DE202007009588U1

DE202007009588U1 - Leitungsverbinder für Medienleitungen

Info

Publication number: DE202007009588U1
Application number: DE202007009588U
Authority: DE
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: ES2366177T5; CN101606014A; ES2366177T3; CN101606014B

Abstract

Leitungsverbinder (1) für Medienleitungen, bestehend aus einem Verbinderstück (2) mit mindestens einem Anschlussabschnitt (6, 8) zur Anschlussverbindung mit einer Medienleitung (4) oder mit einem Aggregat und mit einem an den Anschlussabschnitt (6, 8) angrenzenden Übergangsabschnitt (10) mit einem Strömungskanal (11), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich des Übergangsabschnittes (10) elektrische Heizmittel (12) in einer den Strömungskanal (11) zumindest teilweise umschließenden Anordnung vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leitungsverbinder für Medienleitungen (Rohr- oder Schlauchleitungen für insbesondere hydraulische Strömungsmedien), bestehend aus einem Verbinderstück mit mindestens einem Anschlussabschnitt zur Anschlussverbindung mit einer Medienleitung oder mit einem Aggregat sowie mit einem an den Anschlussabschnitt angrenzenden Übergangsabschnitt mit einem inneren Strömungskanal.
Derartige Leitungsverbinder dienen zum gegenseitigen Verbinden von mindestens zwei Medienleitungen oder zur Anschlussverbindung mindestens einer Leitung an einem beliebigen Aggregat, und zwar insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Dabei werden häufig solche Medien über die Leitungen geführt, die auf Grund eines relativ hohen Gefrierpunktes bereits bei relativ hohen, je nach Witterung durchaus möglichen Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen. Dadurch können bestimmte Funktionen beeinträchtigt werden. Dies ist beispielsweise bei Wasserleitungen für die Scheibenwaschanlage der Fall sowie auch bei Leitungen für eine Harnstofflösung, die als NO_x-Reduktionsadditiv für Dieselmotoren mit so genannten SCR-Katalysatoren eingesetzt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Leitungsverbinder der genannten Art zu schaffen, der speziell für den genannten bevorzugten Anwendungsfall geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Demnach sind erfindungsgemäß zumindest im Bereich des Übergangsabschnittes, d. h. außerhalb des oder der Anschlussabschnitte, elektrische Heizmittel in einer den Strömungskanal über seinen Umfang zumindest teilweise, bevorzugt aber vollständig über 360° umschließenden Anordnung vorgesehen. Diese Heizmittel können ein Einfrieren des jeweiligen Mediums innerhalb des Verbinderstückes vermeiden oder aufheben, indem ein z. B. über Nacht bei stehendem Fahrzeug eingefrorenes Medium aufgetaut wird. Dabei sind die Heizmittel derart konzipiert, dass eine definierte Beheizung bei guter elektrischer Isolation, gutem Wärmeübergang, guten mechanischen Eigenschaften und Schutz vor mechanischen Beschädigungen und Korrosion gewährleistet ist.
Anhand von einigen in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und erreichte Vorteile genauer erläutert werden.
Dabei zeigt jede der 1 bis 7 eine Perspektivansicht einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitungsverbinders.
Die 8 zeigt eine weitere Ausführung des Leitungsverbinders im Längsschnitt.
In den 9 bis 10 ist eine weitere, bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Leitungsverbinders dargestellt. Dabei zeigen:
9 eine Perspektivansicht des Leitungsverbinders aus einer ersten Blickrichtung,
10 eine Perspektivansicht auf die gegenüberliegende Seite,
11 einen Längsschnitt (Schnittebene XI-XI gemäß 12) des Leitungsverbinders gemäß 9 und 10 mit einer Gehäusehälfte einer zusätzlichen äußeren Kapselung und mit einer angeschlossenen Medienleitung mit zusätzlicher Umhüllung und Beheizung und
12 einen Schnitt in der Ebene XII-XII gemäß 11 mit beiden Gehäusehälften der Kapselung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein erfindungsgemäßer Leitungsverbinder 1 besteht aus einem Verbinderstück 2, welches bevorzugt als einstückiges Formteil aus Kunststoff ausgebildet ist, insbesondere aus einem faserverstärkten Polyamid, wie PA6.6 GF30 oder PA12 GF30. Das Verbinderstück 2 weist mindestens einen Anschlussabschnitt 6 zur Anschlussverbindung mit einer Medienleitung 4 (nur in 7 und 11 dargestellt) oder mit einem beliebigen, nicht dargestellten Aggregat auf. In den dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Verbinderstück 2 als Winkelverbinder ausgebildet, wobei zwei Anschlussabschnitte 6 und 8 bezüglich ihrer Anschlussachsen einen bestimmten, beispielsweise rechten Winkel (90°) einschließen. Dabei sind die Anschlussabschnitte 6, 8 über einen Übergangsabschnitt 10 verbunden, der einen inneren, nur in 8, 11 und 12 erkennbaren Strömungskanal 11 aufweist.
Im Rahmen der Erfindung kann das Verbinderstück 2 auch eine beliebige andere, von den dargestellten Beispielen abweichende Ausgestaltung haben, z. B. als T-Stück oder Verteilerstück mit drei oder mehr Anschlussabschnitten, als geradliniger Durchgangsverbinder, als Winkelverbinder (z. B. V-Stück) mit einem beliebigen, vom rechten Winkel (90°) abweichenden Anschlussachsen-Winkel oder dergleichen.
Erfindungsgemäß weist das Verbinderstück 2 zumindest im Bereich des Übergangsabschnittes 10 elektrische Heizmittel 12 in einer den Strömungskanal 11 radial bzw. umfangsgemäß umschließenden Anordnung auf. Dadurch ist der erfindungsgemäße Leitungsverbinder 1 insbesondere für Leitungen in Kraftfahrzeugen zur Führung von gefriergefährdeten Medien, wie Wasser oder insbesondere Harnstoff, geeignet. Unter dem Begriff „Übergangsabschnitt" 10 ist der Bereich des Leitungsverbinders 1 bzw. des Verbinderstückes 2 zu verstehen, der nach Anschluss von Leitungen (4) und/oder an ein Aggregat noch „freiliegt" und deshalb mit Heizmitteln 12 versehen sein kann.
Wie sich zunächst aus 1 und 2 ergibt, kann als Heizmittel 12 mindestens ein elektrischer Heizdraht 14 (Widerstandsdraht) in einer mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Flächenverteilung zumindest über den Bereich des Übergangsabschnittes 10 verlaufenden Anordnung vorgesehen sein. Wie sich hierzu aus den 1, 2 sowie 4 bis 7 ergibt, weist das Verbinderstück 2 außenseitig bestimmte Formelemente zur Führung und Fixierung des außen aufgebrachten Heizdrahtes 14 auf. Als Formelemente können nach außen vorstehende Ansätze 16 und/oder – beispielsweise rillenförmige – Vertiefungen 18 (4) vorgesehen sein. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung und Anordnung der Formelemente 16, 18 kann der Heizdraht 14 einen beispielsweise mäanderartigen oder serpentinenartigen Verlauf zur Vermeidung einer Spulenwirkung bei Stromfluss aufweisen; vgl. dazu insbesondere 1 und 2. Alternativ dazu kann aber der Heizdraht 14 auch das Verbinderstück 2 außen spulenartig gewickelt umschließen. Dies ist in 4 durch einen entsprechenden, hier z. B. schraubenlinienförmigen Verlauf der rillenartigen Vertiefungen 18 angedeutet. Hierbei kann mit Vorteil im Innenbereich des Verbinderstückes 2 eine zweite, nicht erkennbare, den Strömungskanal umschließende Wicklungsspule derart angeordnet sein, dass durch einen Stromfluss durch den äußeren Heizdraht 14 eine Induktion in die innere Wicklungsspule erfolgt.
Der außen aufgebrachte Heizdraht 14 kann mit einer beispielsweise aus einem Pulverlack oder dergleichen bestehenden, isolierenden Beschichtung überdeckt sein. Es kann sich auch um eine Tauchbeschichtung handeln. Durch die isolierende Beschichtung kann der Heizdraht 14 selbst ohne eigene Isolation ausgeführt sein.
Alternativ kann der Heizdraht 14 auch in das Material des Kunststoff-Verbinderstückes 2 eingebettet (eingeformt) sein. Hierzu wird auf 8 verwiesen, wonach ein Rohrstück 20 mit dem Heizdraht 14 umwickelt und in ein Spritzwerkzeug eingelegt wird. Das mit dem Heizdraht 14 versehene Rohrstück 20 kann dann in einer beliebigen Weise mit Kunststoff umspritzt werden. Die Enden des Wicklungsdrahtes 14 sind nach außen geführt, um eine Spannung anlegen zu können. Das Rohrstück 20 kann aus Kunststoff, aber auch aus Metall bestehen, um eine gute Wärmeleitung nach innen in den Strömungskanal 11 zu erreichen.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsvariante kann auf einer glatten, z. B. zylindrischen Außenfläche 22 des Verbinderstückes 2 ein nicht dargestelltes flächiges Heizelement, beispielsweise in Form einer aufgeklebten Heizfolie oder von aufgedruckten Heizleiterbahnen vorgesehen sein.
Als weitere Ausführungsvariante kann als Heizmittel 12 auch das Material des Verbinderstückes 2 selbst elektrisch leitfähig ausgebildet sein.
Um eine hohe Wärmeleitfähigkeit zu erreichen, kann bei dem aus Kunststoff bestehenden Verbinderstück 2 das Kunststoffmaterial bestimmte Füllstoffe zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Als Füllstoffe sind Partikel aus Aluminium, Al 203, Glas- und/oder Kohlefasern geeignet.
Wie sich zunächst aus 7 ergibt, kann das Verbinderstück 2 von einer äußeren Kapselung umschlossen sein. Bei der in 7 angedeuteten Ausführung kann es sich um ein zweiteiliges, aus zwei Gehäusehälften 24a, 24b in Form von Halbschalen (vgl. dazu auch 11 und 12) bestehendes Außengehäuse 24 handeln, von dem in 7 nur eine Gehäusehälfte 24a dargestellt ist. Dabei können die Gehäusehälften mit Vorteil über Rastmittel 26 miteinander verbunden werden.
Alternativ ist es auch möglich, das gesamte Verbinderstück 2 mit einem Außengehäuse zu umspritzen. Zudem kann als Kapselung auch ein so genannter Schrumpfschlauch, Gewebeschlauch oder dergleichen vorgesehen sein. Durch die Kapselung kann zwischen dieser und dem Verbinderstück ein Luftvolumen eingeschlossen sein, wodurch eine gute Wärmeverteilung erreicht wird. Die äußere Beschichtung bzw. die Kapselung kann eine Wärmeisolation nach außen bewirken. Dazu ist der Kunststoff – ohne leitende Füllstoffe – mit möglichst geringer Wärmeleitfähigkeit ausgebildet.
Bei den Ausführungen mit außen aufgebrachtem Heizdraht 14 werden die Drahtenden vorzugsweise über Rastverbindungen so befestigt, dass sie zwecks Kontaktierung nach außen ragen.
Bei der in 9 bis 12 dargestellten Ausführung bilden die äußeren Ansätze 16 durch einen schraubenlinienförmigen Verlauf eine – ebenfalls entsprechend schraubenlinienförmig verlaufende – Aufnahme für den Heizdraht 14. Dabei verläuft der Heizdraht 14 gemäß 9 ausgehend von einem ersten, im Bereich der Außenfläche des Anschlussabschnittes 6 angeordneten Drahtende 14a wendelförmig über den Bereich des Übergangsabschnittes 10 und dann gemäß 10 axial zurück, so dass ein zweites Drahtende 14b ebenfalls im Bereich der Außenfläche des Anschlussabschnittes 6 liegt, und zwar vorzugsweise dem anderen Drahtende 14a etwa diametral gegenüberliegend. Auf diese Weise können die Drahtenden 14a, 14b mit Anschlussleitern oder mit Vorteil mit Heizleitern der Medienleitung 4 elektrisch verbunden werden. Somit kann der Heizdraht 14 über z. B. wendelförmige Heizleiter der Medienleitung 4 mit elektrischer Leistung (Spannung, Strom) versorgt werden.
Die Heizmittel 12 können mit einer Leistung von 3 bis 20 Watt und der Heizdraht 14 mit einer Länge von beispielsweise bis zu 200 mm ausgebildet sein. Für ein Verbinderstück 2 mit einem Innenvolumen des Strömungskanals 11 im Bereich von 0,1 bis 1,0 cm³ ist ein Leistungsquotient im Bereich von 1 bis 15 Watt/cm³ zweckmäßig. Der Heizdraht 14 kann mit negativem Temperaturkoeffizient (NTC) oder mit positivem Temperaturkoeffizient (PTC) ausgebildet sein. Eine Versorgungsspannung in der Größenordnung von 10 bis maximal 14 Volt ist zweckmäßig.
Der jeweilige Anschlussabschnitt 6 kann als Anschlussdorn zum direkten Aufstecken einer Medienleitung 4 (s. hierzu die Ausführungen gemäß 1, 2, 4 und 5) oder als in eine Steckmuffe einsteckbarer Steckerschaft (3 und 6) ausgebildet sein.
Gemäß 7 und 9 bis 11 kann der Anschlussabschnitt 6 auch mit einer insbesondere hohlzylindrischen Form eine Aufnahme zum direkten Einstecken der Medienleitung 4 ausgebildet sein. Dabei wird die Medienleitung 4 vorzugsweise stoffschlüssig in dem Anschlussabschnitt 6 befestigt, beispielsweise verklebt oder verschweißt. Für ein Verschweißen mittels Laserstrahl kann der Anschlussabschnitt 6 zumindest bereichsweise aus einem lasertransparenten Material bestehen.
Wie weiterhin am Beispiel des Anschlussabschnittes 8 dargestellt ist, kann dieser auch als Steckmuffe zur Aufnahme eines Steckerschaftes ausgebildet sein. Hierbei können im Falle einer Steckverbindung beliebige Mittel zum insbesondere lösbaren Arretieren der Steckverbindungsteile vorgesehen sein. Dazu wird beispielhaft auf 11 und 12 verwiesen.
Wie sich noch aus 7 und auch aus 11 ergibt, kann es vor allem in Kombination mit der Kapselung, insbesondere in der Ausführung als Außengehäuse 24, und im Falle einer selbst ebenfalls beheizten Medienleitung 4 vorteilhaft sein, die Medienleitung 4 mit einer zusätzlichen Umhüllung 26 zu versehen, beispielsweise wie dargestellt in Form eines die Leitung 4 umschließenden Wellrohres. Die Umhüllung 26 dient zum mechanischen Schutz und zur thermischen Isolation für mindestens einen wendelförmig um die Medienleitung 4 verlaufenden Heizleiter. Dabei verläuft die Umhüllung 26 bis in das Außengehäuse 24 hinein und endet kurz vor dem Anschlussabschnitt 6. In diesem Bereich kann das Außengehäuse 24 eine erweiterte Kammer 28 zur Aufnahme von nicht dargestellten elektrischen Verbindungen zwischen den Heizdrahtenden 14a, b und Heizleiterenden der Medienleitung 4 aufweisen.
Wie sich weiterhin aus 11 ergibt, können die Gehäusehälften des Außengehäuses 24 auch über äußere, z. B. nach Art von Spannschellen, Spanndrähten oder Federklammern ausgebildete Halteelemente 30 verbunden sein.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims

Leitungsverbinder (1) für Medienleitungen, bestehend aus einem Verbinderstück (2) mit mindestens einem Anschlussabschnitt (6, 8) zur Anschlussverbindung mit einer Medienleitung (4) oder mit einem Aggregat und mit einem an den Anschlussabschnitt (6, 8) angrenzenden Übergangsabschnitt (10) mit einem Strömungskanal (11), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich des Übergangsabschnittes (10) elektrische Heizmittel (12) in einer den Strömungskanal (11) zumindest teilweise umschließenden Anordnung vorgesehen sind.
Leitungsverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizmittel (12) mindestens ein Heizdraht (14) in einer mit einer etwa gleichmäßigen Flächenverteilung zumindest über den Bereich des Übergangsabschnittes (10) verlaufenden Anordnung vorgesehen ist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (14) einen beispielsweise mäanderartigen Verlauf zur Vermeidung einer Spulenwirkung bei Stromfluss aufweist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (14) das Verbinderstück (2) außen spulenartig gewickelt umschließt, wobei vorzugsweise im Innenbereich mindestens eine weitere Wicklungsspule derart im Bereich des Strömungskanals (11) angeordnet ist, dass durch einen Stromfluss durch den äußeren Heizdraht (14) eine Induktion in die innere Wicklungsspule zur Erzeugung von Wärme erfolgt.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinderstück (2) Formelemente (16, 18) zur Führung und Fixierung des außen aufgebrachten Heizdrahtes (14) aufweist.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (14) allein für sich und/oder gemeinsam mit dem Verbinderstück (2) mit einer z. B. aus einem Pulverlack oder einem Tauchbeschichtungsmaterial bestehenden, isolierenden Beschichtung überdeckt ist.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (14) in das Material des Verbinderstückes (2) eingebettet ist, wobei insbesondere ein inneres Rohrstück (20) mit dem Heizdraht (14) umwickelt und mit Kunststoff umspritzt ist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizmittel (12) auf einer glatten, z. B. zylindrischen Außenfläche (22) ein flächiges Heizelement insbesondere in Form einer Heizfolie vorgesehen ist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizmittel (12) das Material des Verbinderstückes (2) selbst elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Verbinderstückes (2) eine hohe Wärmleitfähigkeit aufweist.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinderstück (2) von einer äußeren Kapselung umschlossen ist, die vorzugsweise zur Wärmeisolation mit geringer Wärmeleitfähigkeit ausgebildet ist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung als Außengehäuse (24) insbesondere aus zwei Gehäusehälften (24a, 24b) gebildet ist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung auch zum Umschließen eines Endes der Medienleitung (4) und vorzugsweise eines Endes einer Leitungs-Umhüllung (26) ausgebildet ist.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizdraht (14) einen derartigen Verlauf hat, dass seine beiden Enden (14a, 14b) im Bereich eines der Anschlussabschnitte (6) vorzugsweise auf diametral gegenüberliegenden Seiten zwecks Anschlussverbindung mit äußeren Anschlussleitern und/oder mit Heizdrähten der Medienleitung (4) angeordnet sind.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung im Anschlussbereich der Medienleitung (4) eine erweiterte Kammer (28) zur Aufnahme von elektrischen Verbindungen zwischen Enden (14a, 14b) des Heizdrahtes (14) und Heizleiterenden der Medienleitung (4) aufweist.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kapselung und dem Verbinderstück (2) ein Luftvolumen zur Wärmeverteilung und -isolation eingeschlossen ist, wobei die Kapselung vorzugsweise aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht.
Leitungsverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlussabschnitte (6, 8) als hohlzylindrische Aufnahme zum direkten Einstecken des Endes der Medienleitung (4) ausgebildet ist, wobei die Medienleitung (4) vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Verkleben oder Verschweißen, befestigbar ist.
Leitungsverbinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (6) derart zumindest bereichsweise aus einem für Laserstrahlen transparenten Material besteht, dass die Medienleitung (4) durch Laserstrahl-Schweißen befestigbar ist.