KR102513812B1 - 플러그를 구비한 가열 배관, 및 이 배관을 동작시키는 방법 - Google Patents

플러그를 구비한 가열 배관, 및 이 배관을 동작시키는 방법 Download PDF

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테이 아우토모티브 (풀다프뤼크) 게엠베하
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Abstract

자동차의 유체 매체를 위한, 특히 수성 우레아 용액을 위한 배관은 튜브, 적어도 하나의 가열 와이어, 및 튜브의 튜브 단부 상에 배치된 플러그를 포함한다. 플러그는 플러그 섕크와 튜브 단부 및 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 갖는다. 플러그 섕크는 커넥터에서의 래칭을 위한 래칭 수단, 바람직하게는 칼라를 포함한다. 튜브는 내부 튜브 및 접촉 요소를 갖고, 가열 와이어는 내부 튜브와 접촉 요소 사이에 배치된다. 접촉 요소는 가열 와이어를 내부 튜브에 접촉시키고, 하우징은 접촉 요소를 부분적으로 둘러싼다. 가열 와이어의 제1 세그먼트가 접촉 요소와 내부 튜브 사이에서 튜브 단부 상에서 연장되며, 가열 와이어의 제2 세그먼트가 접촉 요소와 하우징 사이에서 연장된다.

Description

플러그를 구비한 가열 배관, 및 이 배관을 동작시키는 방법
본 특허 문헌은 그 각각의 전체 내용이 본원에 참조로 통합되는 2017년 3월 29일에 출원된 그리고 "Heated Tubing With Plug, And A Method For Operating This Tubing"라는 제목을 갖는 유럽 특허 출원 17163623.6에 대한 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 특히 튜브, 적어도 하나의 가열 와이어, 및 튜브의 하나의 튜브 단부에 배치되는 플러그를 포함하는 자동차의 유체 매체용의, 특히 수성 우레아 용액용의 배관에 관한 것이며, 플러그는 플러그 섕크와 튜브 단부 및 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 가지며, 플러그 섕크는 커넥터의 래칭을 위한 래칭 수단, 바람직하게는 칼라를 포함한다.
하나의 가열 배관이 예로서, EP 2 171 337 B1으로부터 공지되어 있다. 거기에 도시된 튜브는 내부 튜브와 접착 테이프 형태의 접촉 요소를 가지며, 접촉 요소는 서로에 대해 이중나선 패턴으로 배치되는 2개의 가열 와이어를 내부 튜브에 접촉시킨다. 내부 튜브, 가열 와이어 및 접촉 요소의 배치는 또한 주름진 튜브 형태의 보호 튜브에 의해서도 둘러싸인다. 플러그의 하우징은 접촉 요소를 부분적으로 둘러싸며, 가열 와이어는 하우징 내측의 내부 튜브로부터 방출된다. 하우징에서, 가열 와이어는 전기적 연결부를 통해 플러그 섕크의 추가적인 가열 와이어에 연결된다. 플러그 섕크의 가열 와이어는 나선형 홈에 의해 또는 플러그 섕크의 평평한 홈에 의해 나선형 패턴으로 안내된다. 나선형 홈 및 평평한 홈의 양자 모두는 가열 와이어를 안내하는 역할을 하는 정렬 요소이다. 플러그 섕크의 가열 와이어를 보호하기 위해, 하우징은 튜브 단부로부터 정렬 요소를 넘어 플러그 섕크의 선단까지 연장된다. 플러그 섕크가 상보적인 커넥터에 삽입되면, 플러그 섕크의 하우징과 커넥터 사이의 축방향 중첩도 생성된다. 커넥터와 플러그 사이의 래칭 연결을 형성하기 위해, 플러그 섕크의 하우징은 또한 커넥터의 상보적인 래칭 수단과 상호작용하여 래칭 연결을 형성하는 래칭 수단을 갖는다.
가열 와이어가 플러그 섕크에 배치되어 복잡한 제조 공정을 초래한다는 사실은 단점으로 간주된다. 플러그 섕크의 하우징이 손상되면 플러그 섕크의 래칭 수단이 커넥터의 상보적인 래칭 수단으로부터 빠져나갈 수 있기 때문에 누출의 위험이 있다. 따라서, 본 발명은 생산 비용이 절감되고 그리고/또는 플러그와 커넥터 사이의 래칭 연결이 더 신뢰할 수 있는 설계를 갖는 플러그 섕크를 갖는 배관을 제공하는 기술적 문제를 해결한다.
하나의 형태에서, 본 개시내용은 튜브, 적어도 하나의 가열 와이어, 및 튜브의 하나의 튜브 단부에 배치되는 플러그를 포함하는 자동차의 유체 매체용의, 특히 수성 우레아 용액용의 배관을 교시하며, 플러그는 플러그 섕크와 튜브 및 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 갖고, 플러그 섕크는 커넥터에서의 래칭을 위한 래칭 수단, 바람직하게는 칼라를 포함한다.
튜브는 내부 튜브 및 접촉 요소를 가질 수 있으며, 가열 와이어는 내부 튜브와 접촉 요소 사이에 배치되며, 접촉 요소는 가열 와이어를 내부 튜브와의 접촉 상태로 두며, 하우징은 접촉 요소를 부분적으로 둘러싼다.
배관은 튜브 단부 상에서 접촉 요소와 내부 튜브 사이에서 연장되는 가열 와이어의 제1 세그먼트를 가질 수도 있으며, 가열 와이어의 제2 세그먼트는 접촉 요소와 하우징 사이에서 연장된다.
본 개시물은, 접촉 요소와 하우징 사이에서의 가열 와이어의 추가적인 경로설정에 의해 충분한 길이의 가열 와이어를 하우징에 수용할 수 있어 전체 플러그가 충분히 가열된다는 깨달음에 기초한다. 결과적으로, 더 이상 플러그 섕크 주위에서의 어려운 기계적 및/또는 수동적 권선을 수행할 필요가 없다. 또한, 하우징에 의한 플러그 섕크의 포괄적인 포위가 필요하지 않아, 플러그 섕크 자체가 래칭 수단을 포함할 수 있게 된다. 플러그 섕크는 하우징보다 실질적으로 더 콤팩트하고 일체형 부품(하나의 주조로)으로 설계될 수 있기 때문에, 훨씬 더 안정적이며, 따라서 결과적으로 생성된 래칭 연결은 또한 훨씬 더 신뢰성이 있다.
"내부 튜브"라는 용어는 특히 별개의, 바람직하게는 별도로 압출되는 튜브 부분을 의미한다. 그러나, 내부 튜브는 또한 별도의 튜브 부분의 내벽 섹션일 수 있다. "접촉 요소"라는 용어는 특히 접착 테이프 및/또는 열 수축 튜브 및/또는 별도의 튜브 부분의 외벽 세그먼트를 의미한다.
"튜브 단부"라는 용어는 특히 플러그 섕크에 할당된 튜브의 단부면을 포함하는 하우징에 의해 둘러싸이는 튜브의 세그먼트를 의미한다. "세그먼트"라는 용어는 특히 축방향 배향의 세그먼트를 의미한다. "축방향"이라는 용어는 특히 플러그 섕크 및/또는 튜브의 축선을 의미한다.
바람직하게는, 플러그 섕크는 커넥터 안으로 액밀 방식(fluid-tight manner)으로 삽입되도록 설계된다. 편리하게는, 플러그 섕크의 외측은 액밀성을 위해 충분히 매끄러우며, 그래서 외측은 커넥터의 하나 이상의 밀봉 링과 협력할 수 있다. 플러그 섕크가 대응하게 매끄러운 내측을 갖도록 구성되는 커넥터와 액밀 방식으로 협력할 수 있도록 하나의 밀봉 링 또는 밀봉 링들을 갖는 것도 가능하다.
편리하게는, 적어도 하나의 가열 와이어는 튜브를 따라 플러그를 향해 연장된다. 매우 바람직한 실시예에 따르면, 튜브는 접촉 요소에 의해 둘러싸이는 2개의 가열 와이어를 갖는다. 2개의 가열 와이어를 내부 튜브 상에 이중 나선패턴으로 배치하는 것이 유리하다. 하우징은 편리하게는 튜브 단부를 향하는 내측 및 외측을 갖는다. 하우징은 적어도 하나의 전기적 연결부를 둘러싸는 것이 바람직하다.
유리하게는, 플러그 섕크는 밀봉 세그먼트 및 래칭 세그먼트를 포함하며, 래칭 세그먼트는 튜브 단부에 기능적으로 할당되며, 밀봉 세그먼트는 밀봉 배치물을 포함하거나 커넥터의 밀봉 배치물에 기능적으로 할당된다. 바람직하게는, 밀봉 세그먼트 및 래칭 세그먼트는 플러그 섕크의 래칭 수단에 의해 서로 분리되고 그리고/또는 칼라에 의해 분리된다. 래칭 세그먼트는 편리하게는 밀봉 세그먼트와 접촉 요소 및/또는 보호 튜브 사이에서 축방향으로 놓인다. 플러그 섕크는 바람직하게는 튜브 단부에 기능적으로 할당된 단부면 및 튜브 단부로부터 먼 단부면을 갖는다. "단부면"이라는 용어는 특히 플러그 섕크의 2개의 말단 단부 상의 단면 평면의 환형 표면을 의미한다. 플러그 섕크는 편리하게는 외측 및 내측을 가지며, 내측은 바람직하게는 채널을 형성하고, 상기 채널은 플러그 섕크를 통해 유체 매체를 운반하기 위해 플러그 섕크의 단부면을 함께 연결한다.
가열 와이어의 제2 세그먼트는 축방향으로의 가열 와이어의 제2 세그먼트의 연장치수의 적어도 1.5배, 바람직하게는 적어도 2배, 더 바람직하게는 적어도 3배의 길이를 갖는 경우에 매우 유리하다. "축방향"이라는 용어는 특히 튜브 축선의 방향을 의미한다. 가열 와이어의 제2 세그먼트의 길이는 바람직하게는 축방향으로의 가열 와이어의 제2 세그먼트의 연장치수의 최대 20배, 바람직하게는 최대 15배가 되도록 선택되는 것이 편리하다. 바람직한 실시예에 따르면, 배관은 제2 가열 와이어를 갖고, 제2 가열 와이어의 제1 세그먼트는 튜브 단부 상에서 접촉 요소와 내부 튜브 사이에서 연장되며, 제2 가열 와이어의 제2 세그먼트는 접촉 요소와 하우징 사이에서 연장된다. 제2 가열 와이어의 제2 세그먼트는 가열 와이어 및/또는 제1 가열 와이어의 제2 세그먼트와 마찬가지로 크기설정되는 것이 편리하다. 가열 와이어 및/또는 제1 가열 와이어 및/또는 제2 가열 와이어의 제2 세그먼트는 적어도 하나의 나선형 및/또는 루프 형상 및/또는 구불구불한 서브세그먼트를 갖는 것이 가능하다. 서브세그먼트 또는 서브세그먼트들은 적어도 하나, 그렇지만 바람직하게는 복수의 권선을 포함하는 것이 바람직하다. 서브세그먼트 또는 서브세그먼트들의 권선은 서로 동축으로 정렬될 수 있거나 또는 서로 오프셋될 수 있다. 서브세그먼트 또는 서브세그먼트들은 하우징에 의해 둘러싸이는 것이 편리하며 접촉 요소와 하우징 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 플러그 섕크 및 바람직하게는 플러그는 가열 와이어를 정렬하기 위해 플러그 섕크 및/또는 플러그 내에 또는 그 상에 배치되는 정렬 요소를 갖지 않는다. "정렬 요소"라는 용어는 특히 플러그 섕크의 외측 및/또는 하우징의 내측 상의 홈 또는 핀 또는 돌출부 같은 가열 와이어를 배향하는 역할만을 하는 요소를 의미한다. "정렬 요소"라는 용어는 특히 접착 테이프 또는 열 수축 튜브 같은 플러그 섕크 및/또는 튜브 단부 및/또는 내부 튜브 및/또는 하우징에 대해 가열 와이어를 단지 가압하는 요소를 의미하지 않는다. 따라서, 튜브 단부 및/또는 내부 튜브 및/또는 접촉 요소의 원통형 벽은 본 발명의 맥락에서 정렬 요소가 아니다. 이들 벽은 가열 와이어에 접촉할 수 있고 따라서 변형 및 정렬될 수 있지만, 이들 원통형 벽은 주로 밀봉을 위한 역할을 하며 가열 와이어의 정렬만을 위한 역할을 하는 것은 아니다. 따라서 동축 원통형 벽은 바람직하게는 본 발명의 맥락에서 정렬 요소가 아니다. "정렬 요소"라는 용어는 특히 플러그 섕크 및/또는 튜브 단부 및/또는 하우징의 외측 상에서 반경방향으로 돌출하는 벽을 갖는 요소를 의미한다. 특히, 가열 와이어 이외에 전기적 연결부를 정렬하는 요소는 가열 와이어를 정렬하기 위한 정렬 요소가 아니다.
열 전도 요소가 튜브 단부의 내부에 배치되고, 상기 열 전도 요소는 플러그 섕크 내로 바람직하게는 플러그 섕크의 소정의 밀봉 세그먼트 및/또는 상기 밀봉 세그먼트 내로 연장되는 것이 매우 바람직하다. 배관은 바람직하게는 가열 와이어 또는 가열 와이어들의 열이 열 전도 요소로 전달되어 플러그 섕크 및/또는 플러그 섕크의 채널이 열 전도 요소를 통해 가열되도록 설계된다. 열 전도 요소는 바람직하게는 내부 튜브의 내부에 배치된다. 내부 튜브의 내측은 편리하게는 제1 축방향 세그먼트를 따라 열 전도 요소를 둘러싼다. 바람직하게는, 플러그 섕크, 바람직하게는 플러그 섕크의 내측은 제2 축방향 세그먼트를 따라 열 전도 요소를 둘러싼다. 내부 튜브의 내측은 열 전도 요소와 접촉하는 것이 바람직하며, 접촉은 바람직하게는 반경 방향의 압접인 것이 바람직하다. 열 전도 요소는 편리하게는 열 전도 요소가 유체와 접촉될 수 있도록 튜브 단부의 내부에 배치된다. 유리하게는, 가열 와이어 또는 가열 와이어들 및 열 전도 요소는 축방향의 섹션들에서 중첩된다. 가열 와이어 또는 가열 와이어들과 열 전도 요소 사이의 중첩은 비접촉 중첩인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 열 전도 요소의 내부 튜브에 의해 분리된다. 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 편리하게는 축방향 세그먼트를 따라 열 전도 요소를 둘러싼다. 열 전도 요소는 금속 또는 열전도성 플라스틱을 포함하는 것이 편리하며, 나선형 스프링으로 설계되는 것이 특히 바람직하다. 열 전도 요소는 가열 와이어 또는 가열 와이어들을 통해 간접적으로만 가열되고, 특히 전기적 연결부를 갖지 않는 것이 바람직하다. 이러한 의미에서, 열 전도 요소는 편리하게는 수동 가열 요소이다. 열 전도 요소는 바람직하게는 그 길이의 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 25%, 특히 바람직하게는 적어도 30%를 따라 내부 튜브에 배치된다.
매우 바람직한 실시예에 따르면, 가열 와이어 또는 가열 와이어들 및 플러그 섕크는 축방향으로 중첩하지 않는다. 유리하게는, 플러그를 향해 연장되는 가열 와이어 및/또는 플러그를 향해 연장되는 가열 와이어들은 튜브 단부에 기능적으로 할당되는 플러그 섕크의 단부면까지 연장되며, 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 튜브 단부에 기능적으로 할당되는 플러그 섕크의 단부면 상에서 그/그들의 방향을 변경하여, 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 플러그 섕크의 이 단부면으로부터 시작하는 적어도 하나의 부분 섹션에 걸쳐 후방으로 이동한다. 바람직하게는, 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 튜브 및/또는 튜브 단부 상에만 부착되며, 특히 플러그 섕크 또는 하우징에는 부착되지 않는다. 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 간접적으로, 특히 전기적 연결부를 통해 튜브 단부에 부착되는 것이 가능하다. 하나의 전기적 연결부 또는 다수의 전기적 연결부는 튜브 단부에 부착되는 것이 매우 바람직하다. "부착된다"라는 용어는 특히 가역적 부착, 특히 직접적 접촉에 의한 것이 아닌 것을 의미한다. 홀더의 세그먼트는 튜브와 전기적 연결부 및/또는 전기적 연결부들 사이에 배치되는 것이 가능하다.
특히 유리한 실시예에 따르면, 하우징은 플러그 섕크의 축방향 연장부의 최대 70%, 바람직하게는 최대 50%, 특히 바람직하게는 최대 30%를 둘러싼다. 하우징은 플러그 섕크의 축방향 연장부의 최대 40%, 더 바람직하게는 최대 20%, 가장 특히 바람직하게는 최대 10%를 둘러싸는 것이 바람직하다. 매우 특히 바람직한 실시예에 따르면, 하우징은 튜브 단부에 기능적으로 할당되는 플러그 섕크의 단부면 상의 플러그 섕크의 오직 하나의 결합 요소 - 바람직하게는 플랜지 - 를 둘러싼다.
하우징이 적어도 하나의 가열 와이어 및/또는 적어도 하나의 전기적 연결부를 튜브 단부에 유지하기 위한 홀더를 둘러싼다면 매우 유리하다. 홀더는 바람직하게는 플러그 섕크 및/또는 하우징 및/또는 튜브로부터 분리되도록 설계된다. 홀더는 바람직하게는 튜브 단부에 래칭되고, 바람직하게는 래칭 후에 클램핑에 의해 튜브 단부에 배치된다. 홀더는 편리하게는 튜브 및/또는 튜브 단부 및/또는 내부 튜브 및/또는 접촉 요소를 갖는 내부 튜브의 수용부를 바람직하게는 래칭, 특히 바람직하게는 래칭 및 클램핑하기 위한 홈을 갖는 것이 바람직하다. 홀더는 편리하게는 접촉 요소 상에 착좌된다. 접촉 요소는 바람직하게는 튜브 단부 상에 접착 테이프 및/또는 열 수축 튜브를 포함한다. 바람직하게는 홀더는 접촉 요소의 열 수축 튜브에 접촉한다.
홀더는 하나의 전기적 연결부 및/또는 다수의 전기적 연결부를 수용하기 위한 적어도 하나의 리셉터클, 더 바람직하게는 적어도 2개 또는 3개의 수용 홈을 포함하는 것이 바람직하다. 홀더의 리셉터클 및/또는 리셉터클들은 편리하게는 설계상 중공 원통형이며, 바람직하게는 튜브 축선에 평행하게 정렬된다. 리셉터클의 개구는 바람직하게는 플러그 섕크를 향한다. 리셉터클 또는 리셉터클들은 바람직하게는 축방향으로 작용하는 하나의 정지부를 각각 포함하며, 정지부는 플러그 섕크로부터 먼 각각의 리셉터클의 단부면 상에 배치되는 것이 바람직하다. 리셉터클 또는 리셉터클들은 유리하게는 이들이 클램핑에 의해 전기적 연결부 또는 전기적 연결부들을 수용하도록 설계된다.
홀더 및/또는 하우징은 특히 바람직하게는 서로 접촉하지 않도록 설계된다. 편리하게는, 전기적 연결부 또는 전기적 연결부들 및 하우징은 서로 접촉하지 않는다.
특히 바람직하게는, 가열 와이어는 플라스틱 코팅을 갖는 스트랜드를 가지며, 플라스틱 코팅은 바람직하게는 플루오로플라스틱을 포함한다. 플루오로플라스틱은 바람직하게는 열가소성물질, 특히 바람직하게는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)이다. 플라스틱 코팅은 바람직하게는 적어도 0.05 mm, 더 바람직하게는 적어도 0.1 mm, 특히 바람직하게는 적어도 0.12 mm 두께이다. 플라스틱 코팅은 편리하게는 최대 1.0 mm, 바람직하게는 0.6 mm, 특히 바람직하게는 최대 0.4 mm 두께이다. 플라스틱 코팅을 통해 스트랜드를 볼 수 있는 것이 매우 바람직하다. 스트랜드는 적합하게는 하나 또는 복수의 개별 와이어를 포함하고, 바람직하게는 구리 및/또는 구리/니켈 합금을 포함한다. 스트랜드는 편리하게는 적어도 0.3 mm, 바람직하게는 적어도 0.4 mm, 특히 바람직하게는 적어도 0.5 mm 두께이다. 스트랜드는 유리하게는 1.2 mm 이하, 더 유리하게는 최대 1.0 mm, 특히 유리하게는 0.8 mm 이하의 두께이다.
특히 바람직한 제1 실시예에 따르면, 튜브는 보호 튜브를 포함하며, 보호 튜브는 바람직하게는 튜브의 단부의 내부 튜브에 대해 밀봉된다. 내부 튜브는 편리하게는 개별적인, 바람직하게는 개별적으로 압출된 튜브 부분이고, 상기 튜브 부분은 바람직하게는 개별적으로 형성된 접촉 요소에 의해 둘러싸이며, 접촉 요소는 보호 튜브에 의해 둘러싸이는 것이 바람직하다. 보호 튜브는 예를 들어 주름진 튜브 또는 연속적인 대응적으로 두꺼운 관형 요소이다. 그러나, 튜브는 또한 가열 와이어 또는 가열 와이어들이 매립된 일체형 구성요소일 수 있다. 적어도 하나의 가열 와이어는 편리하게는 튜브의 유체 채널과 접촉하지 않고, 이는 이 일체형 구성요소의 내부 튜브가 일체형 튜브의 내벽 세그먼트인 이유이며, 내벽 세그먼트는 가열 와이어 또는 가열 와이어들에 의해 둘러싸인다. 일체형 구성요소의 외벽 세그먼트는 가열 와이어 또는 가열 와이어들을 둘러싸고, 그 결과 가열 와이어 또는 가열 와이어들을 내부 튜브와 접촉시킨다. 이 실시예에 따르면, 외벽 세그먼트는 접촉 요소이다.
유리하게는, 내부 튜브는 가열 와이어 또는 가열 와이어들 및 바람직하게는 또한 접착 테이프 형태의 접촉 요소와 함께 보호 튜브를 넘어 돌출한다. 바람직하게는, 보호 튜브는 접촉 요소의 열 수축 튜브에 의해 내부 튜브에 대해 밀봉된다. 접촉 요소의 열 수축 튜브는 바람직하게는 보호 튜브의 단부 세그먼트 및 가열 와이어 또는 가열 와이어들 및/또는 접착 테이프를 갖는 내부 튜브의 세그먼트를 둘러싼다. 튜브 단부에서, 접촉 요소는 바람직하게는 소정의 및/또는 상기 접착 테이프 및/또는 열 수축 튜브를 포함하고, 열 수축 튜브는 바람직하게는 접착 테이프를 둘러싼다. 하우징은 보호 튜브를 넘어 돌출하는 시일 및/또는 접촉 요소의 열 수축 튜브 및/또는 내부 튜브의 세그먼트를 완전히 둘러싸는 것이 바람직하다.
하우징은 그 자체와 튜브 단부 사이의 공기로 충전된 공간을 포위하는 것이 바람직하다. 특히, 튜브 단부 주위에 몰딩되는 하우징 내에는 공기로 충전된 공간이 존재하지 않는다. 가열 와이어 또는 가열 와이어들은 공기로 충전된 공간 내에 적어도 부분적으로 위치설정되는 것이 편리하다. 유리하게는, 공기로 충전된 공간은 플러그 섕크에 기능적으로 할당된 하우징의 단부면으로부터 플러그 섕크로부터 떨어진 하우징의 단부면까지 연장된다. 전기적 연결부 또는 전기적 연결부들은 공기로 충전된 공간에 배치되는 것이 바람직하다. 적어도 튜브 단부 및/또는 홀더 및/또는 시일 및/또는 열 수축 튜브는 공기로 충전된 공간에 의해 둘러싸이는 것이 편리하다. 특히, 하우징은 그 일부에서 조차 사출 성형 충전에 의해 충전되지 않는다. 공기로 충전된 공간은 단열을 위해 사용되는 것이 편리하다. 바람직한 실시예에 따르면, 하우징은 서로 연결된 하우징 부품을 포함한다. "서로 연결된"이라는 용어는 특히 하우징 부품이 원래 서로 연결되지 않았고, 그래서 연결 후에 하우징이 연결 지점 또는 연결 지점들을 갖는다는 것을 의미한다. 이들 연결 지점들은 예를 들어 래칭 요소, 용접 이음매 등이다. 바람직하게는, 하우징은 적어도 2개, 특히 바람직하게는 오직 2개의 하우징 부품을 포함한다. 하우징 부품은 바람직하게는 하우징 쉘(housing shell)이고, 특히 바람직하게는 2개의 하우징 반부 쉘이다. 하우징은 하우징과 커넥터 사이의 공기로 채워진 공간을 포위하도록 설계되는 것이 편리하다.
바람직하게는, 튜브 단부 및/또는 내부 튜브의 세그먼트는 플러그 섕크 및/또는 플러그 섕크의 리셉터클 내로 삽입된다. 플러그 섕크의 리셉터클은 바람직하게는 튜브 단부 및/또는 내부 튜브를 위한 정지부를 포함한다. 리셉터클의 내경의 크기는 내부 튜브가 리셉터클에 클램핑되도록 선택되는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 내부 튜브는 레이저 방사선 용접에 의해 리셉터클에 결합된다. 플러그 섕크와 내부 튜브가 검정색으로 착색된다면 편리하지만, 플러그 섕크는 또한 적외선 또는 근적외선에 대해서 반투명하다. 내부 튜브는 편리하게 적외선 또는 근적외선에 대해 불투명하도록 설계된다.
유리하게는, 하우징은 플러그 섕크와의 결합을 위한 결합 요소를 갖고, 하우징의 결합 요소는 바람직하게는 하우징의 단부면에 배치되고, 특히 바람직하게는 커넥터를 향하는 하우징의 단부면에 배치된다. 하우징의 결합 요소는 바람직하게는 홈 또는 플랜지이며, 하우징의 결합 요소는 플러그 섕크의 결합 요소와 결합되는 것이 편리하다. 플러그 섕크의 결합 요소는 바람직하게는 플랜지 또는 홈이며, 특히 바람직하게는 플랜지이다. 플러그 섕크의 결합 요소는 편리하게는 래칭 세그먼트의 영역에, 바람직하게는 튜브 단부에 기능적으로 할당되는 플러그 섕크의 단부면에 배치된다. 하우징은 편리하게는 보호 튜브와의 결합을 위한 유지 요소를 포함하며, 유지 요소는 바람직하게는 플러그 섕크로부터 먼 하우징의 단부면에 배치된다. 하우징의 유지 요소는 바람직하게는 보호 튜브와의 결합을 위한 플랜지이다.
하우징은 가열 와이어와 PTC 서미스터 사이의 접촉을 이루기 위해 또는 2개의 가열 와이어 세그먼트 사이의 접촉을 이루기 위해 사용되는 적어도 하나의 전기적 연결부, 바람직하게는 2개 또는 3개의 전기적 연결부를 둘러싸는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 PTC 서미스터는 바람직하게는 플러그에 할당된 외부 전기적 플러그 연결부로 이어진다. 전기적 연결부는 편리하게는 페룰(ferrule) 또는 납땜된 연결부 같은 전기적 접점, 바람직하게는 또한 열 수축 튜브를 포함한다. "전기적 연결부"라는 용어는 특히 연속적인 가열 와이어를 의미하지 않는다. 제1 실시예에 따르면, 하우징은 오직 하나의 전기적 연결부를 둘러싼다. 이 경우, 내부 튜브는 바람직하게는 하나의 가열 와이어를 가질뿐이며, 이 경우 가열 와이어는 하우징 내측 및 PTC 서미스터를 갖는 전기적 연결부 내측에 연결되며, 상기 PTC 서미스터는 하우징 밖으로 경로설정된다. 제2 실시예에 따르면, 튜브는 2개의 가열 와이어를 가지며, 가열 와이어는 PTC 서미스터에 대한 2개의 전기적 연결부 중 하나에서 하우징 내측에 연결된다. 제3 실시예에 따르면, 하우징은 3개의 전기적 연결부를 둘러싼다.
본 실시예에 따르면, 튜브는 2개의 가열 와이어를 포함하며, 플러그는 그 자신의 별도의 가열 와이어를 갖는다. 제1 전기적 연결부에서, 튜브의 제1 가열 와이어 및 플러그의 가열 와이어의 제1 단부는 서로 연결된다. 본 실시예의 제2 전기적 연결부에서, 제1 커넥터의 가열 와이어의 제2 단부 및 제1 PTC 서미스터는 서로 연결된다. 제3 전기적 연결부에서, 튜브의 제2 가열 와이어 및 제2 PTC 서미스터는 서로 연결된다. 제4 실시예에 따르면, 플러그는 그 자체의 개별의 가열 와이어를 갖고 튜브는 2개의 가열 와이어를 포함한다. 튜브의 제1 가열 와이어는 제1 전기적 연결부를 통해 플러그의 가열 와이어의 제1 단부에 연결되는 반면, 튜브의 제2 가열 와이어는 제2 전기적 연결부를 통해 플러그의 가열 와이어의 제2 단부에 연결된다. 본 실시예에 따르면, 플러그는 PTC 서미스터를 갖지 않는다. 결과적으로, 하우징은 2개의 전기적 연결부를 둘러싼다. 제5 실시예에 따르면, 오직 하나의 연속적인 가열 와이어만이 존재하기 때문에, 하우징은 어떠한 전기적 연결부도 둘러싸지 않는다. 연속적인 가열 와이어는 바람직하게는 내부 튜브 상에 이중 나선패턴으로 배치되고, 편리하게는 하우징 내에서 루프로 끝난다.
본 개시내용은 또한 자동차의 유체 매체용의 배관, 특히 본 발명에 따른 배관을 동작시키는 방법을 교시하며, 배관은 튜브, 적어도 하나의 가열 와이어, 및 튜브의 튜브 단부에 배치된 플러그를 포함하고, 플러그는 플러그 섕크 및 튜브 단부 및 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 가지며, 플러그 섕크는 커넥터에서의 래칭을 위한 래칭 수단, 바람직하게는 칼라를 포함하고,
튜브는 내부 튜브 및 접촉 요소를 갖고, 가열 와이어는 내부 튜브와 접촉 요소 사이에 배치되고, 접촉 요소는 가열 와이어를 내부 튜브에 접촉시키고, 하우징은 접촉 요소를 둘러싸고, 제1 가열 전력은 가열 와이어의 제1 세그먼트에 의해 배관의 동작 동안 튜브 및 플러그의 길이의 적어도 일부에 인가되고, 가열 와이어의 제2 세그먼트는 접촉 요소와 하우징 사이에서 연장되며 플러그에 제2 가열 전력을 인가한다.
가열 와이어의 제2 세그먼트의 제2 가열 전력은 적어도 부분적으로 열 전도 요소, 특히 본 발명에 따른 열 전도 요소에 전달되는 것이 특히 바람직하다. 열 전도 요소는 내측으로부터 플러그 섕크를 가열하고, 특히 내측으로부터 플러그 섕크의 밀봉 세그먼트를 가열하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명은 단지 하나의 실시 예를 도시 한 도면을 참조하여 상세히 설명되며, 개략도에서:
도 1은 하우징이 개방된 상태의 본 발명에 따른 배관을 사시도로 도시하고,
도 2는 하우징, 홀더, 전기적 연결부, 및 접촉 요소와 하우징 사이에 위치설정된 가열 와이어가 없는 상태의 도 1의 배관을 종단면으로 도시하고,
도 3은 도 1의 하우징, 홀더 및 튜브 단부의 단면도를 도시하며,
도 4는 도 1 내지 도 3으로부터의 가열 와이어의 단면도를 도시한다.
도 1은 좌측 튜브 단부(3)에서 플러그(4)에 연결되는 튜브(1)를 도시한다. 튜브(1)는 내부 튜브(9) 및 내부 튜브(9)에 기대어 놓여 있으며 이중나선 패턴으로 내부 튜브(9) 주위에 감겨 있는 2개의 가열 와이어(2)를 포함한다. 접착 테이프(26)를 포함하는 접촉 요소(10)는 가열 와이어(2) 및 내부 튜브(9) 주위에 감겨있다. 보호 튜브(15)는 내부 튜브(9), 가열 와이어(2) 및 접촉 요소(10, 26)의 배치물을 둘러싼다. 단열을 위해, 보호 튜브(15)는 절연 공기 재킷이 보호 튜브(15)와 접착 테이프(26) 사이에 존재하도록 접착 테이프(26)로부터 이격되어 있다.
플러그(4)는 플러그 섕크(5) 및 하우징(6)을 포함하며, 하우징(6)은 튜브 단부(3)를 둘러싼다. 플러그 섕크(5)는 도 1에 도시되지 않는 커넥터(7)와의 래칭 연결을 이루기 위해 칼라 형태의 래칭 수단(8)을 갖는다. 플러그 섕크의 일 단부면(29)은 튜브 단부(3)에 기능적으로 할당되어 있으며, 플러그 섕크의 일 단부면(30)은 튜브 단부로부터 떨어져 있다. 플랜지 형태의 결합 부재(31)가 튜브 단부(3)에 기능적으로 할당되는 플러그 섕크(5)의 단부면(29)에 배치된다. 플러그 섕크(5)는 튜브 단부(3)로부터 떨어져 있는 단부면(30)과 래칭 수단(8) 사이에 밀봉 세그먼트(27)를 갖는다. 플러그 섕크(5)의 래칭 세그먼트(28)가 래칭 수단(8)과 튜브 단부(3)에 기능적으로 할당되는 단부면(29) 사이에 위치설정된다. 튜브 단부(3)로부터 떨어져 있는 플러그 섕크(5)의 단부면(30)은 커넥터(7) 내로의 삽입의 용이성을 위해 테이퍼진다.
플러그 섕크(5)의 결합 요소(31)는 하우징(6)의 홈 형태의 상보적인 결합 요소(18)와 결합됨으로써, 하우징(6)과 플러그 섕크(5) 사이에 고장력 연결을 생성한다. 결합 요소(18)는 커넥터(7)에 대면하는 하우징(6)의 단부 벽(19) 부근에 배치된다. 하우징(6)은 2개의 하우징 부품(16)을 가지며, 도 1에서는 명확성을 위해 하위 하우징 부품(16) 만이 도시되어 있다. 하우징 부품(16)은 래칭 수단(32)에 의해 서로 연결된다.
대조적으로, 내부 튜브(9)는 플러그 섕크(5)의 리셉터클(17) 내로의 삽입 및 후속 레이저 빔 용접 또는 레이저 투과 용접에 의해 플러그 섕크(5)에 연결된다. 따라서, 플러그 섕크(5)는 내부 튜브(9)와 마찬가지로 플라스틱으로 만들어지고, 바람직하게는 폴리아미드로 만들어진다. 플러그 섕크(5)는 흑색으로 착색되지만, 동시에 근적외선 및/또는 적외선에 투과성이다. 대조적으로, 내부 튜브(9)는 근적외선 및/또는 적외선에 대해 불투과성이어서, 리셉터클(17)의 계면에서 신뢰할 수 있는 용접 이음매가 생성된다.
내부 튜브(9)는 튜브 단부(3)에서 보호 튜브(15)를 넘어 돌출하며, 보호 튜브(15)는 접촉 요소(10)의 열 수축 튜브(25)에 의해 가열 와이어(2)를 갖는 내부 튜브(9) 및/또는 접착 테이프(26)에 대해 밀봉된다. 튜브 단부(3)에서, 접촉 요소(10)의 열 수축 튜브(25)는 접촉 요소(10)의 접착 테이프(26)를 둘러싸며, 튜브 단부(3) 상에서도 접촉 요소(10)의 접착 테이프(26) 및 접촉 요소(10)의 열 수축 튜브(25)의 양자 모두는 가열 와이어(2)를 내부 튜브(9)와 접촉시킨다.
가열 와이어(2)는 플러그 섕크(5)의 단부면(29)과 접촉 요소(10) 사이에서 내부 튜브(9)를 떠나며, 도 1에서는 간략화를 위해 상위 가열 와이어(2)만이 도시되어 있다. 상위 가열 와이어(2)는 루프 형상 세그먼트(24)의 복수의 권선으로 접히고, 궁극적으로 전기적 연결부(21)로 경로설정된다. 여기서, 상위 가열 와이어(2)는 PTC 서미스터(22)에 전기적으로 연결된다. 하위 가열 와이어(2)의 경로는 상위 가열 와이어(2)와 유사하지만, 도 1에는 보이지 않는다.
전기적 연결부(21)가 홀더(12)에 체결되며, 홀더(12)는 다시 튜브 단부(3) 상의 열 수축 튜브(25)에 체결된다. 이러한 부착의 상세를 이하에서 다시 설명한다. 하우징(6)으로부터 나오는 PTC 서미스터(22)는 플러그 섕크(5)로부터 떨어져 있는 하우징(6)의 단부면(20)을 통과한다. 하우징(6)의 단부면(20)은 이를 위해 2개의 리세스를 갖는다. 홀더(12) 및 전기적 연결부(21)는 바람직하게는 하우징(6)의 중간 세그먼트(23)에 배치된다. 하우징(6) 및/또는 중간 세그먼트(23)는 홀더(12) 및/또는 전기적 연결부(21)가 하우징에 접촉하지 않도록 설계된다.
도 2에서, 도 1의 구조는 종방향 단면으로 도시되어 있으며, 하우징(6), 홀더(12)와 가열 와이어(2), 전기적 연결부(21), 및 PTC 서미스터(22)는 명확화를 위해 생략되어 있다. 이 도면에서는 플러그 섕크(5)의 리셉터클(17)을 볼 수 있으며, 리셉터클 안으로 내부 튜브(9)가 삽입되어 리셉터클(17)의 단부에 접촉한다. 또한, 도 2는 커넥터(7)와의 플러그 섕크의 협력을 도시한다. 이와 같이, 커넥터(7)는 그 내부에 플러그 섕크(5)의 밀봉 세그먼트(27)와 함께 밀봉을 보장하는 2개의 밀봉 링을 포함하는 시일 조립체를 갖는다. 또한, 도시되지 않은 2개의 U 레그를 갖는 래칭 요소의 서브세그먼트가 커넥터의 하위 우측에 나타나 있다. 이들 U 레그는 플러그 섕크(5)의 래칭 세그먼트(28)의 영역에서 플러그 섕크(5)의 래칭 수단(8)의 뒤에 결합되며, 따라서 래칭 연결이 가능해진다.
마지막으로, 도 2로부터, 코일 스프링 형태의 열 전도 요소(11)가 튜브 단부(3)에서 내부 튜브(9) 내로 삽입되는 것을 알 수 있다. 이 열 전도 요소(11)는 플러그 섕크(5)의 밀봉 세그먼트(27) 내로 연장된다. 이 경우, 가열 와이어(2)는 특히 하우징(6) 내의 루프 형상 세그먼트(24)를 통해 튜브(1)의 중간 세그먼트의 가열 전력 밀도를 초과하는 가열 전력 밀도를 생성한다. 이 가열 전력 잉여는 또한 열 전도 요소(11)를 가열하고, 열 전도 요소는 어떠한 전기적 연결도 없이 열을 플러그 섕크(5) 내로 운반한다. 이 접근법은 특히 플러그 섕크(5)의 밀봉 세그먼트(27) 내부의 동결을 방지한다.
도 3에서, 튜브 단부(3)의 홀더(12)는 약간 확대되어 도시되어 있다. 홀더(12)는 - 이 도면에만 나타낸 - 튜브 단부(3)가 결합되는 홈(33)을 포함한다. 튜브 단부(3)는 열 수축 튜브(25)로 피복되어 있기 때문에, 홈(33)은 래칭뿐만 아니라 영구적인 클램핑 및 따라서 마찰 잠금에 의해서도 튜브 단부(3)를 수용하는 방식으로 적절하게 설계된다. 또한, 본 실시예의 홀더(12)는 각각의 전기적 연결부(21)를 위한 2개의 리셉터클(34)을 포함한다. 홀더(12)의 리셉터클(34)은 본 실시예에서 중공 실린더로서 형성되어 있으며 튜브 축선에 평행하게 정렬된다. 홀더(12)의 리셉터클(34)은 플러그 섕크(5)를 향하는 개구를 갖는다. 홀더(12)의 리셉터클(34)은 또한 플러그 섕크(5)로부터 떨어진 그 단부에 정지부(35)를 각각 가지며, 상기 정지부(35)는 전기적 연결부(21)의 규정된 위치를 보장한다. 플러그 섕크(5)와 마찬가지로, 홀더(12)는 플라스틱으로 이루어지며 사출 성형에 의해 형성된다.
전기적 연결부(21)는 열 수축 튜브(36)를 각각 포함하며, 상기 열 수축 튜브(36)는 가열 와이어(2) 및 PTC 서미스터(22)의 부분적 길이와 함께 페룰을 둘러싼다. 페룰은 가열 와이어(2)와 PTC 서미스터(22) 사이의 전기적 접촉을 이룬다. 열 수축 튜브(36)에 의해, 전기적 연결부(21)에는 또한 비교적 연질 표면이 설치된다. 홀더(12)의 리셉터클(34)의 개구 내로의 전기적 연결부(21)의 마찰-잠금 삽입의 결과, 전기적 연결부(21)는 리셉터클(34)에 의해 영구적으로 클램핑되는 것이 유리하다.
마지막으로, 도 4는 가열 와이어(2)의 단면을 도시한다. 가열 와이어(2)는 금속, 바람직하게는 구리의 스트랜드(13)를 포함한다. 스트랜드(13)는 본 실시예에서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 포함하며 0.2 mm의 두께를 갖는 플라스틱 코팅(14)에 의해 둘러싸인다. 이 실시예의 스트랜드(13)는 0.6 mm의 직경을 갖는다.

Claims (17)

  1. 자동차의 유체 매체를 위한 배관으로서,
    튜브, 적어도 하나의 가열 와이어, 및 튜브의 하나의 튜브 단부에 배치된 플러그를 포함하고, 플러그는 플러그 섕크와 튜브 단부 및 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 가지며, 플러그 섕크는 커넥터에서의 래칭을 위한 래칭 수단을 포함하고;
    튜브는 내부 튜브 및 접촉 요소를 갖고, 가열 와이어는 내부 튜브와 접촉 요소 사이에 배치되고, 접촉 요소는 가열 와이어를 내부 튜브에 접촉시키며, 하우징은 접촉 요소를 부분적으로 둘러싸며;
    가열 와이어의 제1 세그먼트는 접촉 요소와 내부 튜브 사이에서 튜브 단부 상에서 연장되며, 가열 와이어의 제2 세그먼트는 접촉 요소와 하우징 사이에서 연장되고, 상기 가열 와이어의 제2 세그먼트는 상기 플러그 섕크의 단부면과 상기 접촉 요소 사이에서 상기 내부 튜브로부터 떨어져 나가는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  2. 제1항에 있어서, 가열 와이어의 제2 세그먼트는 축방향으로의 가열 와이어의 제2 세그먼트의 연장치수의 적어도 1.5배, 적어도 2배, 또는 적어도 3배의 길이를 갖는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플러그 섕크 및 플러그는 가열 와이어를 정렬하기 위해 플러그 섕크 및 플러그 내에 또는 그 상에 배치되는 정렬 요소를 갖지 않는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열 전도 요소가 튜브 단부의 내부에 배치되며, 상기 열 전도 요소는 플러그 섕크 내로 연장되는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가열 와이어 및 플러그 섕크는 축방향으로 중첩하지 않는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징은 플러그 섕크의 축방향 연장부의 최대 70%, 최대 50%, 또는 최대 30%를 둘러싸는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징은 적어도 하나의 가열 와이어 또는 적어도 하나의 전기적 연결부를 튜브 단부 상에 유지하기 위한 홀더를 둘러싸는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가열 와이어는 플라스틱 코팅을 갖는 스트랜드를 가지는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브는 보호 튜브를 포함하는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징은 그 자체와 튜브 단부 사이의 공기로 충전된 공간을 포위하는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  11. 제7항에 있어서, 하우징 및 홀더는 서로 접촉하지 않도록 설계되는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브 단부 또는 내부 튜브의 세그먼트가 플러그 섕크 내로 또는 플러그 섕크의 리셉터클 내로 삽입되는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하우징은 가열 와이어와 PTC 서미스터 사이의 접촉을 이루기 위해 또는 2개의 가열 와이어 세그먼트 사이의 접촉을 이루기 위해 사용되는 적어도 하나의 전기적 연결부를 둘러싸는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  14. 제7항에 있어서, 홀더는 전기적 연결부를 수용하기 위한 적어도 하나의 리셉터클을 가지는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  15. 제1항에 있어서, 가열 와이어의 제2 세그먼트는 축방향으로의 가열 와이어의 제2 세그먼트의 연장치수의 적어도 3배의 길이를 갖는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  16. 제4항에 있어서, 상기 열 전도 요소는 플러그 섕크의 밀봉 세그먼트 내로 연장되는, 자동차의 유체 매체를 위한 배관.
  17. 자동차용 유체 매체를 위한 배관을 동작시키는 방법으로서,
    배관은 튜브, 적어도 하나의 가열 와이어, 및 튜브의 하나의 튜브 단부 상에 배치된 플러그를 포함하고, 플러그는 플러그 섕크와 튜브 단부 및 가열 와이어를 둘러싸는 하우징을 가지며, 플러그 섕크는 커넥터에서의 래칭을 위한 래칭 수단을 포함하고,
    튜브는 내부 튜브 및 접촉 요소를 갖고, 가열 와이어는 내부 튜브와 접촉 요소 사이에 배치되고, 접촉 요소는 가열 와이어를 내부 튜브에 접촉시키며, 하우징은 접촉 요소를 부분적으로 둘러싸고,
    배관의 동작 동안, 제1 가열 전력이 가열 와이어의 제1 세그먼트에 의해 플러그 및 튜브의 적어도 한 부분 길이에 인가되며,
    가열 와이어의 제2 세그먼트가 접촉 요소와 하우징 사이에서 연장되며 제2 가열 전력을 플러그에 인가하고, 상기 가열 와이어의 제2 세그먼트는 상기 플러그 섕크의 단부면과 상기 접촉 요소 사이에서 상기 내부 튜브로부터 떨어져 나가는, 자동차용 유체 매체를 위한 배관을 동작시키는 방법.
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