JP2015158272A - 加熱可能な流体配管 - Google Patents

Abstract

【課題】確実な組立を簡単な仕方で惹起できるようにすることが望まれる。
【解決手段】管と、管の一端に配置されたハウジングを有するコネクタと、管の内部に配置され、長軸を有する入口通路を通ってハウジングの中に入るとともにスリーブに配置された開口部を通ってハウジングから外に出る加熱棒とを備えた加熱可能な流体配管において、スリーブには、加熱棒を取り囲み、栓（２１）によってスリーブで保持されるシール材が配置されている。このような構成において、栓（２１）が、関節軸を有する関節区域（２４）によって相互に結合された２つの部分（２２，２３）を有していることが意図される。
【選択図】図４

Description

本発明は、管と、管の一端に配置されたハウジングを有するコネクタと、管の内部に配置され、長軸を有する入口通路を通ってハウジングの中に入るとともにスリーブに配置された出口通路を通ってハウジングから外に出る加熱棒とを備えた加熱可能な流体配管に関するものであり、スリーブには、加熱棒を取り囲み、栓によってスリーブで保持されるシール材が配置されている。

このような種類の加熱可能な流体配管は、たとえば特許文献１から公知である。

以下においては、尿素すなわちＵｒｅａをタンクから適用個所へ送るために自動車で利用される流体配管を取り上げて本発明について説明する。尿素はディーゼルエンジンで窒素酸化物を還元するために用いられる。

−１１℃を下回る低い温度では流体配管の尿素が凍結し、そのために、配管を通しての尿素の送出が可能でなくなるという危険がある。別の液体では、凍結点が別の値を有している可能性がある。液体が凍結すると、いかなる場合でも、流体配管を通しての液体の輸送が可能ではなくなる。

したがって上に挙げた特許文献１では、流体配管とコネクタを加熱するための加熱棒を使用することが提案されている。この加熱棒は管の内部に配置されており、それにより、熱エネルギー全体を管内部にある流体に伝えることができ、そのようにして、エネルギー損失が比較的少なくなっている。ただし加熱棒にはエネルギーを供給しなければならない。この目的のために、加熱棒はコネクタから外に導出されている。加熱棒がコネクタから外に導出される開口部は、流体が配管から外部へ出るのを防ぐために、封止されなければならない。そのために、基本的には単にＯリングとして構成されていてよいシール材が設けられている。管内部の圧力が高いときでもこのようなシール材を位置に関して保持するために、栓が設けられている。栓はスリーブに圧入される。改善された保持力を実現するために、栓はスリーブと係止される。しかし、そのためには比較的高い圧入力が必要である。

ドイツ特許出願公開第１０２０１１１０２１５１Ａ１号明細書

本発明の課題は、確実な組立を簡単な仕方で惹起することにある。

この課題は、冒頭に述べた種類の加熱可能な流体配管において、栓が、関節軸を有する関節区域によって相互に結合された２つの部分を有していることによって解決される。

栓の形態によって組立が簡略化される。栓の両方の部分は少なくとも関節区域の範囲外ではある程度の相互間隔を有しており、それに応じて互いに近づくように動くことができる。それによって外側円周が若干狭められ、それにより、栓をいっそう簡単にスリーブへ挿入することができる。

このとき関節区域は、栓の各部分と一体的に構成されたブリッジによって形成されているのが好ましい。このことは製造を簡素化する。栓は、たとえば射出成形により、全体として一体的に構成されていてよい。ブリッジは、栓の高さよりも大幅に短い長さを有している。たとえばブリッジは、栓の高さの最大で３分の１あるいはさらに４分の１に相当する高さ方向の長さを有している。このような種類のブリッジは、栓の各部分が互いに相対的に傾くのを許容する。

栓は加熱棒と溶接されているのが好ましい。栓がスリーブへすでに挿入されているとき、好ましくは超音波溶接によって栓を加熱棒と溶接することができる。溶接により、栓の各部分があらためて互いに近づくように動けるようになることが防止され、それにより、栓は溶接後にはスリーブで紛失不能に保持される。

スリーブは互いに向かい合う２つの溶接当付ゾーンを有し、関節軸はこれらの溶接当付ゾーンの間の結合線と平行に延びているのが好ましい。溶接付加ゾーンとは、超音波溶接の際にソノードを当て付けることができる、スリーブの外面の領域である。したがって両方の溶接当付ゾーンは溶接方向を、すなわち溶接エネルギーが栓に注入される方向を定義する。関節軸がこの方向と平行に延びていれば、溶接のときに関節軸を中心とする振動は行われない。溶接エネルギー全体が栓の材料だけを通っていく。加熱棒そのものは「溶接ビーム」に巻き込まれないので、加熱棒で加熱ワイヤが損傷する危険が事実上排除される。

溶接当付ゾーンは長軸の両側に配置されているのが好ましい。その場合、たとえば超音波溶接でソノードを当て付けるために、十分なスペースを利用することができる。

栓は複数のセンタリング突起を有しているのが好ましく、関節軸はこれらのセンタリング突起の間に延びている。センタリング突起は、栓を事前設定されたアライメントで栓へ挿入するための役目を果たす。センタリング突起により、関節軸が溶接結合のために望ましい方向を正確に有していることを実現することができる。

栓は貫通通路を有しているのが好ましく、該貫通通路を通って加熱棒が案内されており、貫通通路には半径方向内側を向く突起が配置されている。栓がスリーブへ挿入されるとき、加熱棒がすでに貫通通路を通るように案内されているにもかかわらず、栓の各部分を若干互いに近づくように動かすことができる。押し合わされたときに突起は若干撓曲することができ、および／または加熱棒へ圧入することができる。しかしその場合、突起のところで栓と加熱棒との溶接を行うことができる。

このとき突起は、半径方向内側において、半径方向外側におけるよりも小さい長さを円周方向に有しているのが好ましい。換言すると、突起は半径方向内側に向かって尖るように延びている。それにより、突起と加熱棒の外面との間で比較的小さい接触面が生じる。その場合、溶接エネルギーがこの小さい突起に集中するので、比較的低い溶接エネルギーで栓と加熱棒との溶接を実現することができる。

このとき、少なくとも１つの部分に、円周方向で少なくとも１２０°の間隔をおいて配置された少なくとも２つの突起が設けられているのが好ましい。その場合、栓の少なくとも１つの部分では、あるいは両方の部分では、事実上、突起が直径上に向かい合うように配置される。これらの突起が溶接方向で相前後して位置しており、それにより、比較的低い溶接エネルギーで卓越した溶接結果を得ることができる。

各部分の間には少なくとも部分的にスリーブに配置された自由空間が設けられているのが好ましい。この自由空間は２つの機能を有する。この自由空間はスリーブへ栓を組み付けるときに、栓の各部分を互いに近づくように動かして挿入を容易にすることを可能にする。栓がスリーブへ挿入されて溶接プロセスが開始されたときは、溶融した材料を中に収容することができるポケットまたは収容空間を形成するために自由空間が設けられている。

次に、図面との関連で好ましい実施例を参照しながら本発明について説明する。図面には次のものが示されている。

コネクタを備える流体配管の実施例を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面である。 スリーブを栓および加熱棒とともに示す平面図である。 栓を示す斜視図である。

図１は、コネクタ３と管２とを備える流体配管１を示している。コネクタ３は接続スリーブ４を有しており、これに管２が押し嵌められている。接続スリーブ４は「もみの木」ジオメトリーを有している。管２は、詳しくは図示しない手段によって接続スリーブ４に取り付けることができる。たとえば管を接続スリーブ４の領域でグラウト材によって注型することができ、それにより、半径方向に回転することができなくなる。これに加えて、管２と接続スリーブ４の間にはシール材５が設けられている。

管２はプラスチックで構成されている。管はホース状に構成されていてもよい。

コネクタ３は、本実施例では、直線状に延びる入口通路６を有しており、該入口通路は接続スリーブ４を貫通して接続ジオメトリー７まで通っており、該接続ジオメトリーを用いてコネクタ３をタンク、ポンプ、または他のコネクタのスリーブに取り付けることができる。接続ジオメトリー７の厳密な構成は、本件にとっては何らの役割も果たさない。ただし接続ジオメトリーは、機械的に安定した液密な結合を可能にすることができるように構成される。

入口通路６には、案内面９を有するランプ部材８が配置されている。コネクタ３は、開口部１１を形成するスリーブ１０を有している。

管２の中には、加熱棒１２の形態の加熱手段が配置されている。加熱棒１２はプラスチック１３で構成されており、その中に２つの加熱導体１４，１５（図３）が配置されている。加熱棒１２は可撓である。加熱導体１４，１５は機械的に防護されて加熱棒１２の内部に収容されている。

加熱棒１２と管２の間には内部空間１６が形成されており、該内部空間を通って液体が流れることができる。接続スリーブ４と加熱棒１２の間にも内部空間１７が形成されている。

加熱棒１２が接続スリーブ４に差し込まれると、その先端部１８は案内面９に達し、ランプ部材８の案内面９によって偏向され、すなわち、スリーブの中で開口部１１のほうに向かうようにされる。加熱棒１２がさらに押し込まれると、開口部１１を通ってスリーブ１０から外に出る。スリーブ１０は、入口通路６の長軸１９に対して角度αをなしている。角度αは２０°から８０°の範囲内であるのが好ましい。

開口部１１には、スリーブ１０の内壁と加熱導体１２との間にリングシール材２０が配置されている。リングシール材２０は、半径方向外側に向かって封止をするようにスリーブ１０の内面に当接するとともに、半径方向内側に向かって封止をするように加熱棒１２に当接する。リングシール材２０は、加熱棒が開口部１１から外に出たときに加熱棒１２へ装着され、次いで、開口部１１の中に挿入される。このときリングシール材２０は半径方向内側に向かって、および半径方向外側に向かって、わずかに圧縮させることができる。

流体配管１の内部では、たとえば６バールの高い圧力を生じさせることができる。このような圧力では、リングシール材２０が開口部１１から押し出されるという危険がある。それを防ぐために、Ｏリングとして構成されていてよいリングシール材２０をコネクタ３の中で固定する栓２１が、スリーブ１０に挿入されている。

栓２１は、図３では平面図として示されており、図４では拡大した斜視図で示される。

直線状に延びる貫通通路を備えるコネクタに代えて、当然ながら、９０°だけ方向転換される貫通通路を備えるコネクタも可能である。

栓２１は、ブリッジ２４として構成された関節区域によって相互に結合された２つの部分２２，２３を有している（図３および図４）。それ以外では、両方の部分２２，２３は自由空間２５により互いに分断されている。すなわち両方の部分２２，２３は、自由空間２５の領域で互いに近づくように傾けることができる。それに応じて関節区域は関節軸３２を有しており、該関節軸は本例では、自由空間２５をほぼ中央で分割する平面に位置する。

自由空間２５の両側に係止突起２６，２７が配置されており、これらの係止突起により、栓２１をスリーブ１０の中で係止して取り付けることができる。自由空間２５は、係止突起２６，２７を全面的または部分的に貫通することができる。これに加えて栓２１は、スリーブ１０に構成されたスリット３０，３１の中に入ることができるセンタリング突起２８，２９を有している。図３は、それぞれのセンタリング突起２８，２９の間に延びる関節軸３２を破線で示している。

栓２１は貫通通路２３を有しており、該貫通通路を通して加熱棒１２が案内される。貫通通路には、半径方向内側を向く複数の突起３４ａ−３４ｆが配置されている。これらの突起３４ａ−３４ｆは半径方向内側に向かって尖って延びており、すなわち、その半径方向内側では、半径方向外側におけるよりも小さい長さを円周方向に有している。両方の部分２２，２３の各々が、円周方向でそれぞれ少なくとも１２０°の間隔をおいて配置された２つの突起３４ａ，３４ｃ；３４ｄ，３４ｆを有している。換言すると、突起３４ａ，３４ｃ；３４ｄ，３４ｆは互いに直径上で向かい合っている。

スリーブ１０はその外面に溶接当付ゾーン３５，３６を有しており、これらの溶接当付ゾーンは、本実施例では、超音波溶接装置のソノードのための平坦な当接面を有している。あるいはソノードの形状に依存して、溶接当付ゾーン３５，３６はこれ以外の形状を有することもできる。

図３に見られるように、関節軸３２はそれぞれの溶接当付ゾーン３５，３６の間の結合線と平行に延びている。溶接当付ゾーン３５，３６は長軸１９の両側に配置されており、すなわち図１に関しては紙面に対して垂直に延びており、図２の図面に関しては上側と下側に延びている（図２では断面図に基づいて図示されていない）。それにより関節軸３２は、溶接方向と平行に延びている。このケースでは、超音波溶接のときに溶接エネルギー全体が栓２１の材料だけを通過する。関節軸３２を中心とする振動は行われない。突起３４ａ−３４ｆを介して、栓２１が十分に加熱棒１２と溶接される。突起３４ａ−３４ｆは半径方向内側に向かって鋭いエッジとして、もしくは尖って終わっているので、この先端部への溶接エネルギーの集中がもたらされる。これに加えて先端部は、栓の組立を簡素化するという利点がある。両方の部分２２，２３を押し合わせると、突起３４ａ−３４ｆの先端部を若干撓曲させことができ、もしくは加熱棒１２へ若干圧入することができる。

加熱棒１２が「溶接ビーム」に巻き込まれないので、加熱棒１２の加熱ワイヤ１４，１５が損傷する危険が生じることがなくなる。

「溶接ビーム」と平行な関節軸３２の向きは、溶融した材料を中に収容することができるポケットまたは収容空間を自由空間２５が形成するという追加の利点がある。

１ 流体配管
２ 管
３ コネクタ
４ 接続スリーブ
５ シール材
６ 入口通路
７ 接続ジオメトリー
８ ランプ部材
９ 案内面
１０ スリーブ
１１ 開口部
１２ 加熱棒（加熱導体）
１３ プラスチック
１４，１５ 加熱導体（加熱ワイヤ）
１６，１７ 内部空間
１８ 先端部
１９ 長軸
２０ リングシール材
２１ 栓
２２ 部分
２３，３３ 貫通通路
２４ ブリッジ（関節区域）
２５ 自由空間
２６，２７ 係止突起
２８，２９ センタリング突起
３０，３１ スリット
３２ 関節軸
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ 突起
３５，３６ 溶接当付ゾーン

Claims (10)

1. 管（２）と、前記管（２）の一端に配置されたハウジングを有するコネクタ（３）と、前記管（２）の内部に配置され、長軸（１９）を有する入口通路（６）を通って前記ハウジングの中に入るとともにスリーブ（１０）に配置された開口部（１１）を通って前記ハウジングから外に出る加熱棒（１２）とを備えた加熱可能な流体配管（１）であって、前記スリーブ（１０）には、前記加熱棒（１２）を取り囲み、栓（２１）によって前記スリーブ（１０）で保持されるシール材（２０）が配置されている、そのような流体配管において、前記栓（２１）は関節軸（３２）を有する関節区域によって相互に結合された少なくとも２つの部分（２２，２３）を有していることを特徴とする流体配管。
2. 前記関節区域は前記栓（２１）の前記部分（２２，２３）と一体的に結合されたブリッジ（２４）として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の流体配管。
3. 前記栓（２１）は前記加熱棒（１２）と溶接されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の流体配管。
4. 前記栓（２１）は向かい合う２つの溶接当付ゾーン（３５，３６）を有しており、前記関節軸（３２）は前記溶接当付ゾーン（３５，３６）の間の結合線と平行に延びていることを特徴とする、請求項３に記載の流体配管。
5. 前記溶接当付ゾーン（３５，３６）は前記長軸（１９）の両側に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の流体配管。
6. 前記栓（２１）はセンタリング突起（２８，２９）を有しており、前記関節軸（３２）は前記センタリング突起（２８，２９）の間に延びていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体配管。
7. 前記栓（２１）は貫通通路（３３）を有しており、該貫通通路を通して前記加熱棒（１２）が案内されており、前記貫通通路（３３）には半径方向内側を向く突起（３４ａ−３４ｆ）が配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の流体配管。
8. 前記突起（３４ａ−３４ｆ）は半径方向内側において半径方向外側におけるよりも短い長さを有していることを特徴とする、請求項７に記載の流体配管。
9. 少なくとも１つの前記部分（２２，２３）には円周方向で少なくとも１２０°の間隔をおいて配置された少なくとも２つの突起（３４ａ，３４ｃ；３４ｄ，３４ｆ）が設けられていることを特徴とする、請求項７または８に記載の流体配管。
10. それぞれの前記部分（２２，２３）の間には少なくとも部分的に前記スリーブ（１０）に配置された自由空間（２５）が設けられていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の流体配管。

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