JP6671346B2 - 組み立てられた媒体管路 - Google Patents

Description

本発明は、管路壁と、媒体、特に凍結するおそれがある媒体を通流させる内側の管路空間とを備えた少なくとも１つの媒体管路、特に加熱可能な媒体管路と、該媒体管路の端部側に配置された少なくとも１つの接続部材とを有しており、少なくとも１つの媒体管路の管路壁が、少なくとも２つの材料層から成っている、組み立てられた媒体管路に関する。

このような組み立てられた媒体管路は、従来技術に基づいて公知である。媒体管路の組み立てられたという概念は、取付けの終わった媒体管路の製造の最終段階を意味しており、その後で媒体管路は、連結部分および／または管路コネクタのような少なくとも１つの接続部材を備えており、例えば自動車に取り付けられることができる。接続部材は、一方では複数の媒体管路を接続するため、もしくは結合されて媒体管路全体を形成する複数の部分媒体管路を接続するために、または１つの媒体管路をアセンブリにもしくはアセンブリの接続装置に接続するために用いることができる。従って接続部材は、種々様々な形態で、例えばコネクタ部分を収容する連結部分として、接着結合または溶接結合によって少なくとも１つの媒体管路に結合可能な、もしくは結合される接続部分として、特にホース管路が差し嵌められる先端部分等々として、形成されることができる。

特に車両においては、組み立てられた加熱可能な媒体管路は、凍結するおそれのある液状媒体を導くために使用される。媒体はこのとき、各媒体管路の内側の管路空間を貫流する。低温時には、組み立てられた媒体管路を通って流れる媒体が凍結するおそれがある。従って、媒体管路を加熱することおよび、場合によっては媒体管路に結合された接続部材を加熱することが公知である。凍結するおそれがある媒体というのは、比較的高い凍結点に基づいて、なおまだ高い周囲温度時において既に凍結する傾向があり、これによって例えば車両の機能が損なわれるまたはそれどころか故障を引き起こし得るような媒体を意味している。このことは、特に、水を通す媒体管路や、例えば、いわゆるＳＣＲ触媒（ＳＣＲ＝selectiv catalytic reduction 選択(的)触媒還元）によるディーゼル機関用のＮＯ_Ｘ-反応添加剤として使用されるＡｄＢｌｕｅ^（Ｒ）のような尿素水溶液を媒体として貫流させる媒体管路において明らかである。従って通常、媒体管路もしくは媒体管路の少なくとも一部のために、かつしばしば接続部材のためにも、組み立てられた媒体管路の内部における媒体の凍結を回避するためもしくは既に凍結した媒体の融解を可能にするために、加熱可能な処置が設けられている。

組み立てられた媒体管路が車両内に配置されている場合には、媒体管路は例えば一端において、例えば車両エンジンの領域における調量ユニットのようなアセンブリもしくはコンポーネントに接続され、かつ／または第２の組み立てられた媒体管路に接続され、他方では、例えば自動車タンクのポンプのようなコンポーネントもしくは別のアセンブリに接続されてよい。組み立てられた媒体管路の端部側に設けられた接続部材は、このとき結合箇所のそれぞれの所与性に合わせられることができ、つまり例えば調量ユニットの所与性およびポンプの所与性に合わせられることができる。組み立てられた媒体管路の一端が車両エンジンの調量ユニットの領域に配置され、かつ他方の側において車両タンクのポンプの領域に配置されている場合には、組み立てられた媒体管路には、部分的に、著しく異なった周囲温度が加えられ、車両エンジンまたは排気マニホルドの領域においては、極めて高い温度が加えられ、ゆえにこの領域は高温領域と呼ばれ、かつ例えば車両タンクの領域においては、場合によっては極めて低いまたは通常の温度が加えられ、ゆえにこの領域は標準領域または「低温領域」と呼ばれる。それぞれそこに配置された部分媒体管路もしくは、まとめられて組み立てられた媒体管路を形成する個々の媒体管路のために使用される材料は、従って、多くの場合極めて種々様々な材料であり、一方では耐高温性材料であり、かつ他方では標準材料である。種々様々な材料、特にプラスチック材料から成る個々の媒体管路は、プラスチック製および／または金属製の差込みコネクタのような接続部材によって、互いに結合されて、組み立てられた媒体管路を形成し、この媒体管路は、後で車両の高温領域および低温領域において延在する。そのための一例が、独国特許出願公開第１０２０１００５３７３７号明細書（DE 10 2010 053 737 A1）に開示されている。従来技術のこの刊行物によれば、少なくとも１つの管路と、管路長さの少なくとも１つの部分領域にわたって延びる少なくとも１つの導電体とを備えた、加熱可能な流体管路が開示され、このとき管路は少なくとも２つの長さ部分を有していて、これらの長さ部分は、その材料特性および／またはその構造上のデザインに関連して異なった構成を有している。このとき第１の長さ部分は、第１のポリマを含む第１の材料から成っており、第２の長さ部分は、第２のポリマを含む第２の材料から成っており、第２の長さ部分の材料は、第１の長さ部分の材料に比べてフレキシブルであり、かつ／またはより高い負荷耐性を有している。管路の管壁自体は、２層に形成されていて、ＰＡ１２のようなエンジニアリングプラスチックから成る外壁と、ＰＴＦＥのようなフッ素ポリマから成る内壁とを有しており、このとき内壁は、外壁の表面被覆層の形式で、かつ従って比較的薄く、例えば３００μｍの最大壁厚をもって形成することができる。これに対して肉厚の外壁は、必要な機械的な安定性を保証する。さらに、他の長さ部分において管路が３層に形成されていることが開示されており、このとき外壁は、充填されたＰＰＡのような高性能プラスチックから形成され、内壁は、ＰＴＦＥのようなフッ素ポリマから形成され、かつ外壁と内壁との間に配置された強化体は、アラミド製の織布層として形成されている。

多層の媒体管路は、例えば欧州特許第２４６２３７１号明細書（EP 2 462 371 B1）からも公知である。流体を導く内側のホース部分の壁が、電気式の加熱導体によって加熱可能である、当該明細書に開示された加熱可能なホースシステムでは、内側のホース部分は、ポリアミド製の内側層とポリアミド製の外側層と、両方の層の間に配置された強化織布とから成る二重壁構造を有することができる。

多層の管路を備えた組み立てられた媒体管路のための一例が、独国特許出願公開第１０２０１２１１２５６３号明細書（DE 10 2012 112 563 A1）に基づいて公知である。従来技術のこの刊行物によれば、特に、個々の層の間に接着促進剤層を設け、これによって３層の管路壁構造が得られることが開示されている。

従来技術の組み立てられた媒体管路を、例えば、排ガス後処理システムにおいてＡｄＢｌｕｅ^（Ｒ）のような凍結のおそれのある媒体を搬送する車両において使用する場合、特に凍結のおそれのある媒体の凍結時に、大きな力が媒体管路自体だけに作用するのではなく、端部側において媒体管路に配置された接続部材にも作用する。このような作用が加えられると、一方では、場合によっては媒体管路と接続部材とが切り離されることがあり、かつ他方では媒体管路の管路壁が大きく伸ばされ、場合によっては亀裂を形成することがあり、これによってシール性が不足し、従って漏れが発生し、もしくは亀裂形成時に場合によっては完全な故障を引き起こすことがある。しかしながらこのようなことは、絶対に阻止されねばならない。

ゆえに本発明の課題は、請求項１の前段部に記載した組み立てられた媒体管路を改良して、媒体管路に強い負荷が加えられた場合における障害もしくは故障を、可能な限り良好に、接続部材から媒体管路への移行部の領域においても媒体管路自体の領域においても、回避することができる、組み立てられた媒体管路を提供することである。

この課題は、請求項１の前段部に記載した組み立てられた媒体管路において、接続部材のうちの少なくとも１つが、管路壁の材料層のうちの少なくとも１つに素材結合式に結合されており、接続部材の材料が、管路壁のこの材料層の材料に合わせられていることによって解決される。前記課題はさらに、管路壁の最も内側の材料層の材料が、管路壁の最も外側の材料層の材料よりも高い延性（伸び率）を有していることによって解決される。本発明のその他の実施形態は、従属請求項に記載されている。

これによって、管路壁と媒体を通流させる内側の管路空間とを備えた少なくとも１つの媒体管路と、該媒体管路の端部側に配置された少なくとも１つの接続部材とを有しており、少なくとも１つの媒体管路の管路壁が、少なくとも２つの材料層から成っている、組み立てられた媒体管路が得られ、この組み立てられた媒体管路において、媒体管路の内部における凍結した媒体による伸長または強い圧力作用に基づいて、媒体管路の接続部材が不所望に切り離されることは、少なくとも１つの接続部材が、媒体管路の多層の管路壁の材料層のうちの少なくとも１つの材料層と素材結合式に結合されていることによって回避される。ここにおいて特に良好な素材結合式の結合を得るために、接続部材の材料は、接続部材が素材結合式に結合されている、管路壁のこの材料層の材料に合わせられている。このような適合は、接続部材の材料が、接続部材が素材結合式に結合されるべきもしくは結合されている、媒体管路の管路壁の少なくとも１つの層の材料に相当していることを意味し、つまり管路壁のこの少なくとも１つの材料層のためおよび接続部材のために、同じまたは類似の材料が、または類似のまたは同じ材料クラスの材料が使用されることを意味する。

このとき、接続部材のためにより大きな安定性を得るために、特に接続部材の材料が改質されていてもよい。このような改質は、例えばガラス繊維強化材を設けることであってよい。好ましくは、接続部材の材料は、接続部材の材料に結合されるまたは結合された、管路壁の材料層の材料と同じ材料クラスに属している。改質はまた、これによってより高い耐熱性が得られ、その結果組み立てられた媒体管路の１つの媒体管路もしくは部分媒体管路が高温領域における配置のために適した構成を有するようになることに関してもよい。

高温領域における配置のために適した、高温に耐える耐高温性材料は、持続的に１４０℃を上回る温度、特に１６０℃を上回る温度に耐え、短時間（最長１０分を意味する）なら１８０℃を上回る温度に耐えるような材料であり、これは媒体管路の耐用寿命にわたって繰り返されてもよい。このような材料改質は、高温領域における配置のために、接続部材のためにだけ行われるのではなく、組み立てられた媒体管路の、そこに配置された媒体管路のためもしくはそこに配置された媒体管路部分のためにも行うことができる。

例えば、管路壁の少なくとも１つの材料層および接続部材のための１つの材料クラスの材料としては、管路壁のためにポリフタルアミド（ＰＰＡ）および接続部材のためにガラス繊維強化されたポリフタルアミド（ＰＰＡ-ＧＦ）を使用することができる。さらに例えば、管路壁の少なくとも１つの材料層のためにポリアミド-１２（ＰＡ１２）を使用し、接続部材のためにガラス繊維強化されたポリアミド-１２（ＰＡ１２-ＧＦ）を使用することが可能である。

従来技術の組み立てられた媒体管路の媒体管路および接続部材の材料は、互いに合わせられていない。本発明に係る組み立てられた媒体管路では、接続部材の材料は、好ましくは特に、媒体管路の外側の材料層の材料に合わせられている。これによって特に良好な素材結合式の結合が得られる。外側の材料層に隣接したまたは別の１つもしくは複数の材料層は、好ましくは、接着のために、外側の材料層もしくはそれぞれ隣接した材料層に合わせられて形成されている。まさに、接続部材の材料と、接続部材が結合されるべきもしくは結合されている、媒体管路の管路壁の少なくとも１つの材料層の材料とを適合させることによって、特に良好でかつ密な、しかも負荷耐性のある素材結合式の結合を達成することができる。このような素材結合式の確実な結合部を得るために、接続部材の材料は、少なくとも、媒体管路の管路壁の最も外側の材料層の材料に合わせられていてよい。管路壁に少なくとも３つの材料層が設けられている場合には、接続部材の材料は、好ましくは同様に、媒体管路の管路壁の最も外側の材料層の材料に合わせられている、もしくはここで互いに対応する材料が選択される。最後の変化形態では、１つまたは複数の中間層が、最も外側の材料層と最も内側の材料層との間に設けられてよく、このときこれらの中間層は、内側の材料層と外側の材料層との間における結合もしくは接着または接着促進のために働き、従って隣接した材料層とは別の材料から成っている。例えば内側の材料層が接着促進特性を有している場合、例えば接着促進特性を有する熱可塑性エラストマから成っている場合には、接着促進層として形成された中間層を設けることは不要である。さらに内側の材料層は、媒体管路もしくは管路壁の十分な安定性を得るために、例えば衝撃強さを有するように改質されてもよい。

例えば車両の高温領域において相応に使用可能な、組み立てられた媒体管路の媒体管路もしくは部分媒体管路のために適している、耐高温性プラスチックは、例えば、耐高温性のポリアミド（ＰＡ ＨＴ）、フッ素ポリマもしくはフッ素樹脂、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）および耐高温性のエラストマ（エラストマ ＨＴ）の材料グループに属している。このとき例えば、組み立てられた媒体管路の媒体管路のうちの少なくとも１つの媒体管路の２層の管路壁構造では、外側層のためにＰＡ ＨＴが、かつ内側層のためにフッ素樹脂が適していて、もしくは外側層のためにＰＡ ＨＴが、かつ内側層のためにＴＰＥが適していて、もしくは外側層のためにポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が、かつ内側層のためにフッ素樹脂またはＴＰＥが適している。外側層のために耐高温性のポリアミド（ＰＡ ＨＴ）を使用する場合には、さらに内側層のために、耐高温性のエラストマ（エラストマ ＨＴ）が使用されてもよい。耐高温性を得ることに関して、熱可塑性の標準エラストマの代わりに、改質されたＴＰＥ、例えばＴＰＥ-ＰＥＢＡを、つまりベースとしてポリアミドを有するＴＰＥを使用することも可能である。単に標準温度、つまり特に高くない温度にしかさらされない、組み立てられた媒体管路の１部分は、通常温度のための標準材料である材料から成っていてよい。媒体管路もしくは部分媒体管路の外側層が、通常温度ポリアミド（ＰＡ「ＮＴ」もしくはＰＡ標準）から成っている場合、内側層は、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）、１つまたは複数のフッ素樹脂または通常温度エラストマ（エラストマ「ＮＴ」）から成っていてよい。従って組み立てられた媒体管路では、２つの部分媒体管路もしくは２つの媒体管路であって、互いに結合されていて、それぞれ同様に配置されかつ固定されたその接続部材と一緒に、組み立てられた媒体管路を形成する、２つの部分媒体管路もしくは２つの媒体管路が設けられている場合に、例えば車両のエンジンルームの高温領域における配置のために、第１の媒体管路もしくは部分媒体管路は、ＰＰＡから成っていて、低温領域に配置された第２の媒体管路もしくは部分媒体管路は、ＰＡ１２から成っていてよく、このとき両方の媒体管路もしくは部分媒体管路は、それぞれ２層に形成されていてよく、ＰＰＡ製の外側層と、衝撃強さを高めるように改質されたＰＰＡ製の内側層とを、もしくはＰＡ１２製の外側層と衝撃強さを高めるように改質されたＰＡ１２製の内側層とを備えていてよい。

接続部材と、媒体管路の管路壁の少なくとも１つの材料層とを結合する素材結合式の結合としては、特に溶接結合が、例えばレーザ溶接または摩擦溶接が適している。摩擦溶接のために、管路壁は例えば、接続部材のポケット状の凹部内に収容され、その材料が接続部材の材料に合わせられている、両方の材料層のうちの少なくとも１つの材料層が、摩擦溶接によって接続部材に素材結合式に結合されることができる。摩擦溶接工程のためには、従って接続部材を媒体管路に対して回転させるか、もしくは逆に、媒体管路を接続部材に対して回転させることができる。

媒体管路の管路壁の最も内側の材料層の材料が、管路壁の最も外側の材料層の材料よりも高い延性（伸び率）、特に高い引張り延性（伸び率）を有していると、これによって媒体管路の特に良好な延性（伸び率）を得ることができ、媒体管路の内部において媒体が凍結した場合でも、不所望の損傷を極めて良好に回避することができる。それというのは、内側の材料層の伸長によって、この際に生じる力が外側の材料層へと導かれるが、媒体管路の管路壁の層が裂開することはないからである。伸長可能な内側の材料層のために使用することができる材料の例としては、例えばＥＴＦＥまたはＴＰＥまたはＰＰＡがあり、このような材料は、比較的高い温度において劣化しないので、高温領域においても使用することができ、好適である。これによって亀裂形成を回避するために、内側の材料層は伸長することができ、これに対して外側の材料層は、媒体管路の機械的な安定性のために働く。

媒体管路の管路壁の最も外側の材料層は、好ましくは、媒体管路に機械的な強度を与える少なくとも１つの材料から成っていて、０.５〜４％、特に１.３％の引張り延性（伸び率）もしくは弾性的な伸び率を有している。媒体管路の管路壁の最も内側の材料層の材料は、媒体管路の管路壁の最も外側の材料層の材料よりも、１０〜３０％高い延性（伸び率）を有している。特に、管路壁の最も内側の材料層の材料は、管路壁の最も外側の材料層よりも、２０％高い延性（伸び率）を有しており、その伸び率は、３〜１１％の範囲、特に５％である。中間の材料層は、例えば２〜５％、特に２.５％の引張り延性（伸び率）もしくは弾性的な伸び率を有することができる。例えば３層の管路壁構造では、最も内側の材料層の最大延性（伸び率）が約１０％であり、中間の材料層の最大延性（伸び率）が５％までであり、かつ最も外側の材料層の最大延性（伸び率）が約３％であることが示されている。

さらに好適であることが判明している実施形態では、媒体管路の管路壁の最も外側の材料層が、媒体管路の管路壁の最も内側の材料層と少なくとも等しい厚さを有しており、このとき最も外側の材料層は、最も内側の材料層よりも厚くまたは大幅に厚く寸法設定されていてもよく、これにより極めて大きな層厚を有することができる。このとき寸法設定は、媒体管路の実際の直径および管路壁の全壁厚に関連して行うことができ、媒体管路は例えば、４×１ｍｍ、５×１ｍｍ、６×１ｍｍまたは８×１ｍｍ、特に３.６×０.８ｍｍの直径および壁厚の寸法を有することができる。媒体管路の最も内側の材料層と最も外側の材料層とにおける延性を異ならせることによって、さもなくば、従来技術において発生していた、特に、媒体管路の内部もしくは管路空間における媒体の凍結時における体積増大、ひいては軸方向および／または半径方向における裂開圧に基づく、媒体管路の管路壁における亀裂を、好適に回避することができる。凍結する媒体によって管路壁に対して作用する圧力は、従って媒体管路壁の最も内側の材料層の高い延性によって吸収することができる。

少なくとも１つの媒体管路の材料層は、互いに結合されていてよい。しかしながら特に好適であることが判明している実施形態では、媒体管路の管路壁の材料層のうちの１つにおいて場合によっては発生する亀裂形成時に、亀裂が拡がることを回避するために、材料層は少なくとも実質的に互いに結合されていないように、特に互いに上下に位置するように押出し成形されて、形成されている。管路壁の個々の層が互いに結合されていないことによって、個々の層が互いに対して遮断されていることに基づいて、１つの層における亀裂形成が他の層における亀裂形成を引き起こさなくなる。このことは、既に述べたように、媒体管路の管路壁の個々の材料層が互いに上下に位置するように押し出され、これにより互いに（密に）結合されていないことによって生じる。例えばこの場合、ＰＡ１２製の第１の層、その上にＴＰＥ製の層、さらにその上にＰＡ１２製の層を押出し成形することができる。これらの層は、接着促進剤なしに、１つの作業ステップにおいて一緒にもしくは同時に互いに上下に同時押出しすることができる。内側のＰＡ１２-層は、どのような媒体が媒体管路を通って流れるかに応じて、いわゆる犠牲層であり、場合によっては媒体によって攻撃され、かつ破壊されるもしくは溶解されることがある。比較的高い温度のために適した媒体管路では、ＰＰＡ製の第１の層、その上にＴＰＥ製の層、さらにその上にＰＰＡ製の別の層を押出し成形することができる。しかしながらまた単に２つの層を、つまりＴＰＥ製の第１の内側の材料層とその上にＰＡ１２製の層を、またはＴＰＥ製の第１の内側の材料層とＰＰＡ製の第２の外側の材料層だけを、押出し成形することも可能である。

組み立てられた媒体管路は、少なくとも２つの部分媒体管路であって、該部分媒体管路の間における少なくとも１つの分離箇所または接続箇所と、該部分媒体管路におけるそれぞれ２つの端部側の接続部材とを備えた、少なくとも２つの部分媒体管路、または端部側の接続部材を備えた少なくとも２つの媒体管路部分を有していてよく、このとき少なくとも１つの部分媒体管路または少なくとも１つの媒体管路部分の少なくとも１つの層は、高温領域に配置するために、耐高温性材料から成っており、特に、少なくとも３つの材料層では中間の層が、または２つの材料層では少なくとも外側の材料層が、耐高温性材料から成っている。接続部材は、例えば１つのコネクタ部分と連結部分とを備えた差込みコネクタであってよい。他の形式の接続部材を、特に素材結合式に、媒体管路壁の材料層のうちの少なくとも１つに結合することも可能である。

さらに、外側の材料層および内側の材料層を、多層に形成することが可能であり、このとき多層の外側の材料層のそれぞれ少なくとも１つの層は、好ましくは、機械的な安定性および熱に対する安定性のために役立ち、多層の内側の材料層の少なくとも１つの層は、外側の材料層または他の材料層のうちの１つよりも伸長可能であり、つまり高い引張り延性（伸び率）または弾性的な伸び率を有している。２層の外側の材料層のための一例は、最も外側もしくは第１の外側の材料層がＰＰＡ製であり、管路壁において第１の外側の材料層の下に配置された第２の外側の材料層が、改質されたＰＰＡ製である。中間の材料層は、例えばＴＰＥ-接着促進剤フォームから成っていてよく、中間の材料層に隣接した第１の内側の材料層は、ＰＡ６１２製であり、最も内側の材料層、つまり管路空間に隣接配置されていて該管路空間を画定している最も内側の材料層に隣接した、第２の内側の材料層は、ＥＴＦＥ製である。多層の内側および外側の材料層を備えたこのような媒体管路の他の変化形態は、例えば３層の外側の材料層を有していてよく、この３層の外側の材料層は、ＰＰＡ製の最も外側のもしくは第１の外側の材料層と、第１の外側の材料層に隣接した、改質されたＰＰＡ製の第２の外側の材料層と、この第２の外側の材料層に隣接していて例えばＰＡ６１２から成っている第３の外側の材料層とを備えている。第３の外側の材料層に隣接した中間の材料層は、例えばＴＰＥ-接着促進剤フォームから成っていてよい。この中間の材料層に隣接して、例えばＥＴＦＥから成っている単層の内側の材料層が設けられていてよい。

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳説する。

一方では車両エンジンの領域における調量箇所に結合されかつ他方では車両タンクのポンプに結合されている、本発明に係る組み立てられた媒体管路を示す原理図である。 単に一部だけが示された、接続部材と本発明に係る媒体管路との本発明に係る素材結合式の結合部を半割して示す縦断面図である。 単に一部だけが示された、接続部材と本発明に係る媒体管路との本発明に係る素材結合式の結合部の別の実施形態を半割して示す縦断面図である。 内側の材料層および外側の材料層を備えた本発明に係る媒体管路を、図示された応力推移もしくは伸長推移と共に示す横断面図である。

図１には、第１の部分媒体管路２と第２の部分媒体管路３とを有する、組み立てられた媒体管路１の原理図が示されている。両方の部分媒体管路２，３はそのそれぞれの端部に、差込みコネクタとして形成されていてよい接続部材２０，２１；３０，３１を有している。第１の部分媒体管路２の接続部材２１は、第２の部分媒体管路３の接続部材３０に結合されている。特に、両方の接続部材のうちの一方は、コネクタ部分として形成され、かつ他方の接続部材は連結部分として形成されており、両方の部分は互いに差し合わされている。

組み立てられた媒体管路１は、接続部材２０を介して、図１において単に略示されている車両エンジン５の調量箇所４に結合され、かつ接続部材３１を介して車両タンク７のポンプ６に結合されている。

両方の部分媒体管路２，３はそれぞれ少なくとも１つの加熱エレメント２２，３２を、部分媒体管路２，３もしくは部分媒体管路２，３の少なくとも１つの部分を加熱するために有している。このことは、同様に図１に略示されている。

両方の部分媒体管路２，３はそれぞれ２層に構成されていて、少なくとも２つの材料層２３，２４；３３，３４を有している。これらの個々の層の材料は、異なっていてもまたは類似であってもよく、いずれにせよ、各部分媒体管路２；３の、該部分媒体管路２，３が配置されている箇所における温度範囲に合わせて選択されている。第１の部分媒体管路２は、いわゆる高温領域８に配置されており、この高温領域８において、組み立てられた媒体管路１の周囲温度は、組み立てられた媒体管路１が組み込まれている自動車の車両エンジン５に近いことに基づいて比較的高い。これに対していわゆる低温領域９には、第２の部分媒体管路３およびポンプ６ならびに車両タンク７が配置されており、この低温領域９において周囲温度はむしろ低いので、外気温が低い場合には、まさにこの領域において、組み立てられた媒体管路１を通って流入する媒体が凍結するおそれがある。

両方の部分媒体管路２，３はそれぞれ、外側および内側の材料層２３，２４；３３，３４を有しており、これらの材料層２３，２４；３３，３４は一緒に各管路壁２５；３５を形成している。各管路壁によって内側の管路空間２６；３６が取り囲まれ、この管路空間を通して、ＡｄＢｌｕｅ^（Ｒ）とも呼ばれる尿素水溶液のような、特に凍結のおそれのある媒体が流れる。接続部材２０，２１；３０，３１は、それぞれ材料層２３，２４；３３，３４に素材結合式（stoffschluessig）に結合されている。そのために接続部材２０，２１，３０，３１のための材料選択は、特に、両方の第１および第２の部分媒体管路２，３の管路壁２５；３５のそれぞれ外側の材料層２３；３３の材料に相応に合わせて行われる。適合材料としては、高温領域８に配置されている第１の部分媒体管路２では例えばＰＰＡと同じ材料クラスに属する材料、または、第２の部分媒体管路３もしくはこの第２の部分媒体管路３に結合された接続部材３０，３１のためには、これらが低温領域９に配置されていることに基づいて、ＰＡ１２と同じ材料クラスに属する材料が選択される。各接続部材２０，２１；３０，３１のためには、例えば同じ材料クラスのガラス繊維強化材料を使用することができ、つまり接続部材２０，２１のためにはＰＰＡ-ＧＦ、つまりガラス繊維強化されたＰＰＡを、もしくは接続部材３０，３１のためにはＰＡ１２-ＧＦ、つまりガラス繊維強化されたＰＡ１２を使用することができる。

図２および図３には、接続部材２０，２１；３０，３１を、両方の部分媒体管路２，３の両方の管路壁２５；３５のそれぞれの特に外側の材料層２３；３３と結合する、２つの異なった可能性が示されている。図２にはレーザ溶接箇所１０の領域におけるレーザ溶接の変化形態が示されており、このレーザ溶接箇所１０は、ここでは接続部材２０の突出する縁部領域２７を、第１の部分媒体管路２の管路壁２５の外側の材料層２３に素材結合式（stoffschluessig）に結合している。管路壁２５は、図２に示した変化形態では、接続部材２０の、ここでは段付けされて形成された環状の壁の相応に設けられた段部領域２８において、接続部材２０の突出する縁部領域２７によって外側を覆われて位置している。それに応じて、少なくとも突出する縁部領域２７は、レーザ透過性であり、これによって接続部材２０のこの突出する縁部領域２７と第１の部分媒体管路２の管路壁２５の外側の材料層２３との間における所望のレーザ溶接を、行うことが可能である。従ってそのために、材料選択は、レーザ溶接のために相応に適合させて行われる。

図３に示した変化形態では、接続部材２０と管路壁２５との間における素材結合式の結合は、摩擦溶接によって行われる。このとき接続部材２０の端部側には、環状の溝もしくはポケット２９が設けられていて、この溝もしくはポケット２９内に、第１の部分媒体管路２もしくはその管路壁２５の端部が挿入されている。特に管路壁２５もしくは部分媒体管路２に対する接続部材２０の回転によって、接続部材２０と媒体管路２の管路壁２５の少なくとも外側の材料層２３、または管路壁２５の少なくとも内側の材料層２４との間において、摩擦溶接部を生ぜしめることができる。図２に示されているようなレーザ溶接時および図３に示されているような摩擦溶接時に、それに応じて、等しい材料クラスに属するそれぞれの材料が互いに素材結合式に結合されることができ、多くの場合、それぞれ外側の材料層２３；３３が各接続部材２０，２１；３０，３１の材料に素材結合式に結合されることができる。

部分媒体管路２，３のうちの１つが、３層の管路壁２５；３５を有している場合には、特に摩擦溶接時に、最も内側および最も外側の材料層の材料を、接続部材２０，２１；３０，３１に相応に合わせることができ、これによって最も内側の材料層と接続部材との間もしくは最も外側の材料層と接続部材との間における素材結合式の結合を行うことができる。

それぞれ最も内側の材料層、図１に示した実施形態では、つまり両方の媒体管路２，３の材料層２４；３４を、この両方の媒体管路２，３のそれぞれ外側の材料層２３；３３よりも高い延性をもって伸長可能に形成すると、さらに好適であることが判明している。それぞれ外側の材料層は、それぞれの管路壁２５，３５もしくは媒体管路２，３にそれぞれ機械的な安定性を与えるのに対して、伸長可能な内側の材料層２４；３４を設けることによって、外側の材料層２３；３３への力伝達だけが行われ、そこにおいて亀裂形成が生じなくなる。それというのは、それぞれ内側の材料層２４；３４への圧力作用時に該内側の材料層２４；３４だけが伸長させられるからである。このような追加的な、もしくは場合によっては一時的に発生してそれぞれの管路壁２５；３５に対して作用する圧力は、両方の管路空間２６；３６における凍結する媒体によって、もしくは軸方向および／または半径方向における氷圧によって管路壁２５；３５において発生することがある。図４には、媒体管路２の横断面が示されており、この横断面には、媒体管路２の管路壁２５にわたる応力分布もしくは伸長の推移δが示されている。図４から、応力最大値もしくは伸長最大値が伸長可能な内側の材料層２４において生じることが分かる。

それぞれ外側の材料層２３；３３は、例えば０.５〜４％、特に１.３％の引張り延性（伸び率）もしくは弾性的な伸び率を有することができるのに対して、内側の材料層２４；３４の延性（伸び率）は、これに対して例えば１０〜３０％、特に２０％大きく、３〜１１％、特に５％であってよい。従ってそれぞれ外側の材料層２３；３３が、媒体管路２；３に対して機械的な強度を与えるのに対して、伸長可能なそれぞれ内側の材料層２４；３４は、それぞれの管路壁２５；３５に作用する押圧力を吸収して、管路壁における亀裂の形成を阻止する。両方の部分媒体管路２，３のうちの少なくとも１つにおいて３層の管路壁構造が存在する場合には、少なくとも１つの内側の材料層が、それぞれ外側の材料層に比べて著しくより伸長可能な材料から成っている、もしくはそのような材料を有していることができる。内側の材料層は、例えば２〜５％、特に２.５％の引張り延性（伸び率）を有することができる。

外側および内側の材料層２３，２４；３３，３４は、互いに結合されていてもよいし、または、媒体管路２；３のそれぞれの管路壁２５；３５の層のうちの１つにおける亀裂形成時に、亀裂がさらに拡がることを特に良好に阻止するために、互いに結合されていなくてもよい。これは例えば、それぞれの管路壁２５；３５のそれぞれ内側の材料層の上に、それぞれ外側の材料層を被せるように押出し成形することによって行うことができる。

両方の部分媒体管路２，３のそれぞれ外側の材料層２３，３３もしくはそれぞれ内側の材料層２４，３４のための選択可能な材料のための例は、以下に記載の表１〜３において示されている。表１は、耐高温性の材料を含み、これらの材料は、高温領域８に配置される第１の部分媒体管路２の内側および外側の材料層２３，２４のために適しており、これに対して表２には、通常温度もしくは基準温度のために適している標準材料がリストアップされており、これらの標準材料は、低温領域９に配置される第２の部分媒体管路３のそれぞれ内側および外側の材料層３３，３４のために適している。表１および表２は、それぞれの材料クラスを含んでいる。表３には、これらの材料クラスに対して個々の材料グループ構成物質が示されており、これらの材料グループ構成物質は、両方の部分媒体管路２，３の管路壁２５；３５のそれぞれの材料層を構成するために任意に組み合わせることができる。

高温領域８に配置されていて、相応に耐高温性の材料から成っている第１の部分媒体管路２に関しては、従って外側の材料層２３は、耐高温性のポリアミド（ＰＡ ＨＴ）から成っており、これに対して内側の材料層２４は、フッ素樹脂、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）または耐高温性のエラストマ（エラストマ ＨＴ）のような、外側の材料層２３とは異なり伸長可能な材料から成っていてよい。これに対して外側の材料層２３のためにポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が使用される場合には、内側の材料層２４のためには、フッ素樹脂または熱可塑性のエラストマを使用することができる。

表２から分かるように、部分媒体管路３の外側の材料層３３のために、例えば通常温度ポリアミド（ＰＡ「標準」）を使用することができ、この通常温度ポリアミドは、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）製、フッ素樹脂製または通常温度エラストマ（エラストマＮＴ）製の内側の材料層３４と組み合わせることができる。

材料ＴＰＥに関してさらに述べておくと、この材料ＴＰＥは、比較的高い温度における使用のために適しているようにするために、改質することが可能であり、従って例えば、内側の材料層２４のために、ＴＰＥ-ＰＥＢＡを、つまりポリアミドをベースとして有する熱可塑性エラストマを使用することもできる。

さらに表３から分かるように、耐高温性のポリアミドとして、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミド-６６（ＰＡ６６）、ポリアミド-１２（ＰＡ１２）、ポリアミド-６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド-６１０（ＰＡ６１０）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）も使用することができる。フッ素樹脂の材料グループは、表３に相応して、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ-ポリマ（ＰＦＡ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んでいる。熱可塑性エラストマの材料グループは、表３にリストアップされているように、ポリウレタン-エラストマ（ＴＰＵ）、スチロール-ブロックコポリマ（ＴＰＥ-Ｓ）、オレフィンベースの架橋された熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ-Ｖ）、熱可塑性のコポリアミド（ＴＰＥ-Ａ）、熱可塑性のコポリエステル（ＴＰＥ-Ｅ）またはフッ素ポリマベースの熱可塑性の加硫ゴム（Ｆ-ＴＰＶ）をも含む。耐高温性のエラストマのグループは、内側の材料層２４として使用するために、エチレン-プロピレン-ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン-アクリレートゴム（ＡＥＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、シリコーン（ＳＩ）およびフルオロシリコーン（ＦＶＭＱ）、つまりポリマ鎖にメチル基、ビニル基およびフルオロ基を有するシリコーンゴムを含む。

部分媒体管路３の外側の材料層３３のために、通常温度-ポリアミドとして、例えばＰＡ１２、ＰＡ１１、ＰＡ１２１２、ＰＡ１０１２またはＰＡ６も使用することができる。このような外側の材料層３３に、内側の材料層３４のための通常温度-エラストマの代表物質を組み合わせたい場合には、このような代表物質としては、例えば、ニトリル-ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン-プロピレン-ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン-ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロブタジエンゴム（ＣＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ポリマ鎖にメチル基、ビニル基およびフルオロ基を有するシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、つまりフルオロシリコーン、シリコーン（ＳＩ）、エチレン-プロピレン-ターポリマをベースにしたＴＰＥ（ＴＰＥ-ＯもしくはＴＰＯ）、酸コポリマ、アイオノマ、エチレン-ビニル-アセテート（ＥＶＡ）、エチレン-ｎ-ブチル-アセテート（ＥｎＢＡ）またはメチルアクリレート（ＥＭＡ）がある。従って、特に、両方の媒体管路２，３のそれぞれ内側の材料層２４もしくは内側の材料層３４のための伸長可能な材料に関して、幅広い選択可能性が存在する。外側の材料層２３；３３のために使用可能な各材料ＰＡ ＨＴもしくはＰＡ ＮＴもしくはＰＰＳは、接続部材２０，２１；３０，３１のためにも好適に使用され、これによって、ここにおいて最適な素材結合式（stoffschluessig）の結合を得るための適合を行うことができる。既に述べたように、接続部材２０，２１；３０，３１のための相応の材料はそれぞれさらに追加的に改質されてよく、特にガラス繊維強化されていてよく、これによって、特に差込み結合部、つまりコネクタ部分および連結部分であってよい接続部材の領域におけるさらに大きな機械的な安定性および剛性を得ることができる。

図３に示した配置形態では、接続部材２０は例えばポリアミド（ＰＡ）から成っていて、内側の材料層２４はＥＴＦＥから成っている。このとき外側の材料層２３は、ＰＡまたはＰＰＡから成っていてよい。

特に図１〜図３から分かるように、各外側の材料層２３；３３は、内側の材料層２４；３４よりも大きくまたはそれと同じに形成されていてよく、場合によってはそれどころか、各内側の材料層２４；３４よりも大幅に大きな層厚を有していてよく、従って各外側の材料層の厚さＳ_１は、内側の材料層の厚さＳ_２よりも大きいかまたはそれと同じである。既に述べたように、内側の材料層２４；３４の各材料は、損傷を確実に阻止するために衝撃強さにおいても改質されていてよい。従って例えば外側の材料層２３のためにＰＰＡが、かつ内側の材料層２４のためにＰＰＡが、衝撃強さに関して改質されて使用されてよく、もしくは外側の材料層３３のためにＰＡ１２が、かつ内側の材料層３４のためにＰＡ１２が、衝撃強さに関して改質されていてよい。

媒体管路２，３の各管路壁２５；３５の個々の層の必要な延性は、内側から外側に向かって減少するので、使用例に応じて、各内側の材料層２４；３４のための適宜な伸長可能な材料と、外側の材料層２３；３３のための相応に機械的により安定した材料とを、特に表３から選択することができる。

上において記載しかつ実施形態において述べた、組み立てられた媒体管路もしくは該媒体管路の部分媒体管路の態様の他に、さらに数多くの別の態様を形成することが可能であり、上に述べた実施形態の任意の組合せ形態も可能であり、これらの組合せ形態では、管路壁と凍結のおそれがある媒体のような媒体を通流させる内側の管路空間とを備えた、それぞれ少なくとも１つの媒体管路、特に加熱可能な媒体管路と、この媒体管路の端部にそれぞれ配置された、例えばコネクタ部分および連結部分として形成された接続部材とを有しており、このとき管路壁は、少なくとも２つの材料層から成っていて、接続部材のうちの少なくとも１つが、管路壁の材料層のうちの少なくとも１つに素材結合式に結合されており、かつこのとき接続部材の材料は、管路壁のこの少なくとも１つの材料層の材料に適合されていて、この材料層と共に素材結合式の結合が行われるもしくは行われるようになっており、これによって最適なシール性および耐久性を有する結合部を得ることができる。さらに、組み立てられた媒体管路のさらに別の実施形態を形成することが可能であり、これらの実施形態では、管路壁の最も内側の材料層の材料が、管路壁の最も外側の材料層の材料よりも高い延性を有しており、これによって、管路壁に圧力が作用した場合における管路壁の損傷を回避することができ、このときこの圧力は例えば、媒体の凍結時における媒体管路の内部の体積増大によってならびに軸方向および半径方向の氷圧によって生じる可能性がある。

１ 組み立てられた媒体管路
２ 第１の部分媒体管路
３ 第２の部分媒体管路
４ 調量箇所
５ 車両エンジン
６ ポンプ
７ 車両タンク
８ 高温領域
９ 低温領域
１０ レーザ溶接箇所
２０ 接続部材
２１ 接続部材
２２ 加熱エレメント
２３ 外側の材料層
２４ 内側の材料層
２５ 管路壁
２６ 管路空間（Leitungslumen）
２７ 突出する縁部領域
２８ 段部領域
２９ 環状の溝／ポケット
３０ 接続部材
３１ 接続部材
３２ 加熱エレメント
３３ 外側の材料層
３４ 内側の材料層
３５ 管路壁
３６ 管路空間
Ｓ_１ ２３，３３の層厚
Ｓ_２ ２４，３４の層厚
Ｐ１ 矢印（摩擦溶接のための回転）

Claims (13)

1. 管路壁（２５，３５）と、媒体、特に凍結するおそれがある媒体を通流させる内側の管路空間（２６，３６）とを備えた少なくとも１つの媒体管路（２，３）、特に加熱可能な媒体管路と、該媒体管路（２，３）の端部側に配置された少なくとも１つの接続部材（２０，２１，３０，３１）とを有しており、前記少なくとも１つの媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）が、少なくとも２つの材料層（２３，２４，３３，３４）から成っている、組み立てられた媒体管路（１）であって、
   前記少なくとも１つの媒体管路（２，３）の前記材料層（２３，２４，３３，３４）は、接着促進層として形成された中間層を介在することなしに結合されており、
   前記接続部材（２０，２１，３０，３１）のうちの少なくとも１つが、前記管路壁（２５，３５）の前記材料層（２３，２４，３３，３４）のうちの少なくとも１つに素材結合式に結合されており、前記接続部材（２０，２１，３０，３１）の材料が、前記管路壁（２５，３５）のこの材料層（２３，２４，３３，３４）の材料に適合されており、前記接続部材（２０，２１，３０，３１）の前記材料は、前記管路壁（２５，３５）の、前記接続部材（２０，２１，３０，３１）の前記材料に接続されるまたは接続された少なくとも１つの前記材料層（２３，３３）の前記材料と、同じ材料クラスまたは類似の材料クラスに属しており、この場合、前記管路壁（２５，３５）の少なくとも１つの前記材料層（２３，３３）と前記接続部材（２０，２１，３０，３１）のための材料クラスの材料として、前記管路壁（２５，３５）の前記少なくとも１つの材料層（２３，３３）と前記接続部材（２０，２１，３０，３１）のために、耐高温性のポリアミド（ＰＡ ＨＴ）または通常温度ポリアミド（ＰＡ「標準」）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはポリフタルアミド（ＰＰＡ）が使用され、若しくは、前記接続部材（２０，２１，３０，３１）のためにポリアミド（ＰＡ）と前記管路壁（２５，３５）の材料層（２３，３３）のためにポリアミド（ＰＡ）またはポリフタルアミド（ＰＰＡ）が使用されており、前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も内側の材料層（２４，３４）の材料は、前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も外側の材料層（２３，３３）の材料よりも高い延性を有していることを特徴とする、組み立てられた媒体管路（１）。
2. 素材結合式の結合を達成するために、前記接続部材（２０，２１，３０，３１）の材料は、少なくとも、前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の、機械的な安定性のために役立つ前記最も外側の材料層（２３，３３）の材料に適合されている、請求項１記載の組み立てられた媒体管路（１）。
3. 前記管路壁（２５，３５）に少なくとも３つの材料層が設けられている場合に、前記接続部材（２０，２１，３０，３１）の材料は、最も内側の材料層および／または前記最も外側の材料層の材料に相当している、請求項２記載の組み立てられた媒体管路（１）。
4. 前記管路壁（２５，３５）の前記少なくとも１つの材料層（２３，３３）および前記接続部材（２０，２１，３０，３１）のための１つの材料クラスの材料として、前記管路壁のためのポリフタルアミド（ＰＰＡ）および前記接続部材のための改質された、特にガラス繊維強化されたポリフタルアミド（ＰＰＡ-ＧＦ）または前記管路壁のためのポリアミド-１２（ＰＡ１２）および前記接続部材のための改質された、特にガラス繊維強化されたポリアミド-１２（ＰＡ１２-ＧＦ）が用いられている、請求項１記載の組み立てられた媒体管路（１）。
5. 前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記材料層（２３，３３）のうちの１つに前記接続部材（２０，２１，３０，３１）を結合する前記素材結合式の結合は、溶接結合、特にレーザ溶接または摩擦溶接による結合である、請求項１から４までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。
6. 前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も内側の材料層（２４，３４）の材料は、前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も外側の材料層（２３，３３）の材料よりも高い引張り延性を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。
7. 前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も内側の材料層（２４，３４）の材料は、前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も外側の材料層（２３，３３）の材料よりも、１０〜３０％高い延性、特に高い引張り延性、特に２０％高い延性を有している、請求項１記載の組み立てられた媒体管路（１）。
8. 前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も外側の材料層（２３，３３）は、前記媒体管路（２，３）に機械的な強度を与える少なくとも１つの材料から成っていて、０.５〜４％、特に１.３％の引張り延性を有している、請求項６または７記載の組み立てられた媒体管路（１）。
9. 前記媒体管路（２，３）の前記管路壁（２５，３５）の前記最も外側の材料層（２３，３３）は、少なくとも、前記最も内側の材料層（２４，３４）と同じ厚さ（Ｓ_１）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。
10. 前記少なくとも１つの媒体管路（２，３）の前記材料層（２３，２４，３３，３４）は、同時押出し成形されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。
11. 当該組み立てられた媒体管路（１）は、少なくとも２つの部分媒体管路（２，３）であって、該部分媒体管路（２，３）の間における少なくとも１つの分離箇所または接続箇所（２１，３０）と、該部分媒体管路（２，３）におけるそれぞれ２つの端部側の接続部材（２０，２１，３０，３１）とを備えた、少なくとも２つの部分媒体管路（２，３）、または、端部側の接続部材を備えた少なくとも２つの媒体管路部分とを有しており、少なくとも１つの前記部分媒体管路（２）または少なくとも１つの前記媒体管路部分の少なくとも１つの材料層（２３，２４）は、高温領域（８）に配置するために、耐高温性材料から成っており、特に、少なくとも３つの材料層では中間の層が、または２つの材料層では少なくとも前記外側の材料層（２３）が、耐高温性材料から成っている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。
12. 接続部材が差込みコネクタである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。
13. 前記外側の材料層（２３，３３）および前記内側の材料層（２４，３４）は、多層に形成されており、多層の前記外側の材料層（２３，３３）のそれぞれ少なくとも１つの層が、前記媒体管路（２，３）の機械的な安定性および熱に対する安定性のために役立ち、多層の前記内側の材料層（２４，３４）の少なくとも１つの層が、前記多層の外側の材料層（２３，３３）の前記少なくとも１つの外側の材料層または他の材料層のうちの１つよりも高い引張り延性または弾性的な伸び率を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の組み立てられた媒体管路（１）。

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