connected by means of an adhesive.
  • connection lugs for electrical contacting. These connection lugs can easily be taken into account when determining the punching geometry.
  • electrical lines are preferably connected, via which the energization and thus the heating of the sheet metal part takes place.
  • the connecting drives can expediently simultaneously serve as lever arms for the above-described widening of the clamping component.
  • a material for the elastically deformable clamping component is in particular a spring-hard metal alloy, so that the necessary restoring force is ensured to ensure the clamping effect.
  • the metal must also have a comparatively high electrical resistance in order to ensure effective heating of the connector.
  • the clamping member may also be formed as a spiral spring.
  • the spiral spring expediently has at least one spiral-shaped heating wire for connector heating and at least one spiral-shaped spring wire for providing the clamping effect.
  • the heating wire and the spring wire are provided together with a, preferably also helical, electrically insulating sheath, which may for example consist of plastic.
  • the elastically deformable clamping member is thus designed as a plastic spiral, which has in its interior both a soul for the electrical heating and a soul for the mechanical stability of the coil spring.
  • the hose line has at least one resistance heating wire, preferably wound spirally around the hose line.
  • this heating wire is surrounded on the outside by an insulating layer to reduce heat losses.
  • This outer insulation layer may be formed, for example, as a corrugated tube and is suitably made of plastic.
  • Heating device for the hose are electrically connected in parallel or alternatively in series.
  • the media line according to the invention finds particular use in the transport of a urea-water solution, which is added in motor vehicles combustion exhaust gases from engines, especially diesel engines.
  • FIG. 1 is a partial side view of a media line according to the invention
  • Fig. 2a, 2b are three-dimensional representations of the media line shown in Fig. 1 and 3a, 3b a connector heater according to the invention in a single representation in a plan view or three-dimensional view.
  • Fig. 1 shows a detail of a media line, which is provided for transporting a urea-water solution 1 in a diesel motor vehicle.
  • the urea-water solution 1 is added to the combustion exhaust gases to reduce the nitrogen oxide emissions.
  • the media line has a polymeric hose line 2 for media transport (see Fig. 2a), a (not shown) heating device for heating the medium 1 and at the hose line end a connector 3 for liquid-tight connection of the hose 2 to an aggregate.
  • This aggregate can be, for example, a reservoir for the urea-water solution, a further media line or even a nozzle for injecting the solution into the exhaust gas flow.
  • Figures 1, 2a and 2b show only one end of the media line according to the invention. The other end of the media line can be designed analogously for this purpose.
  • an electrically operated connector heater 4 is provided on the connector 3 for heating.
  • the connector heater 4 has an elastically deformable clamping member 5, which is pushed in the elastically deformed state on the connector 3 and fixed by its clamping action on the connector 3.
  • the clamping component 5 is a heating element of the Kciinektor- heater 4 and is for this purpose connected via electrical wires 7 to a (not shown) electrical power source.
  • the connector heating device 4 consists of the elastically deformable clamping component 5.
  • FIGS. 1, 2 a, 2 b show the clamping member 5 in a single representation. It can be seen that the clamping component 5 has a claw-shaped geometry. The width W of the mouth opening is variable by an elastic deformation of the clamping member 5. By widening the clamping component 5, it is possible to easily postpone this to the connector 3. If the force required for widening the clamping component 5 is withdrawn, the clamping component 5 clamps firmly on the outer surface of the connector 3 and is thereby securely connected to it (compare FIGS. 1, 2 a, 2 b). After assembly, the clamping component 5 is encased with an outer encapsulation (not shown) in order to protect the connector heating device 4 from mechanical damage and at the same time to reduce heat losses.
  • an outer encapsulation not shown
  • the clamping member 5 is formed as a stamped and then bent sheet metal part. Furthermore, it can be seen that the sheet metal part 5 is designed meandering.
  • the sheet metal part 5 has two connecting lugs 6 for electrical contacting. As can be seen from FIGS. 1, 2a and 2b, the ends 6 of the electric wires 7 are respectively connected to the lugs 6, so that the lugs 5 can be supplied with current via the lugs 6 and thus heated.
  • the connection of the electrical wires 7 to the terminal lugs 6 can be done via a soldering or welding process.
  • the electric wires 7 are connected to an electrical connector 8.
  • the sheet metal part advantageously has a thickness of 0.1 to 0.5 mm.
  • the thickness s 0.3 mm.
  • the width bi of the meander-shaped sections 9 is 0.5-3 mm, for example 1-2 mm.
  • the sheet metal part has a plurality of meander loops 11.
  • the meander loops 11 each have two meandering sections 9.
  • the axial distance b 2 between two meandering sections 9 is 0.2 to 10 mm, in particular 0.5 to 5 mm, for example 1 to 4 mm.
  • the sheet-metal part 5 consists of a metal alloy adapted to the intended use in terms of electrical resistance and corrosive load capacity.
  • the heating device for heating the hose line 2 has a resistance heating wire wound spirally around the hose line 2.
  • This resistance heating wire is not shown in detail in the figures. However, it can be seen in particular in FIG. 2 a that the hose line 2 is surrounded by an outer jacket in the form of a corrugated hose 10. This also encloses the lovedsflowerdraht and thus serves as a mechanical protection for this.
  • the corrugated hose is a thermal insulation to ensure the most complete transfer of the heat energy emitted by the heating wire to the hose 2 and thus to the located in the hose 2 urea-water solution 1.
  • the connector heating device 4 and the resistance heating wire spirally wound around the hose line 2 are electrically connected in parallel.
  • the clamping member 5 is formed as a single-layer sheet metal part.
  • the clamping member 5 is formed as a multi-layer molded part and in this case has an outer layer of an electrical insulation material, preferably plastic, and a metallic inner layer.
  • the inner layer can be coated with a very small layer be provided thick, wherein the mechanical stability of the entire clamping member 5 is ensured by the outer layer.
  • the small layer thickness of the metal layer allows a dosage of the introduced heating power, so that overheating in the connector area is avoided even at a high voltage applied to the connector heater 4 electrical voltage, with an adjustment of the heating power can be done on the choice of the layer thickness of the metallic inner layer.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Medienleitung, insbesondere zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung (1), mit einer Schlauchleitung (2) zum Medientransport, einer Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums (1), mindestens einen an einem Schlauchleitungsende angeordneten Konnektor (3) zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung (2) an ein Aggregat und einer, vorzugsweise elektrischen, Konnektor-Heizvorrichtung (4) zur Beheizung des Konnektors (3). Erfindungsgemäß weist die Konnektor-Heizvorrichtung (4) ein elastisch verformbares Klemmbauteil (5) auf, welches im elastisch verformten Zustand auf den Konnektor (3) aufgeschoben und durch seine Klemmwirkung an dem Konnektor (3) befestigt ist.

Description

MEDIENLEITUNG MIT KONNEKTORHEIZVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Medienleitung, insbesondere zum Transport einer Harnstoff- Wasser-Lösung, mit
- einer Schlauchleitung zum Medientransport,
- einer Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums,
- mindestens einen an einem Schlauchleistungsende angeordneten Konnektor zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung an ein Aggregat und
- einer, vorzugsweise elektrischen, Konnektor-Heizvorrichtung zur Beheizung des Konnektors.
Eine derartige Medienleitung ist aus der Druckschrift EP 1 985 908 A1 bekannt. Harnstoff- Wasser-Lösungen, beispielsweise genormt nach DIN 70070 und CEFIC (European Chemical Industry Council) werden z.B. in Verbrennungsabgase von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit Dieselmotoren, zugegeben, um vor allem die Stickoxid-Emission zu senken und damit die immer weiter steigenden Anforderungen der Abgasvorschriften zu erfüllen. Für die Leitung der Harnstoff-Wasser-Lösung aus einem Tank zur Einspritzung in die Verbren- nungsgase ist in der Regel eine Temperierungsmöglichkeit der zumeist aus einem
Polymermaterial bestehenden Schlauchleitung erforderlich, weil die Harnstoff-Wasser- Lösung aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung den Nachteil hat, dass sie bei ca. - 11 °C ausflockt bzw. gefriert. Daher muss in aller Regel die Schlauchleitung beheizbar ausgebildet sein, wobei insbesondere bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs bei sehr nied- rigen Außentemperaturen ein schnelles Auftauen der in der Schlauchleitung stehenden, gefrorenen Harnstoff-Wasser-Lösung sichergestellt sein muss. Die Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums ist meist spiralförmig um die Schlauchleitung gewickelt. Dies gewährleistet zwar eine ausreichende Beheizung der Schlauchleitung, jedoch kann in der Re- gel hiermit im Bereich der Konnektoren keine zufriedenstellende Beheizung realisiert werden. Die Konnektoren sind an einem oder auch beiden Enden der Schlauchleitung angeordnet und dienen zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung an ein Aggregat, beispielsweise einen Tankbehälter für die Harnstoff-Wasser-Lösung oder aber auch zum Anschluss an eine weitere Medienleitung bzw. an eine Düse zur Einspritzung der Lösung in die Verbrennungsabgase. In der Praxis ist es daher üblich, für die Konnektoren eine gesonderte Konnektor-Heizeinrichtung vorzusehen. Bei der in der EP 1 985 908 A1 beschriebene Medienleitung erfolgt die Beheizung des Konnektors über einen um den Konnektor gewickelten Heizdraht. Um eine gleichmäßige Beheizung zu gewährleisten und gleichzeitig eine lokale Überhitzung (z.B. durch Überkreuzen der Heizdrähte) zu vermeiden, sind am Konnektor Führungselemente für die Drahtwicklung vorgesehen. Die beschriebene
Konnektor-Heizung gemäß dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass die Montage des Heizdrahtes am Konnektor vergleichsweise aufwendig ist und bei nicht einwandfreier Wicklung trotz der vorgesehenen Führungselemente eine lokale Überhitzung, welche einen Sys- temausfall bedingen kann, nicht sicher ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus wird zur elektrischen Kontaktierung des Heizdrahtes beidseitig ein großer Drahtüberstand benötigt. Diese zusätzliche Drahtlänge muss nach der Kontaktierung in einem Halteelement positioniert werden, um eine mechanische Beschädigung der Verbindungsstelle auszuschließen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Medienleitung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welche konstruktiv einfach und mit geringem Aufwand montierbar ist und dabei gleichzeitig eine gleichmäßige Beheizung im Bereich des Konnektors gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Konnektor-Heizvorrichtung ein elastisch verformbares Klemmbauteil aufweist, welches im elastisch verformten Zustand auf den Konnektor aufgeschoben und durch seine Klemmwirkung an dem Konnektor befestigt ist. Mit dem erfindungsgemäßen Klemmprinzip ist es einerseits möglich, durch ein ein- faches elastisches Verformen des Klemmbauteils dieses auf dem Konnektor zu montieren. Das Aufschieben des Klemmbauteils im elastischen verformten Zustand kann hierbei axial oder alternativ auch radial erfolgen. Nach dem Aufschieben des Klemmbauteils auf den Konnektor wird die Kraft zur elastischen Verformung des Klemmbauteils wieder zurückgenommen und aufgrund seiner Geometrie, welche auf die Geometrie des Konnektors ent- sprechend abgestimmt ist, klemmt sich das Klemmbauteil auf der äußeren Oberfläche des Konnektors fest, so dass allein hierdurch bereits eine sichere Montage des Klemmbauteils auf dem Konnektor gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Lehre zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass bedingt durch das Klemmbauteil keinerlei Heizleiterüberstände erforderlich sind. Neben der Einsparung von Heizleitermaterial kann daher der gemäß dem Stand der Technik erforderliche Schutz von Drahtüberständen vor mechanischer Beschädigung im Betrieb entfallen. Das Klemmbauteil ist zweckmäßigerweise von einer äußeren Kapselung umgeben, um die Konnektor-Heizeinrichtung vor mechanischer Beschädigung zu schützen und gleichzeitig Wärmeverluste zu reduzieren. Zweckmäßigerweise stellt das Klemmbauteil ein Heizelement der Konnektor-Heizvorrichtung dar und ist hierzu an eine elektrische Stromquelle angeschlossen. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass die Konnektor-Heizvorrichtung aus dem elastisch verformbaren Klemmbauteil besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Klemmbauteil eine klauenförmige Geometrie auf, wobei die Weite der Klauenöffnung durch eine elastische Verformung des Klemmbauteils veränderbar ist. Bei der Montage des Klemmbauteils wird die Weite der Klauenöffnung soweit vergrößert, dass ein problemloses Aufschieben des Klemmbauteils auf den Konnektor möglich ist. Bei einem axialen Aufschieben genügt hierbei in der Regel ein vergleichsweise geringes Aufweiten. Bei einer radialen Montage hingegen muss die Weite der Klauenöffnung größer als der äußere Durchmesser des
Konnektors sein, so dass der Konnektor durch die Klauenöffnung hindurch passt. Das Klemmbauteil kann Hebelarme aufweisen, über die die erforderliche Kraft zum Aufweiten des Klemmbauteils aufgebracht werden kann.
Zweckmäßigerweise ist das Klemmbauteil als, vorzugsweise gestanztes und danach gebo- genes, Formteil ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Klemmbauteil mit geringen Fertigungskosten, insbesondere bei hohen Stückzahlen, herstellbar ist. Der Stanzvorgang erlaubt auch die Herstellung einer vergleichsweise komplexen Geometrie, so dass das Formteil sehr genau auf die konkrete Anwendung zugeschnitten werden kann. Durch den nachfolgenden Biegevorgang kann die Krümmung des Formteils exakt an die Geometrie des zu übergreifenden Konnektors angepasst werden, so dass im Montagezustand die gewünschte Klemmwirkung des Formteils sichergestellt ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es hierbei, dass das Formteil mäanderförmig ausgebildet ist. Dies stellt eine sehr gleichmäßige Beheizung des Konnektors über eine Bestromung des Formteils sicher, ohne dass hierbei die Gefahr einer Überhitzung besteht. Darüber hinaus gewährleistet die Mäandergestalt die gewünschte Flexibilität, die zur elastischen Verformung des Klemmbauteils bei der Monta- ge erforderlich ist, und stellt dabei gleichzeitig trotzdem die erforderliche Eigenstabilität des Klemmbauteils sicher, so dass dieses nach erfolgter Montage dauerhaft sicher und fest durch die Klemmwirkung an dem Konnektor befestigt ist. Zweckmäßigerweise weist das Formteil mehrere Mäanderschlaufen auf. Die Dicke des Klemmbauteils beträgt zweckmä- ßigerweise maximal 1 mm, z.B. 0,1 - 0,5 mm.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass das Formteil als einschichtiges Blechformteil ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, eine vergleichsweise große Heizleistung im
Konnektorbereich zu erzeugen. Dies ist insbesondere bei einer Reihenschaltung der Konnektor-Heizvorrichtung mit der Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums vorteilhaft.
Alternativ hierzu kann es jedoch auch zweckmäßig sein, dass das Formteil mehrschichtig ausgebildet ist und hierbei eine äußere Schicht aus einem elektrischen Isolationsmaterial, vorzugsweise Kunststoff, sowie eine metallische Innenschicht aufweist. Eine solche Gestal- tung ist insbesondere bei einer Parallelschaltung der Konnektor-Heizeinrichtung mit der Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums vorteilhaft. Die metallische Innenschicht kann bei dieser Ausführungsvariante eine sehr dünne Schichtdicke aufweisen und z.B. folienartig ausgebildet sein, so dass auch bei einer hohen angelegten elektrischen Spannung die in den Konnektorbereich eingebrachte Heizleistung nicht zu einer Überhitzung führt. Die er- forderliche mechanische Stabilität wird durch die elektrisch nicht leitfähige Außenschicht sichergestellt. Die Metallschicht und die äußere Schicht können stoffschlüssig, z.B. mittels eines Klebstoffs, verbunden sein.
Zweckmäßigerweise weist das Formteil zwei Anschlussfahnen zur elektrischen Kontaktie- rung auf. Diese Anschlussfahnen können problemlos bei der Festlegung der Stanzgeometrie berücksichtigt werden. An die Anschlussfahnen werden vorzugsweise elektrische Leitungen angeschlossen, über die die Bestromung und damit die Beheizung des Blechformteils erfolgt. Die Anschlussfahren können zweckmäßigerweise gleichzeitig als Hebelarme zum oben beschriebenen Aufweiten des Klemmbauteils dienen. Als Material für das elas- tisch verformbare Klemmbauteil eignet sich insbesondere eine federharte Metalllegierung, damit die nötige Rückstellkraft zur Sicherstellung der Klemmwirkung gewährleistet ist. Das Metall muss ferner einen vergleichsweise hohen elektrischen Widerstand aufweisen, um damit eine wirksame Beheizung des Konnektors sicherzustellen. Alternativ kann das Klemmbauteil auch als Spiralfeder ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise weist die Spiralfeder mindestens einen spiralförmigen Heizdraht zur Konnektor- Beheizung sowie mindestens einen spiralförmigen Federdraht zur Bereitstellung der Klemmwirkung auf. Es wird hier also bewusst eine Trennung zwischen elektrischer Behei- zung einerseits und Bereitstellung der mechanischen Klemmwirkung andererseits vorgenommen. Zweckmäßigerweise sind der Heizdraht und der Federdraht gemeinsam mit einer, vorzugsweise ebenfalls spiralförmigen, elektrisch isolierenden Ummantelung versehen, welche beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. In diesem Fall ist das elastisch verformbare Klemmbauteil also als Kunststoff-Spirale ausgebildet, welche in ihrem Inneren sowohl eine Seele für die elektrische Beheizung als auch eine Seele für die mechanische Stabilität der Spiralfeder besitzt.
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass die Schlauchleitung mindestens einen, vorzugsweise um die Schlauchleitung spiralförmig gewickelten, Widerstandsheizdraht auf- weist. Zweckmäßigerweise ist dieser Heizdraht nach außen hin von einer Isolationsschicht umgeben, um Wärmeverluste zu reduzieren. Diese äußere Isolationsschicht kann beispielsweise als Wellschlauch ausgebildet sein und besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoff. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass die Konnektor-Heizvorrichtung und die
Heizeinrichtung für die Schlauchleitung elektrisch parallel oder auch alternativ in Reihe geschaltet sind.
Die erfindungsgemäße Medienleitung findet insbesondere Einsatz beim Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung, welche in Kraftfahrzeugen Verbrennungsabgasen von Motoren, insbesondere Dieselmotoren, zugegeben wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine ausschnittsweise Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Medienleitung,
Fig. 2a, 2b dreidimensionale Darstellungen der in Fig. 1 gezeigten Medienleitung und Fig. 3a, 3b eine erfindungsgemäße Konnektor-Heizvorrichtung in Einzeldarstellung in einer Draufsicht bzw. dreidimensionalen Ansicht.
Die Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine Medienleitung, welche zum Transport einer Harn- stoff-Wasser-Lösung 1 in einem Dieselkraftfahrzeug vorgesehen ist. Die Harnstoff-Wasser- Lösung 1 wird den Verbrennungsabgasen zugegeben, um die Stickoxid-Emissionen zu senken. Die Medienleitung weist eine polymere Schlauchleitung 2 zum Medientransport (s. Fig. 2a), eine (nicht näher dargestellte) Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums 1 sowie am Schlauchleitungsende einen Konnektor 3 zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung 2 an ein Aggregat auf. Bei diesem Aggregat kann es sich beispielsweise um einen Vorratsbehälter für die Harnstoff-Wasser-Lösung, eine weitere Medienleitung oder aber auch um eine Düse zur Einspritzung der Lösung in den Abgasstrom handeln. Die Figuren 1 , 2a und 2b zeigen lediglich ein Ende der erfindungsgemäßen Medienleitung. Das andere Ende der Medienleitung kann hierzu analog ausgebildet sein.
Wie den Figuren 1 , 2a und 2b zu entnehmen ist, ist am Konnektor 3 zur Beheizung eine elektrisch betriebene Konnektor-Heizvorrichtung 4 vorgesehen. Insbesondere bei einer vergleichenden Betrachtung aller Figuren ist zu erkennen, dass die Konnektor- Heizvorrichtung 4 ein elastisch verformbares Klemmbauteil 5 aufweist, welches im elastisch verformten Zustand auf den Konnektor 3 aufgeschoben und durch seine Klemmwirkung an dem Konnektor 3 befestigt ist. Das Klemmbauteil 5 stellt ein Heizelement der Kciinektor- Heizvorrichtung 4 dar und ist hierzu über elektrische Drähte 7 an eine (nicht dargestellte) elektrische Stromquelle angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel besteht die Konnektor- Heizvorrichtung 4 aus dem elastisch verformbaren Klemmbauteil 5.
Die Figuren 3a und 3b zeigen das Klemmbauteil 5 in einer Einzeldarstellung. Es ist erkennbar, dass das Klemmbauteil 5 eine klauenförmige Geometrie aufweist. Die Weite W der Klauenöffnung ist durch eine elastische Verformung des Klemmbauteils 5 veränderbar. Durch eine Aufweitung des Klemmbauteiles 5 ist es möglich, dieses einfach auf den Konnektor 3 aufzuschieben. Wird die Kraft, welche zur Aufweitung des Klemmbauteils 5 erforderlich ist, wieder zurückgenommen, so klemmt sich das Klemmbauteil 5 auf der äußeren Oberfläche des Konnektors 3 fest und ist hierdurch sicher mit diesem verbunden (vgl. Figuren 1 , 2a, 2b). Das Klemmbauteil 5 wird nach erfolgter Montage mit einer (nicht dargestellten) äußeren Kapselung ummantelt, um die Konnektor-Heizeinrichtung 4 vor mechani- scher Beschädigung zu schützen und gleichzeitig Wärmeverluste zu reduzieren. Insbesondere den Figuren 3a und 3b ist zu entnehmen, dass das Klemmbauteil 5 als gestanztes und danach gebogenes Blechformteil ausgebildet ist. Ferner ist erkennbar, dass das Blechformteil 5 mäanderförmig gestaltet ist. Das Blechformteil 5 weist zwei Anschluss- fahnen 6 zur elektrischen Kontaktierung auf. Wie den Figuren 1 , 2a und 2b zu entnehmen ist, sind an die Fahnen 6 jeweils die Enden der elektrischen Drähte 7 angeschlossen, so dass über die Fahnen 6 das Klemmbauteil 5 mit Strom versorgt und damit beheizt werden kann. Die Anbindung der elektrischen Drähte 7 an die Anschlussfahnen 6 kann über einen Löt- oder Schweißvorgang erfolgen. Die elektrischen Drähte 7 sind an einen elektrischen Stecker 8 angeschlossen. Das Blechformteil besitzt zweckmäßigerweise eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke s = 0,3 mm. Die Breite bi der mäan- derförmigen Abschnitte 9 beträgt 0,5 - 3 mm, z.B. 1 - 2 mm. Das Blechformteil weist mehrere Mäanderschlaufen 11 auf. Die Mäanderschlaufen 11 weisen jeweils zwei mäanderför- mige Abschnitte 9 auf. Der axiale Abstand b2 zwischen zwei mäanderförmigen Abschnitten 9 beträgt 0,2 - 10 mm, insbesondere 0,5 - 5 mm, z.B. 1 - 4 mm. Das Blechformteil 5 besteht aus einer hinsichtlich elektrischen Widerstand und korrosive Belastbarkeit an den Einsatzzweck angepasste Metalllegierung..
Die Heizeinrichtung zur Beheizung der Schlauchleitung 2 weist einen um die Schlauchlei- tung 2 spiralförmig gewickelten Widerstandsheizdraht auf. Dieser Widerstandsheizdraht ist in den Figuren nicht näher dargestellt. Es ist jedoch insbesondere in der Fig. 2a erkennbar, dass die Schlauchleitung 2 von einer äußeren Ummantelung in Form eines Wellschlauchs 10 umgeben ist. Dieser umschließt auch den Widerstandsheizdraht und dient somit als mechanischer Schutz für diesen. Gleichzeitig stellt der Wellschlauch eine Wärmeisolierung dar, um eine möglichst vollständige Übertragung der vom Heizdraht abgegebenen Wärmeenergie an die Schlauchleitung 2 und damit an die in der Schlauchleitung 2 befindliche Harnstoff-Wasser-Lösung 1 sicherzustellen. Im Ausführungsbeispiel sind die Konnektor- Heizvorrichtung 4 und der spiralförmig um die Schlauchleitung 2 gewickelte Widerstandsheizdraht elektrisch parallel geschaltet.
In den Ausführungsbeispielen ist das Klemmbauteil 5 als einschichtiges Blechformteil ausgebildet. Alternativ hierzu liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass das Klemmbauteil 5 als mehrschichtiges Formteil ausgebildet ist und hierbei eine äußere Schicht aus einem elektrischen Isolationsmaterial, vorzugsweise Kunststoff, sowie eine metallische In- nenschicht aufweist. In diesem Fall kann die Innenschicht mit einer sehr geringen Schicht- dicke versehen sein, wobei die mechanische Stabilität des gesamten Klemmbauteils 5 durch die äußere Schicht gewährleistet wird. Die geringe Schichtdicke der Metallschicht ermöglicht eine Dosierung der eingebrachten Heizleistung, so dass eine Überhitzung im Konnektorbereich auch bei einer hohen an die Konnektor-Heizvorrichtung 4 angelegten elektrischen Spannung vermieden wird, wobei eine Einstellung der Heizleistung über die Wahl der Schichtdicke der metallischen Innenschicht erfolgen kann.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche
Medienleitung, insbesondere zum Transport einer Harnstoff-Wasser-Lösung (1 ), mit
- einer Schlauchleitung (2) zum Medientransport,
- einer Heizeinrichtung zur Beheizung des Mediums (1),
- mindestens einen an einem Schlauchleitungsende angeordneten Konnektor (3) zum flüssigkeitsdichten Anschluss der Schlauchleitung
(2) an ein Aggregat und
- einer, vorzugsweise elektrischen, Konnektor-Heizvorrichtung (4) zur Beheizung des Konnektors (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Konnektor-Heizvorrichtung (4) ein elastisch verformbares Klemmbauteil (5) aufweist, welches im elastisch verformten Zustand auf den Konnektor (3) aufgeschoben und durch seine Klemmwirkung an dem Konnektor
(3) befestigt ist.
Medienleitung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmbauteil (5) ein Heizelement der Konnektor-Heizvorrichtung (4) darstellt und hierzu an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist.
Medienleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konnektor- Heizvorrichtung
(4) aus dem elastisch verformbaren Klemmbauteil (5) besteht.
Medienleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmbauteil (5) eine klauenförmige Geometrie aufweist, wobei die Weite (W) der Klauenöffnung durch eine elastische Verformung des Klemmbauteils (5) veränderbar ist.
5. Medienleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmbauteil (5) als, vorzugsweise gestanztes und danach gebogenes, Formteil ausgebildet ist.
6. Medienleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (5) mä- anderförmig ausgebildet ist.
7. Medienleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (5) mehrere Mäanderschlaufen (11) aufweist.
8. Medienleitung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (5) als einschichtiges Blechformteil ausgebildet ist.
9. Medienleitung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (5) mehrschichtig ausgebildet ist und hierbei eine äußere Schicht aus einem elektrischen Isolationsmaterial, vorzugsweise Kunststoff, sowie eine metallische Innenschicht aufweist.
10. Medienleitung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (5) zwei Anschlussfahnen (6) zur elektrischen Kontaktierung aufweist.
11. Medienleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmbauteil (5) als Spiralfeder ausgebildet ist.
12. Medienleitung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder mindestens einen spiralförmigen Heizdraht zur Konnektorbeheizung sowie mindestens einen spiralförmigen Federdraht zur Bereitstellung der Klemmwirkung aufweist.
13. Medienleitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht und der Federdraht gemeinsam mit einer, vorzugsweise ebenfalls spiralförmigen, elektrisch isolierenden Ummantelung versehen sind.
14. Medienleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung mindestens einen, vorzugsweise spiralförmig um die Schlauchleitung (2) gewickelten, Widerstandsheizdraht aufweist. Medienleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Konnektor-Heizvorrichtung (4) und die Heizeinrichtung elektrisch parallel oder in Reihe geschaltet sind.
EP14712211.3A 2013-03-25 2014-03-24 Medienleitung mit konnektorheizvorrinchtung Withdrawn EP2979018A1 (de)

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