KR102429702B1 - 커넥터를 포함하는 파이프라인과 상기 파이프라인을 동작시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

자동차의 유체 이송을 위한, 특히 수성 우레아 용액 이송을 위한 파이프라인은 파이프 및 파이프의 하나의 파이프 단부에 배치된 커넥터를 포함한다. 커넥터는 연결 부분, 가열 와이어, 및 연결 부분과 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 갖는다. 연결 부분은 연결 부분에 플러깅될 수 있는 플러그의 결합 연결을 위한 유지부재를 포함한다. 하우징은 연결 부분에 대면하는 내부 측 및 외부 측을 갖는다. 연결 부분은 유체-기밀 방식으로 연결하기 위한 2개의 연결 단부를 포함하고, 2개의 연결 단부 중 하나는 유지부재와 연관되며, 2개의 연결 단부 중 하나는 파이프 단부와 연관된다. 연결 부분은 연결 단부 사이에 중간 섹션을 가지며 하우징에 대면하는 외부 측 및 내부 측을 갖는다. 연결 부분의 내부 측은 연결 부분을 통한 유체 매체의 안내를 위해 연결 단부를 서로 연결하는 채널을 형성한다. 가열 와이어는 적어도 파이프 단부와 연관된 연결 단부로부터 중간 섹션으로 연장되고, 적어도 연결 부분의 중간 섹션을 따라서 커넥터에는 연결 부분 내에 또는 그 위에 배치되고 가열 와이어를 정렬시키기 위해 사용되는 정렬 요소가 없는 것이 바람직하다.

Description

커넥터를 포함하는 파이프라인과 상기 파이프라인을 동작시키는 방법{PIPELINE COMPRISING A CONNECTOR AS WELL AS A METHOD FOR OPERATING SAID PIPELINE}
본 발명은, 자동차에서 사용되는 유체(fluid medium), 특히 요소(urea) 용액의 이송을 위해 사용되는 파이프라인에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 파이프 및 파이프의 일측 단부에 배치된 커넥터를 포함하는 파이프라인에 관한 것이다. 본 발명의 커넥터는 연결 부분, 가열 와이어, 및 연결 부분과 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 갖는다. 연결 부분은 연결 부분에 플러깅될 수 있는 플러그의 결합 연결을 위한 유지부재(retaining element)를 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 파이프라인을 동작시키는 방법에 관한 것이다.
이러한 파이프라인은, 예를 들면, EP 2 137 449 B1에 알려져 있다. 이 종래기술에서 보면, 외부에, 연결 부분은 가열 와이어를 연결 부분 내에 또는 그 위에 정렬시키기 위한 다수의 정렬 요소를 갖는다. 예를 들어, 가열 와이어는 연결 부분의 외측에 나선형으로 또는 미로-유사 진로로 안내될 수 있으며, 결과적으로 연결 부분에 대한 열 출력의 비교적 균등한 분배를 가져온다. 정렬 요소는 연결 부분의 외측에의 가열 와이어의 배치를 상당히 용이하게 하며, 따라서 연결 부분에의 가열 요소의 배치에 요구되는 노력이 경감된다. 그러나 연결 부분의 외부에 가열 와이어의 정렬은 정렬 요소에도 불구하고 여전히 매우 복잡하다는 문제점이 있다. 예를 들어, 정렬 요소 내에의 또는 정렬 요소 주위에의 가열 와이어의 기계적인 배치는 매우 복잡하고, 그래서 이러한 와이어 배치 장치는 매우 비용이 많이 든다.
본 발명은 앞서 본 유형의 파이프라인의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로, 이에 의해 제조 비용 및 특히 연결 부분에의 가열 와이어의 배치를 위한 노력이 경감될 것이다. 본 발명은 또한 파이프라인을 동작시키는 방법의 제공의 기술적인 문제를 해결하며, 여기서 파이프라인은 낮은 제조 비용이 특징이다.
기술적인 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 파이프 및 파이프의 하나의 파이프 단부에 배치된 커넥터를 포함하는, 자동차의 유체 이송을 위한, 특히 수성 우레아 용액을 위한 파이프라인을 교시하며, 커넥터는 연결 부분, 가열 와이어, 및 연결 부분과 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 갖고, 연결 부분은 연결 부분에 플러깅될 수 있는 플러그의 결합 연결을 위한 유지부재를 포함하고, 하우징은 연결 부분에 대면하는 내부 측 및 외부 측을 가지며,
연결 부분은 유체-기밀(fluid-tight) 방식으로 연결하기 위한 2개의 연결 단부를 포함하고, 2개의 연결 단부 중 하나는 유지부재와 연관되고, 2개의 연결 단부 중 하나는 파이프 단부와 연관되고, 연결 부분은 연결 단부 사이에 중간 섹션을 갖고, 연결 부분은 하우징에 대면하는 외부 측 및 내부 측을 갖고, 연결 부분의 내부 측은 연결 부분을 통한 유체 매체의 안내를 위해 연결 단부를 서로 연결하는 채널을 형성하며,
가열 와이어는 적어도 파이프 단부에 연관된 연결 단부로부터 중간 섹션으로 연장된다. 적어도 연결 부분의 중간 섹션을 따라, 커넥터는 연결 부분 내에 또는 그 위에 배치되며 가열 와이어를 정렬시키기 위해 사용되는 정렬 요소가 없는 것이 바람직하다.
본 발명은 정렬 요소가 유체 매체의 충분한 가열을 위해 없어도 된다는 기본적인 이해에 기초한다. 결과는, 가열 와이어를 정렬 또는 안내하기 위한 정렬 요소가 완전히 제거된 연결 부분의 전체적인 새로운 설계이다. 정렬요소를 사용하는 경우, 수성 우레아 용액을 위한 커넥터가 가열 와이어에 의해 가열될 때마다, 정렬 요소는 가열 와이어를 정렬시키기 위해 항상 제공되어야 하였다. 이런 교시는 당연시되었으며 더 이상 의문을 갖게 하지 않는 것으로 보였다. 본 발명은 상기 교시를 완전히 배척한 것이며, 결과적으로 제조를 위한 비용과 노력, 특히 연결 부분에의 가열 와이어의 배치를 위한 노력의 경감을 달성한다. 연결 부분에 대한 정렬 요소를 없앰으로써 추가적으로, 연결 부분이 가열되지 않는 파이프라인을 위해 사용될 수도 있고, 이는 연결 부분을 위한 대응하는 사출 성형에 관한 절약을 가져오기 때문에 유리하다.
"가열 와이어"라는 용어는 특히, 전류가 흐를 수 있고 전류에 의해 열량을 방출할 수 있는 가열 요소를 지칭한다. "가열 와이어"는 특히 내측 파이프에 닿아 있지 않는 전기적으로 가열 가능한 와이어 섹션을 지칭한다. 대조적으로, "열 도체"라는 용어는 바람직하게는 내측 파이프에 닿아 있는 전기적으로 가열 가능한 와이어 섹션을 지칭한다. "중간 섹션"이라는 용어는 바람직하게는 파이프의 일 단부로부터 유지부재까지 연장되는 섹션을 지칭한다.
"정렬 요소"라는 용어는 바람직하게는 가열 와이어를 정렬시키기 위해서만 사용되는 요소를 지칭한다. 종래기술로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 정렬 요소는 예를 들어 연결 부분의 외부 측에 편리하게 배치되는 홈 또는 핀일 수 있다. 대조적으로, 이러한 연결 부분의 외부 측은 본 발명에 따라 정렬 요소인 것으로 이해되지 않으며, 연결 부분의 외부 측은 가열 와이어에 접촉하고 따라서 이를 변형시키며 또는 정렬시키지만, 연결 부분의 외부 측은 가열 와이어를 정렬시키기 위해서 배타적으로 사용되지 않는다. 연결 부분 및 따라서 또한 그 외부 측의 주 목적은 파이프와 플러그 사이의 유체 연결이다. 연결 부분의 외부 측은 따라서 본 발명에 따라 정렬 요소가 아니다. 본 발명에 따른 정렬 요소는 특히 예를 들어 연결 부분과 함께 사출 성형에 의해 생성될 수 있는 사전형성 요소이다. 그러나 정렬 요소는 또한 일체형 접합(접착 또는 용접) 및/또는 연동 연결(특히, 캐취 기구)에 의해 그리고/또는 힘-잠금 연결(예를 들어, 크림핑)에 의해 연결 부분 또는 하우징의 내부 측에 부착될 수 있다. "정렬 요소"라는 용어는 특히 그 벽이 연결 부분의 외부 측에서 연결 부분으로부터 반경방향으로 돌출하는 요소를 지칭한다. 또한, "정렬 요소"라는 용어는 특히 가열 와이어를 연결 부분에 단지 가압하는 요소, 예를 들어 접착테이프 또는 수축 튜브를 지칭하지 않는다. 가열 와이어를 연결 부분에 적용하는 것 외에, 정렬 요소는 연결 부분의 바람직하게는 원통형 외부 측에서의 가열 와이어의 방향의 변화를 유발하지 않는 것이 바람직하다.
"섹션"이라는 용어는 바람직하게는 소정 영역의 축방향 연장부를 지칭한다. "축방향"이라는 용어는 바람직하게는 연결 부분 또는 파이프의 축선 또는 각진 연결 부분의 경우에는 연결 부분의 축선들을 지칭한다. 유리한 실시예에 따르면, 연결 부분의 내부 측과 하우징의 외부 측 사이의 공간은 적어도 가열 와이어를 정렬시키기 위한 정렬 요소가 없는 연결 부분의 중간 섹션을 따라서 존재한다. 연결 부분의 전체 길이를 따라서, 커넥터는 연결 부분 내에 또는 그 위에 배치된 가열 와이어를 정렬시키기 위한 정렬 요소가 없는 것이 바람직하다. "전체 길이"라는 용어는 바람직하게는 일단부면으로부터 다른 단부면까지의 연결 부분의 축방향 연장부를 지칭한다. 특히 바람직하게는, 커넥터에는 가열 와이어를 정렬시키기 위해서만 사용되는 정렬 요소가 완전히 없다. 이는 특히 가열 와이어 이외에 또한 전기 연결부를 정렬시키는 요소를 포함하지 않는다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 열 전도 요소가 파이프 단부의 내부에 배치되고 연결 부분 안으로 연장된다. 편리하게는, 열 전도 요소는 열 도체 또는 열 도체들의 열이 열 전도 요소에 전달되고, 그래서 연결 부분의 채널이 열 전도 요소를 통해 가열되도록 설계된다. 열 전도 요소는 바람직하게는 내측 파이프의 내부에 배치된다. 바람직하게는, 내측 파이프의 내부 측은 제1 축방향 섹션을 따라 열 전도 요소를 둘러싼다. 유리하게는, 연결 부분, 및 바람직하게는 연결 부분의 내부 측은 제2 축방향 섹션을 따라 열 전도 요소를 둘러싼다. 내측 파이프의 내부 측은 바람직하게는 열 전도 요소와 접촉하며, 접촉은 바람직하게는 압력 접촉이다. 편리하게는, 압력 접촉은 반경 방향으로 설계된다. 열 전도 요소는 바람직하게는 유체와 접촉할 수 있도록 파이프 단부의 내부에 배치된다. 파이프의 열 도체 또는 열 도체들 및/또는 가열 와이어 또는 가열 와이어들이 반경 방향에서 열 전도 요소와 부분적으로 중첩한다면 유리하다. 바람직하게는, 파이프의 열 도체 또는 열 도체들은 제1 축방향 섹션을 따라 - 바람직하게는 접촉 없이 - 열 전도 요소를 둘러싼다. 편리하게는, 파이프의 열 도체 또는 열 도체들 및 열 전도 요소는 내측 파이프에 의해 서로 분리된다. 열 전도 요소는 바람직하게는 금속 또는 열 전도 플라스틱을 포함한다. 열 전도 요소는 예를 들어 슬리브, 로드, 또는 코일 스프링으로서 설계될 수 있으며, 열 전도 요소는 바람직하게는 코일 스프링으로서 설계된다. 특히 바람직하게는, 열 전도 요소는 파이프의 외부 열 도체 또는 열 도체들 및/또는 연결 부분의 외부 가열 와이어/가열 와이어들에 의해 간접적으로만 가열된다. 열 전도 요소의 바람직하게는 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 25%, 및 더 특히 바람직하게는 적어도 30%가 파이프에 배치된다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 가열 와이어는 파이프에 부착되며 특히 클램핑된다. 클램프 이외에, 파이프에의 가열 와이어의 체결은 예를 들어 캐취 기구, 접착, 또는 용접을 포함한다. 바람직하게는, 가열 와이어는 파이프 또는 파이프 단부에만 부착되며, 특히 연결 부분 또는 하우징에 체결되지 않는다. 편리하게는, 가열 와이어는 간접적으로, 특히 전기 연결부에 의해 그리고 바람직하게는 힘-잠금 방식으로 파이프에 부착된다. 특히 바람직하게는, 전기 연결부는 바람직하게는 힘-잠금 방식으로 파이프에, 바람직하게는 파이프 단부에 체결된다. 편리하게는, 전기 연결부는 특히 연결 부분 및/또는 하우징에 체결되지 않는다. 편리하게는, 파이프라인은 가열 와이어의 기계적인 응력이 초기에는 파이프를 통해 전달되고 후속적으로만 연결 부분에 가해지도록 설계된다.
매우 특히 바람직한 실시예에 따르면, 홀더가 가열 와이어/가열 와이어들 또는 전기 연결부를 유지하기 위해 파이프 단부에 배치된다. 바람직하게는, 홀더는 적어도 하나의 PTC 서미스터, 바람직하게는 2개의 PTC 서미스터를 유지하며, PTC 서미스터는 편리하게는 전기 연결부에서 가열 와이어 또는 가열 와이어들에 연결된다. 편리하게는, 홀더는 연결 부분 및 하우징과 별개이도록 설계된다. 바람직하게는, 홀더는 하우징 및/또는 연결 부분에 접촉하지 않는다. 편리하게는, 홀더는 파이프와 하나 이상의 전기 연결부 또는 PTC 서미스터(들) 또는 가열 와이어/가열 와이어들에만 접촉한다. 편리하게는, 홀더는 캐취 기구에 의해 파이프 단부에 부착될 수 있으며, 캐취는 바람직하게는 가역적이다. 홀더의 캐취는, 일체형 연결 이외에, 또한 힘 잠금 연결을 형성하며, 그래서 파이프 또는 파이프 단부는 결합된 후에 홀더에 클램핑되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 홀더는 파이프 단부에 배치된 수축 튜브에 착좌된다. 편리하게는, 수축 튜브는 내측 파이프 또는 내측 파이프를 갖는 보호 튜브 또는 내측 파이프를 실링한다. 홀더는 바람직하게는 파이프 또는 파이프 단부와 결합되는 홈을 포함한다.
특히 유리하게는, 홀더는 하나의 전기 연결부를 각각 수용하기 위한 적어도 1개, 바람직하게는 적어도 2개, 및 특히 바람직하게는 적어도 3개의 수용부를 포함한다. 편리하게는, 수용부 또는 수용부들은 관형, 바람직하게는 중공 원통형이 되도록 설계된다. 전기 연결부는 수용부에 부착되는데, 바람직하게는 가역적인 방식으로 형태- 및/또는 힘-잠금되고 특히 클램핑된다. 유리하게는, 전기 연결부를 위한 수용부 또는 수용부들은 파이프의 축선에 평행하도록 설계된다. 바람직하게는, 전기 연결부를 삽입하기 위한 수용부의 개구는 연결 부분을 향해 정렬된다. 유리하게는, 연결 부분으로부터 멀어지는 방향을 향하는 단부에서, 수용부은 전기 연결부의 축방향 위치가 규정되는 정지부를 갖는다. 3개의 수용부의 경우, 수용부은 파이프 축선에 대해 - 예를 들어 - 파이프 또는 내측 파이프 주위에 서로 대략 120°의 거리를 두고 각각 분포된다.
가열 와이어가 플라스틱 코팅을 갖는 스트랜드를 갖는다면 매우 유리하게 바람직하며, 플라스틱 코팅은 바람직하게는 플루오로플라스틱을 포함한다. 플루오로플라스틱은 바람직하게는 열가소성 재료, 특히 바람직하게는 폴리비닐리딘 플루오라이드(PVDF)이다. 플라스틱 코팅은 바람직하게는 적어도 0.05 mm, 더 바람직하게는 적어도 0.10 mm, 특히 바람직하게는 적어도 0.12 mm의 두께를 갖는다. 편리하게는, 플라스틱 코팅은 1.0 mm 이하, 바람직하게는 0.6 mm이하, 특히 바람직하게는 0.4 mm 이하의 두께를 갖는다. 스트랜드는 플라스틱 코팅을 통해 볼 수 있는 것이 특히 바람직하다. 편리하게는, 스트랜드는 하나 이상의 단일 와이어를 포함하며, 바람직하게는 구리 또는 구리-니켈 합금을 갖는다. 편리하게는, 스트랜드는 적어도 0.3 mm, 바람직하게는 적어도 0.4 mm, 특히 바람직하게는 적어도 0.5 mm의 두께를 갖는다. 유리하게는, 스트랜드는 1.2 mm 이하, 더 유리하게는 1.0 mm 이하, 특히 유리하게는 0.8 mm 이하의 두께를 갖는다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 가열 와이어는 형태- 및/또는 힘-잠금 방식으로 부착되며, 특히 연결 부분과 - 바람직하게는 중간 섹션과 - 하우징 사이에 클림핑된다. 하우징은 가열 와이어를 클램핑식으로 수용하기 위해 그 내부 측에 하우징 섹션을 갖는 것이 편리하다. 하우징 섹션에 수용된 가열 와이어의 섹션은 축 방향으로 하우징 섹션보다 긴 것이 바람직하다. 가열 와이어의 클램핑된 섹션은 예를 들어 가열 와이어를 클램핑식으로 수용하기 위해 하우징 섹션에 나선형 또는 루프-유사 또는 미로-유사 방식으로 접힌다. 가열 와이어의 절첩된 섹션은 나선형인 것이 바람직하다. 나선형 섹션은 바람직하게는 연결 부분의 옆에, 더 바람직하게는 연결 부분의 옆의 일 측에만 배치된다. 바람직하게는, 나선형 섹션의 축선은 연결 부분의 축선에 대해 대략 수직으로 놓인다. 또한 나선형 섹의 축선은 연결 부분의 축선에 평행하게 정렬되는 것이 가능하다.
특히 바람직한 실시형태에 따르면, 하우징은 서로 연결되는 하우징 부분을 포함한다. "서로 연결된다"라는 용어는 특히 하우징 부분이 원래 서로 연결되지 않고, 그래서 하우징이 연결 후에 연결 점 또는 연결 점들을 갖는 것을 나타낸다. 이들 연결 점은 예를 들어 캐취 요소, 용접 심 등이다. 바람직하게는, 하우징은 적어도 2개, 특히 바람직하게는 단지 2개의 하우징 부분을 포함한다. 하우징 부분은 바람직하게는 하우징 쉘, 특히 바람직하게는 2개의 하우징 하프-쉘이다. 예를 들어 필름 힌지에 의해 처음에 서로 연결된 2개의 하우징 부분을 갖는 일체의 하우징이 또한 가능하다. 편리하게는, 하우징은 공기로 충전된, 그 자체와 연결 부분 사이의 공간을 둘러싸도록 설계된다. 특히, 연결 부분 주위의 오버몰드 형태의 하우징의 경우에는, "공기로 충전된 공간"이라는 용어는 적용되지 않는다. 편리하게는, 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 공기로 충전된 공간 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 바람직하게는, 가열 와이어 및/또는 공기로 충전된 공간은 파이프 단부와 연관된 연결 단부로부터 적어도 중간 섹션으로 연장된다. 유리하게는, 전기 연결부 또는 전기 연결부들은 공기로 충전된 공간에 배치된다. 적어도 파이프 단부와 연관된 연결 단부 및 적어도 중간 섹션의 세그먼트는 공기로 충전된 공간에 의해 둘러싸이는 것이 편리하다. 적어도 파이프 단부의 세그먼트는 공기로 충전된 공간에 의해 둘러싸이는 것이 가능하다. 바람직하게는, 소정의 홀더 또는 상기 홀더가 공기로 충전된 공간에 배치된다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 공기로 충전된 공간은 하우징의 단부면으로부터 단부면까지 연장된다. 특히 바람직하게는, 플라스틱이 하우징 내에 주입되지 않는다. 적어도 유지부재와 연관된 하우징의 단부면은 연결 부분의 맞물림 요소와 맞물리는 맞물림 요소를 갖는 것이 바람직하다. 편리하게는, 하우징의 맞물림 요소 및 연결 부분의 맞물림 요소는 적어도 축 방향에서 연동 연결부를 형성한다.
파이프는 내측 파이프 및 보호 튜브를 포함하고, 보호 튜브는 바람직하게는 - 특히 수축 튜브 또는 강성 슬리브 형태의 보호 요소에 의해 내측 파이프에 대해 파이프 단부에서 실링되는 것이 편리하다. 특히 유리하게는, 수축 튜브가 파이프 단부에 배치된다. 파이프는 바람직하게는 하나의, 또는 더 바람직하게는 2개의 열 도체를 포함하며, 열 도체(들)는 내측 파이프 주위에 바람직하게는 나선형으로 권취된다. 유리하게는, 열 도체(들)는 내측 파이프에 닿아 있다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 2개의 열 도체는 내측 파이프 주위에 2중-나선형으로 권취된다. 열 도체(들)는 고정 부분에 의해 내측 파이프에 부착되는 것이 편리하다. 고정 부분은 예를 들어 내측 파이프 주위 및 열 도체(들) 주위에 바람직하게는 나선형으로 권취되는 접착테이프이다. 파이프 단부의 수축 튜브는 편리하게는 열 도체(들) 및 바람직하게는 또한 고정 부분을 둘러싼다. 보호 튜브는 예를 들어 일정한 내경 및 외경을 갖는 주름형 파이프 또는 파이프이다. 특히 바람직하게는, 열 도체 또는 열 도체들을 갖는, 바람직하게는 접착테이프를 갖는 내측 파이프는 보호 튜브보다 길도록 설계되며, 그래서 내측 파이프는 보호 튜브를 넘어 돌출한다. "파이프 단부"라는 용어는 특히 보호 튜브가 없는 파이프의 단부 섹션을 지칭한다. 특히 바람직하게는, 하우징은 파이프 단부 및 보호 튜브의 소정의 섹션을 둘러싼다. 특히 바람직하게는, 하우징은 보호 튜브와 맞물리고, 그래서 보호 튜브는 하우징에 변형-저항 방식으로 배치된다.
파이프 단부는 파이프 단부와 연관된 연결 부분의 연결 단부 안으로 삽입되는 것이 바람직하다. 파이프 단부와 연관된 연결 단부는 편리하게는 파이프 단부 또는 내측 파이프를 삽입하기 위한 수용부를 포함하며, 수용부은 바람직하게는 파이프 단부 또는 내측 파이프를 위한 정지부를 갖는다. 수용부의 내경은 내측 파이프가 수용부 안으로 클램핑되어 힘-잠금 연결을 형성하도록 치수설정되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 내측 파이프는 예를 들어 레이저 빔 용접에 의해 연결 단부의 수용부에 일체로 그리고 비가역적으로 연결된다. 연결 부분은 염색된 검은색이며, 연결 부분은 레이저의 적외선 또는 근적외선에 대해 동시에 반투명하며, 그래서 레이저에 의해 연결 단부에 도입되는 열량이 내측 파이프에 도달하는 것이 편리하다. 편리하게는, 내측 파이프는 염색된 검은색이며 바람직하게는 적외선 및 근적외선에 대해 불투명하도록 설계된다.
하우징이 연결 부분과 맞물리는 맞물림 요소를 갖는다면 유리하다. 하우징의 맞물림 요소는 예를 들어 홈 또는 플랜지이다. 유지부재와 연관되는 연결 단부의 영역에서, 연결 부분은 바람직하게는 하우징의 맞물림 요소와 맞물리는 맞물림 요소를 포함한다. 연결 부분의 맞물림 요소는 예를 들어 플랜지 또는 홈이다. 하우징은 보호 튜브에 맞물리는 유지 요소를 갖는 것이 바람직하다. 유지 요소는 바람직하게는 예를 들어 보호 튜브의 홈과 맞물리는 플랜지로서 설계된다. 유지 요소는 바람직하게는 파이프 단부와 연관되는 하우징의 단부면에 배치된다. 하우징은 추가로 그 내부 측에 지지 요소를 갖고, 지지 요소는 하우징에 연결 부분을 위치시키기 위해 사용되는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 하우징은 예를 들어 가열 와이어를 외부 전기 플러그 연결부를 위한 PTC 서미스터와 접촉시키기 위한 적어도 1개의 전기 연결부, 바람직하게는 적어도 2개 특히 바람직하게는 적어도 3개의 전기 연결부를 둘러싼다. "전기 연결부"라는 용어는 특히 클램핑된 연결부 또는 땜납 연결부를 지칭한다. "전기 연결부"라는 용어는 특별히 열 도체 또는 가열 와이어가 하우징에서 연속적으로 연장되는 실시예를 포함하지 않는다. 전기 연결부는 바람직하게는 수축 튜브 및 전기 접촉부를 포함하며, 전기 접촉부는 편리하게는 압착 슬리브(crimp sleeve)를 갖는다. 제1 실시예에 따르면, 하우징은 오직 하나의 전기 연결부를 둘러싼다. 이 경우, 내측 파이프는 오직 하나의 열 도체를 가지며, 열 도체는 하우징 내측에서 가열 와이어로 전이되고 전기 연결부에서 PTC 서미스터에 연결되며, 결국 하우징 밖으로 안내된다. 제2 실시예에 따르면, 파이프는 2개의 열 도체를 가지며, 열 도체는 하우징 내측에서 2개의 가열 와이어로 전이되고, 2개의 가열 와이어의 각각은 2개의 전기 연결부 중 하나에서 하나의 PTC 서미스터에 각각 연결된다. 제3 실시예에 따르면, 하우징은 3개의 전기 연결부를 둘러싼다. 본 실시예에 따르면, 파이프는 2개의 열 도체를 포함하고, 커넥터는 그 자체의 별도의 가열 와이어를 포함한다. 제1 전기 연결부에서, 제1 열 도체 및 가열 와이어의 제1 단부는 서로 연결된다. 본 실시예의 제2 전기 연결부에서, 가열 와이어의 제2 단부 및 제1 PTC 서미스터는 서로 연결된다. 제3 전기 연결부에서, 제2 열 도체 및 제2 PTC 서미스터는 서로 연결된다. 제4 실시예에 따르면, 커넥터는 그 자체의 별도의 가열 와이어를 가지며, 파이프는 2개의 열 도체를 포함한다. 제1 열 도체는 제1 전기 연결부에 의해 가열 와이어의 제1 단부에 연결되며, 제2 열 도체는 제2 전기 연결부에 의해 가열 와이어의 제2 단부에 연결된다. 본 실시예에 따르면, 커넥터는 PTC 서미스터를 갖지 않는다. 결과적으로, 하우징은 2개의 전기 연결부를 둘러싼다. 제5 실시예에 따르면, 파이프의 제1 열 도체는 하우징 내측에서 가열 와이어로 전이되고, 가열 와이어는 파이프로 역으로 안내될 때 제2 열 도체로 전이되기 때문에, 하우징은 전기 연결부를 둘러싸지 않는다.
하우징 및 홀더가 서로 접촉하지 않도록 설계된다면 특히 바람직하다. 유리하게는, 전기 연결부 또는 전기 연결부들 및 하우징은 서로 접촉하지 않는다. 전기 연결부 또는 홀더는 하우징의 내부 측으로부터 몇 밀리미터 떨어져 있는 것이 편리하다.
가능한 실시예에 따르면, 연결 부분은 수개의 부분을 갖도록, 특히 바람직하게는 적어도 3개의 별개의 부분을 갖도록 설계된다. 유지부재는 해방가능한 잠금을 위한 별개의 부분으로서 설계되고, 유지부재는 바람직하게는 1개의 헤드 섹션 및 2개의 측부 림브를 갖는 것이 편리하다. 특히, 2개의 측부 림브는 플러그를 제자리에 해제 가능하게 잠그기 위해 사용된다. 연결 부분은 바람직하게는 유지부재가 배치되는 헤드 섹션과 실링 부분을 포함하며, 실링 부분은 파이프 단부와 연관된 연결 단부를 갖는다. 편리하게는, 실링 부분은 헤드 섹션을 수용하며, 실링 부분 및 헤드 섹션은 바람직하게는 서로 맞물린다. 편리하게는, 플러그의 유체-기밀 실링을 위한 실링 배치물이 실링 부분에 제공된다.
본 발명은 파이프라인, 특히 본 발명에 따른 파이프라인을 동작시키는 방법을 교시하고, 파이프라인은 파이프 및 파이프의 파이프 단부에 배치되는 커넥터를 포함하고, 커넥터는 연결 부분, 가열 와이어, 및 연결 부분과 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 갖고, 연결 부분은 연결 부분 안으로 플러깅될 수 있는 플러그의 결합 연결을 위한 유지부재를 갖고, 하우징은 연결 부분에 대면하는 내부 측 및 외부 측을 갖고, 연결 부분은 유체-기밀 방식으로 연결하기 위한 2개의 연결 단부를 포함하고, 2개의 연결 단부 중 하나는 유지부재와 연관되고, 2개의 연결 단부 중 하나는 파이프 단부와 연관되고, 연결 부분은 연결 단부 사이에 중간 섹션을 갖고, 연결 부분은 하우징에 대면하는 외부 측 및 내부 측을 갖고, 연결 부분의 내부 측은 연결 부분을 통한 유체 매체의 안내를 위해 연결 단부를 서로 연결하는 채널을 형성하고,
가열 와이어는 적어도 파이프 단부와 연관된 연결 단부로부터 중간 섹션까지 연장되고, 열 도체는 적어도 파이프의 소정 섹션을 따라 연장되고 가열 와이어에 연결되고,
파이프라인의 동작 중에, 가열 와이어는 외측으로부터 연결 부분을 가열하고, 열 도체는 파이프를 가열하며,
열 전도 요소가 파이프 단부의 내부에 배치되고 연결 부분 안으로 연장되고, 그래서 파이프라인의 동작 중에 열 전도 요소는 열 도체의 의해 발생된 열량의 일부를 흡수하고 그것을 연결 부분에 안내하며, 그래서 연결 부분은 내측으로부터 가열된다.
이하에서, 본 발명을 단지 하나의 실시예를 도시하는 도면을 사용하여 더 상세하게 설명한다. 도면은 개략적으로 도시된다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프라인의 사시도이다.
도 2는 하우징, 홀더, 전기 연결부, 및 하우징에 의해 둘러싸인 가열 와이어가 없는 도 1로부터의 파이프라인의 종단면도이다.
도 3은 양 하우징 부분을 갖는 도 1로부터의 하우징, 홀더, 및 파이프 단부의 횡단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 3, 및/또는 도 2로부터의 가열 와이어 또는 열 도체의 횡단면도이다.
도 1에서, 파이프(1)에는 그 좌측 단부에 커넥터(3)가 제공된다. 파이프(1)는 내측 파이프(17)와, 내측 파이프(17) 주위에 바람직하게는 2중-나선형으로 권취된 와이어 형태의 2개의 열 도체(22)와, 주름형 파이프 형태의 보호 튜브(18)를 포함한다. 2개의 열 도체(22)는 접착테이프 형태의 고정 부분(16)에 의해 내측 파이프(17)에 고정되게 체결되며 후속하여 보호 튜브(18)에 의해 감싸진다. 커넥터(3)는 연결 부분(4)과 하우징(6)을 포함한다. 연결 부분(4)은 2개의 연결 단부(9, 10)를 가지며, 좌측 연결 단부(9)는 유지부재(retaining element)(8)를 포함한다. 좌측 연결 단부(9)는 플러그(도시되지 않음)를 수용하도록 설계되며, 유지부재(8)는 플러그를 해제 가능하게 결합하기 위해 사용된다. 우측 연결 단부(10)는 내측 파이프(17)가 삽입되는 수용부를 갖는다. 내측 파이프(17)는 레이저 트랜스미션 용접(laser transmission welding)에 의해 연결 단부(10)에 부착된다.
보호 튜브(18)는 내측 튜브(17)보다 짧도록 설계되며, 그래서 내측 튜브(17)는 보호 튜브(18)를 벗어난 부분이 돌출한다. "파이프 단부(pipe end)"라는 용어는 내측 파이프(17)가 보호 튜브(18)를 벗어나 돌출되는 길이부를 지칭한다. 대략 내측 파이프(17)가 연결 단부(10)의 수용부 내로 인입되는 부분에서, 열 도체(heat conductors)(22)는 더 이상 내측 파이프(17)에 권취되지 않는다. 이에, 그 이후부터는 가열 와이어(heating wires)(5)로 지칭된다. 2개의 가열 와이어(5) 각각은 각각 하나의 전기 연결부(20) 내로 연결된다. 전기 연결부(20)는 바람직하게는 수축 튜브를 가지며, 수축 튜브의 우측 단부에 압착 슬리브(crimp sleeve)가 위치된다. 이는, 2개의 파이프(1)의 가열 와이어(5) 중 하나는 PTC 서미스터(themistor)(21)에 연결되고, 다른 하나는 연결 부분(4)의 가열 와이어(5)에 연결되는 경우이다.
연결 부분(4)의 가열 와이어(5)는 연결 부분(4)의 중간 섹션(11) 내로 연장되고, 이 위치에서 가열 와이어(5)를 클램핑식으로 수용하기 위해, 연결 부분(4)과 하우징 섹션 사이에 클램핑된다. 이 하우징 섹션에서, 가열 와이어(5)는 나선형으로 오프셋된 방식으로 접힌다. 연결 부분(4)의 가열 와이어(5)의 제2 단부는 나아가 역방향으로 연장되어 결국에는 제3 전기 연결부(20) 내로 연결된다. 이 전기 연결부(20)는 또한 홀더(13)의 수용부(31)에 마련된다. 이 전기 연결부(20)에서, 연결 부분(4)의 가열 와이어(5)는 제2 PTC 서미스터(21)에 연결된다.
3개의 전기 연결부(20) 각각은 홀더(13)의 중공 원통형 수용부(31)에 확실하게 클램핑된다. 홀더(13)는 결합 및 클램핑 방식으로 파이프 단부(2)를 수용하기 위한 홈(12)을 갖는다. 파이프 단부(2)에는 내측 파이프(17)에 대해 보호 튜브(18)를 실링(sealing)하는 수축 튜브(26)가 제공된다. 수축 튜브(26)는 또한 내측 파이프(17)가 보호 튜브(18)를 벗어나 돌출하는 섹션에서 2개의 열 도체(22)를 보호한다. 수축 튜브(26)는 파이프 단부(2)가, 복잡한 구성 없이, 홀더(13)에 부착될 수 있도록 한다.
하우징(6)은 2개의 하우징 하프-쉘(half-shell)(15)을 포함하며, 도 1에는 하부 하우징 하프-쉘(15)만이 나타나 있다. 2개의 하우징 하프-쉘(15)은 캐취 수단(23)에 의해 서로 연결되고, 유지부재(8)와 연관된 단부면에서 맞물림 요소(19)에 의해 연결 부분(4)의 대응하는 돌출부에 맞물리도록 구성된다. 파이프 단부(2)와 연관된 단부면에서, 하우징 하프-쉘(15)은 보호 튜브(18)를 수용하기 위한 오목부를 추가로 갖는다. 2개의 하프-쉘(15) 중 적어도 하나는 오목부를 갖고, 이를 통해 두 개의 PTC 서미스터(21) 중 하나 또는 둘 모두가 안내된다. 하우징 하프-쉘(15)은 세그먼트를 따라 축 방향으로 보호 튜브(18)에 포개진다. 2개의 하우징 하프-쉘(15)은 파이프 단부(2), 수축 튜브(26), 홀더(13), 전기 연결부(20), 및 가열 와이어(5)를 전체적으로 둘러싼다. 그러나 하우징(6)에 의해 대부분이 덮이는 것은 연결 부분(4)이 유일하다.
도 2는 도 1로부터의 파이프라인의 길이방향 섹션을 도시하며, 간략화를 위해, 하우징(6), 홀더(13), 전기 연결부(20), 2개의 가열 와이어(5), 및 PTC 서미스터(21)는 도시되어 있지 않다. 도 2의 좌측에서, 연결 단부(9) 및 유지부재(8)를 갖는 연결 부분(4)을 볼 수 있다. 연결 부분(4)에는, 2개의 실링 링, 실링 링 사이의 스페이서, 및 이들 3개의 요소를 제자리에 고정하는 캐취 링을 포함하는 실링 배치물(sealing arrangement)(30)이 마련된다. 연결 부분(4)에는, 플러그 샤프트(28) 및 환형 칼라(annular collar)(29)를 갖는 플러그(7)가 결합된다. 플러그 샤프트(28)는 실링 배치물(30)과 힘-잠금(force-locking) 연결을 형성하여 유체 연결을 실링하도록 치수(dimension)가 설정된다. 환형 칼라(29)는 유지부재(8)의 2개의 캐취 림브(catch limb)(도시되지 않음) 뒤에서 해제 가능하게 결합된다.
도 2의 우측 절반은 파이프(1)의 구조를 명확하게 나타낸다. 예를 들어 폴리아미드로 구성된 내측 파이프(17)는 2중-나선형 방식으로 2개의 열 도체(22)에 의해 둘러싸이며, 접착테이프 형태의 고정 부분(16) 또한 2개의 열 도체(22)를 나선형으로 둘러싸서, 2개의 열 도체(22)가 내측 파이프(17)에 닿게 한다. 이 구조는 결국 주름형 파이프 형태의 보호 튜브(18)에 의해 감싸지며, 이 도면에서 주름형 파이프는 개략적으로만 도시된다. 파이프 단부(2)에서, 수축 튜브(26)는 연결 부분(4)의 연결 단부(10)까지 기계적인 보호 기능을 맡는다. 수축 튜브(26)는 보호 튜브(18)를 실링하는 추가적인 기능을 갖는다. 내측 파이프(17)에서, 열 전도 요소(14)가 파이프 단부(2)에 배치되고, 상기 열 전도 요소(14)는 연결 부분(4) 내로, 또는 연결 부분(4)의 중간 섹션(11) 내로, 그리고 플러그 샤프트(28) 내로 연장된다. 열 전도 요소(14)는 코일(27)을 갖는 코일 스프링으로서 설계되고, 금속으로 구성되며, 내측으로부터 내측 파이프(17)에 압력을 가하고, 그래서 열 전도 요소(14)는 내측 파이프(17)에 확실하게 유지된다.
도 3은 도 1로부터의 하우징(6), 홀더(13), 및 파이프 단부(2)의 횡단면을 도시한다. 전기 연결부는 연결 부분(4)의 방향으로부터 수용부(31) 내로 삽입된다. 모든 수용부(31)는 클림핑 방식으로 전기 연결부(20)를 수용하고, 따라서 전기 연결부(20)에 힘-잠금 압력을 가하도록 설계된다. 또한, 전기 연결부(20)를 위한 수용부(31)은 전기 연결부(20)의 축방향 위치를 규정하기 위해서 보호 튜브(18)에 대면하는 그들 단부에서 정지부(32)를 각각 갖는다. 정지부(32)는 동시에 전기 연결부(20)를 위한 변형 완화부이다.
도 4는 가열 와이어(5) 및 따라서 또한 열 도체(22)의 횡단면을 도시한다. 가열 와이어(5) 또는 열 도체(22)는 플라스틱 코팅(25)에 의해 둘러싸이는 스트랜드(24)를 포함한다. 플라스틱 코팅(25)은 바람직하게는 본 실시예에서는 폴리비닐리딘 플루오라이드(PVDF)를 포함하고 반투명하며, 그래서 매립된 스트랜드(24)를 볼 수 있다. 기계적인 보호 이외에, 플라스틱 코팅(25)은 특히 또한 전기적인 단락을 방지하기 위해 사용된다.

Claims (15)

  1. 자동차의 유체 매체를 위한 파이프라인으로서,
    파이프(1) 및 파이프(1)의 파이프 단부(2)에 배치된 커넥터(3)를 포함하고, 커넥터(3)는 연결 부분(4), 가열 와이어(5), 및 연결 부분(4)과 가열 와이어(5)를 둘러싸는 하우징(6)을 갖고, 연결 부분(4)은 연결 부분(4) 내에 삽입될 수 있는 플러그(7)와의 결합 연결을 구축하기 위한 유지부재(8)를 포함하고, 하우징(6)은 연결 부분(4)에 대면하는 내부 측 및 외부 측을 가지며,
    상기 파이프(1)는 내측 파이프(17) 및 보호 튜브(18)를 포함하고, 파이프(1)는 상기 내측 파이프(17) 둘레에 감기는 열 도체(22)를 포함하며,
    연결 부분(4)은 유체-기밀 연결을 위한 2개의 연결 단부(9, 10)를 갖고, 2개의 연결 단부 중 하나(9)는 유지부재(8)에 할당되고, 2개의 연결 단부 중 하나(10)는 파이프 단부(2)에 할당되며, 연결 부분(4)은 연결 단부(9, 10) 사이에 중간 섹션(11)을 갖고, 연결 부분(4)은 하우징(6)에 대면하는 외부 측 및 내부 측을 갖고, 연결 부분(4)의 내부 측은 연결 부분(4)을 통해 유체 매체를 통과시키기 위해 연결 단부(9, 10)를 서로 연결하는 채널(12)을 형성하고,
    가열 와이어(5)는 적어도 파이프 단부(2)에 할당된 연결 단부(10)로부터 중간 섹션(11) 내에 이르기까지 연장되고, 커넥터(3)에는, 적어도 중간 섹션(11)을 따라서, 연결 부분(4) 내에 또는 그 위에 배치되고 가열 와이어(5)를 정렬시키기 위한 정렬 요소가 없으며,
    열 전도 요소(14)가 파이프 단부(2)의 내부에 배치되고, 상기 열 전도 요소(14)는 연결 부분(4) 내에 이르기까지 연장되는, 파이프라인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    연결 부분(4)의 내부 측과 하우징(6)의 외부 측 사이의 공간에는, 적어도 연결 부분(4)의 중간 섹션(11)을 따라서, 가열 와이어(5)를 정렬시키기 위한 정렬 요소가 없는 파이프라인.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    가열 와이어(5)는 파이프 단부(2)에 체결되는, 파이프라인.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    가열 와이어(5) 또는 전기 연결부(20)를 장착하기 위한 홀더(13)가 파이프 단부(2)에 배치되는 파이프라인.
  5. 청구항 4에 있어서,
    홀더(13)는 개개의 전기 연결부(20)를 수용하기 위한 적어도 1개의 수용부(31)을 포함하며, 수용부(31) 또는 수용부들(31)은 관형인 파이프라인.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    가열 와이어(5)는 플라스틱 코팅(25)을 갖는 스트랜드(31)를 갖는 파이프라인.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    가열 와이어(5)는 형태-잠금 또는 힘-잠금 방식으로 연결 부분(4)과 하우징(6) 사이에 체결되는 파이프라인.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    하우징(6)은 상호 연결되는 하우징 부분(15)을 포함하는 파이프라인.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    보호 튜브(18)는 내측 파이프(17)에 대해 파이프 단부(2)에서 실링되는 파이프라인.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    파이프 단부(2)는 파이프 단부(2)에 할당되는 연결 부분(4)의 연결 단부(10) 내로 삽입되는 파이프라인.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    하우징(6)은 적어도 1개의 전기 연결부(20)를 둘러싸는 파이프라인.
  12. 청구항 4에 있어서,
    하우징(6)과 홀더(13)는 서로 접촉하지 않도록 설계되는 파이프라인.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    연결 부분(4)은 수개의 부분을 갖도록 설계되는 파이프라인.
  14. 파이프라인을 동작시키는 방법으로서,
    파이프라인은 파이프(1) 및 파이프(1)의 파이프 단부(2)에 배치되는 커넥터(3)를 포함하고, 커넥터(3)는 연결 부분(4), 가열 와이어(5), 및 연결 부분(4)과 가열 와이어(5)를 둘러싸는 하우징(6)을 갖고, 연결 부분(4)은 연결 부분(4) 내로 삽입될 수 있는 플러그(7)와의 결합 연결을 구축하기 위한 유지부재(8)를 포함하며, 하우징(6)은 연결 부분(4)에 대면하는 내부 측 및 외부 측을 갖고,
    상기 파이프(1)는 내측 파이프(17) 및 보호 튜브(18)를 포함하며, 파이프(1)는 상기 내측 파이프(17) 둘레에 감기는 열 도체(22)를 포함하고,
    연결 부분(4)은 유체-기밀 연결을 위한 2개의 연결 단부(9, 10)를 포함하고, 2개의 연결 단부 중 하나(9)는 유지부재(8)에 할당되고, 2개의 연결 단부 중 하나(10)는 파이프 단부(2)에 할당되며, 연결 부분(4)은 연결 단부(9, 10) 사이에 중간 섹션(11)을 포함하고, 연결 부분(4)은 하우징(6)에 대면하는 외부 측 및 내부 측을 갖고, 연결 부분(4)의 내부 측은 연결 부분(4)을 통해 유체 매체를 통과시키기 위해 연결 단부(9, 10)를 서로 연결하는 채널(12)을 형성하며,
    가열 와이어(5)는 적어도 파이프 단부(2)에 할당된 연결 단부(10)로부터 중간 섹션(11) 내에 이르기까지 연장되고, 열 도체(22)는 파이프(1)의 적어도 하나의 섹션을 따라 연장되고 가열 와이어(5)와 연결되며, 파이프라인의 동작 중에, 가열 와이어(5)는 외측으로부터 연결 부분(4)을 가열하고, 열 도체(22)는 파이프(1)를 가열하며,
    열 전도 요소(14)가 파이프 단부(2)의 내부에 배치되고 상기 열 전도 요소(14)는 연결 부분(4) 내에 이르기까지 연장되며, 그래서 파이프라인의 동작 중에 열 전도 요소(14)는 열 도체(22)에 의해 발생된 열량의 일부를 흡수하고 이를 연결 부분(4)으로 안내하며, 그래서 연결 부분(4)은 내측으로부터 가열되는 것을 특징으로 하는 파이프라인을 동작시키는 방법.
  15. 삭제
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