Beheizbare Anschlussvorrichtung für medienführende, elektrisch beheizbare

Schläuche

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Anschlussvorrichtung für medienführende, elektrisch beheizbare Schläuche, wobei die Anschlussvorrichtung ein Verzweigungsstück ist, das zwei Anschlussstutzen für jeweils ein Schlauchende aufweist, und das einen weiteren mit dem Leitungsinneren kommunizierenden Anschluss aufweist,

wobei jeder Schlauch mit zwei in dem jeweiligen Schlauch mindestens über einen

Teilbereich der Schlauchlänge eingebetteten elektrischen Heizleiter versehen ist, deren Enden aus dem Schlauch zum Verbinden mit einem elektrischen Bauteil herausgeführt sind.

Elektrisch beheizbare Schläuche für den Einsatz in Kraftfahrzeugen sind vielfältig bekannt. Das in diesen Schläuchen zwischen zwei Anschlussstellen fließende Medium wird von diesen Schläuchen beheizt.

Ein beheizbarer Schlauch mit wenigstens einem zur Erwärmung eines im Schlauch fließenden Mediums dienenden elektrischen Heizleiter ist beispielsweise aus der DE 102 01 920 AI bekannt, wobei sich der Heizleiter über zumindest einen Teilbereich der Schlauchlänge erstreckt und aus einer metallischen Seele und einer Ummantelung besteht.

Der Heizleiter ist üblicherweise in einer Schicht des Schlauches eingebettet. Bei einem mehrschichtigen Schlauch kann der Heizleiter auch zwischen zwei Schichten angeordnet sein. Die Enden des Heizleiters sind freigelegt, um sie an eine zum Betreiben des

Heizleiters erforderliche Spannungsquelle anschließen zu können. Üblicherweise sind die freigelegten Enden des Heizleiters an einem Ende des Schlauches angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass jeweils ein freigelegtes Ende des Heizleiters an einem Ende des Schlauches angeordnet ist. Die freigelegten Enden des Heizleiters werden mit einem elektrischem Anschluss (Stecker) versehen und dann an eine Spannungsquelle angeschlossen. Da die Spannungsquelle üblicherweise nicht direkt am Schlauch angeordnet ist, müssen die freigelegten Enden des Heizleiters eine vorgegebene Länge aufweisen, um sie über den Stecker an die

Spannungsquelle anschließen zu können.

Die beheizbare Schlauchleitung weist vorzugsweise zwei gewendelte Heizleiter auf, die an dem einen Ende bestromt und an dem anderen Ende kurz geschlossen werden. Hierdurch wird das Aufheizen der Leitung gewährleistet. Aus der EP 1 329 660 Bl ist ein flexibler mehrschichtiger beheizbarer Schlauch mit wenigstens einer Verstärkungsschicht und einer elastomeren Außenschicht sowie einem zur Erwärmung eines im Schlauch fließenden Mediums dienenden elektrischen Heizleiters bekannt. Der Heizleiter erstreckt sich über zumindest einen Teilbereich der Schlauchlänge und besteht aus einer metallischen Seele und einer Ummantelung, wobei der Heizleiter außerhalb der äußeren Lage der Verstärkungsschicht aber unter oder innerhalb der elastomeren Außenschicht eingebettet ist. Um eine einfache und sichere elektrische Kontaktierung des Heizleiters mit einer Spannungsquelle möglich zu machen, weist die elastomere Außenschicht eine geringere Festigkeit als der Heizleiter auf, die so bemessen ist, dass der Heizleiter durch eine radial nach außen einwirkende Kraft unter Durchtrennen der ursprünglichen oder geschwächten elastomeren Außenschicht aber ohne Schädigung seiner metallischen Seele und seiner Ummantelung freilegbar und unmittelbar mit einem elektrischen Anschluss verbindbar ist. Der Heizleiter verläuft vorzugsweise zumindest in einem Teilbereich der Schlauchlänge wendeiförmig unter oder innerhalb der elastomeren Außenschicht. Die beschriebene Technik der beheizbaren Schläuche hat sich bei dem Transport von flüssigen Medien zwischen zwei Anschlussstellen bzw. Anschlussstutzen von Kfz- Aggregaten wie z.B. Vorratstank, Einspritzeinheit, Pumpe etc., bewährt. In besonderen Einsatzfällen hat es sich aber gezeigt, dass das flüssige Medium in den

Schlauchanschlussstutzen der Verbindungsblöcke, die üblicherweise als standardisierte Steckverbinder, insbesondere Schnellsteckverbinder, ausgebildet sind und an den

Schlauchenden angeordnet sind, einfrieren kann.

Diese Einfriergefahr ist insbesondere bei Abgasnachbehandlungssystemen zur

Verminderung von Stickoxidemissionen einer Brennkraftmaschine der Fall. Dabei wird mit Hilfe der Selectiv-Catalytic-Reduktions-Technologie (SCR) Stickoxid in Luftstickstoff und Wasserdampf umgewandelt. Als Reduktionsmittel wird wässerige Harnstofflösung verwandt, die in einem separaten Vorratsbehälter im Kraftfahrzeug mitgeführt wird. Die wässrige Harnstofflösung wird aus dem Vorratsbehälter über ein Fördermodul bzw. eine Pumpe herausgefördert und einem Dosiermodul zugeführt, von dem die Harnstofflösung dosiert in den Abgasstrom vor dem Katalysator eingespritzt wird. Überschüssiges

Reduktionsmittel wird von dem Fördermodul über einen Rücklauf zurück in den

Vorratsbehälter geleitet. Zwischen dem Vorratsbehälter, dem Fördermodul und dem Dosiermodul sind

Schlauchleitungen zur Förderung des Reduktionsmittels vorhanden. Diese

Schlauchleitungen müssen mit den genannten Aggregaten zur Herstellung der

Fluidverbindung verbunden werden. Für die Schlauchanschlüsse an die Aggregate sind die im Automobilbau standardisierten Schnellsteckverbinder an den Schlauchenden einsetzbar, deren Aufnahmeteil an den Aggregaten bauseitig angebracht sind. Die Schnellsteckverbinder (Quick Connectoren) haben den Vorteil einer schnellen Schlauchmontage und sind in vielfältigen

Ausführungsformen bekannt. Am häufigsten sind sie an den Aggregaten als„Vaterteil" ausgebildet und an den Schlauchenden als„Mutterteil", das einen Anschlussstutzen für das Schlauchende aufweist, auf den das Ende des zu verbindenden Schlauchs mediendicht aufgeschoben und befestigt wird.

Die Schlauchleitungen zwischen Vorratsbehälter und der Abgasleitung müssen beheizbar sein, da die Gefahr des Einfrierens der wässrigen Harnstofflösung ab minus 11°C besteht. Es ist bekannt, die Gefahr des Einfrierens durch den Einsatz der bekannten elektrisch beheizbaren Schläuche abzuwenden. Obwohl diese elektrisch beheizbaren Schläuche sich bewährt haben, sind in extremen Anwendungsfällen die Steckverbinder die Schwachstelle der Abgasbehandlungssysteme hinsichtlich der Einfriergefahr. Die Einfriergefahr in den Steckverbindungen selbst bleibt bestehen.

Um eine Vorrichtung zu schaffen, die einen Einfrierschutz der wässrigen Harnstofflösung auch in den Anschlüssen der Schlauchleitungen an den zu verbindenden Aggregaten ermöglicht, wurde bereits vorgeschlagen, für die Schlauchanschlüsse

kühlwasserbeheizbare Verbindungsblöcke zu verwenden, welche derart ausgebildet sind, dass das temperierbare Kühlwasser durch sie durchgespült wird. Dadurch können nicht nur die Schläuche, sondern auch die Steckverbinder aufgetaut werden.

Auch der Einsatz von speziellen Schnell Steckverbindern (Quick-Connectoren), die ein separates elektrisches Heizelement (z. B. beheizbares Keramik-Bauteil) aufweisen, ist bekannt. Nachteilig ist, dass dieses eine sehr teure und aufwendige Lösung ist, die außerdem einen zusätzlichen Elektroanschluss (Stecker) braucht.

Um die Konzentration des Harnstoffs in der Lösung während des Einpritzprozesses zu messen, wird ein Sensor über ein Verzweigungsstück (T-Stück, Y-Stück) in die Rohr- bzw. Schlauchleitung eingesetzt, wobei die Schlauchleitung aufgetrennt werden muss. Auch der Bereich des Verzweigungsstücks unterliegt der Einfriergefahr. Dieser Bereich der

Schlauchleitung sollte somit auch elektrisch beheizt werden. Für diese Verzeigungsstücke sind derzeit aber keine beheizbaren Ausbildungen bekannt, weil zwei Schlauchenden in einer Trennstelle aufeinandertreffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, durch die der gesamte Leitungszweig, also Schlauch und die Anschlussstellen von Schlauch und der zu verbindenden Aggregate, mit einer durchgehenden direkten Beheizbarkeit ausgestattet ist und die sich durch eine

kostengünstige Lösung mit geringem technischen Aufwand auszeichnet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Im Bereich des Verzweigungsstücks sind die zwei Heizleiter aus jedem

Schlauchleitungsende gelöst und jeder der beiden Heizleiter ist mit dem jeweiligen anderen Heizleiter des anderen Schlauchendes vercrimpt, so dass ein elektrischer Durchgang vorhanden ist und der Strom fließen kann. Es liegen somit zwei vercrimpte Heizleiterpaare vor, auf jeder Gehäuseseite eines.

Jedes Heizleiterpaar ist zusammengedrückt nach unten gebogen und mit der Crimpstelle zuerst von oben unter einem seitlichen Brückensteg des Gehäuses des Verzweigungstücks hindurch nach unten Richtung Gehäuseboden geführt, von wo es um 90° umgelenkt und im engen Gehäusekontakt um den Boden des Verzweigungsstücks gelegt ist. Auf der jeweils gegenüberliegenden Seite ist jedes Heizleiterpaar wieder nach oben geführt und mit der eigenen Crimpstelle zuerst von unten durch den eine Art Riegel bildenden Brückensteg des Gehäuses gesteckt und somit in dieser Lage positioniert ist.

Jedes vercrimpte Heizleiterpaar ist also nach unten gebogen und um 90° um den Boden des Verzweigungsstücks umgelenkt und auf der Gegenseite wieder nach oben geführt. Mit dieser das Verzweigungsstück umfassenden Anordnung wird gewährleistet, dass genug elektrische Heizleistung zur Verfügung steht, damit die wässrige Harnstofflösung im Bereich des Verzweigungsstücks nicht einfriert bzw. im Einfrierfall die wässrige Lösung dort aufgetaut werden kann. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Brückenstege außen am Gehäuse gegenüberliegend angeordnet und überbrücken jeweils einen achsialen Kanal, die in die Oberfläche des zylindrischen Gehäuses des Verzweigungsstücks eingearbeitet sind. In den Kanälen oder Nuten sind die vercrimpten Heizleiter eingelegt und somit geführt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind in den Kanälen die

Heizleiterpaare einmal von oben und einmal von unten vom Gehäuseboden kommend eingelegt und geführt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das mit den Heizleiterpaaren konfektionierte Verzweigungsstück mit einem Kunststoffwerkstoff umgössen. Dadurch wird der Aufbau vor äußeren Einflüssen geschützt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Vergussschicht des Kunststoffwerkstoffs aus Polyurethan oder Polyamid.

Durch das so beheizbare Verzweigungsstück ist der gesamte Leitungszweig der

Harnstofflösung von dem Vorratsbehälter bis zur Abgasleitung mit einer durchgehenden direkten Beheizbarkeit ausgestattet. Eine Kältebrücke innerhalb des Leitungszweiges ist nicht mehr vorhanden. Ein Einfrieren des Verzweigungsstückes ist nicht mehr möglich. Zur Beheizung des Verzweigungsstückes werden die bereits vorhandenen Heizleiter aus der vorhandenen Schlauchleitung verwendet. Ein zusätzlicher elektrischer Anschluss zur Beheizung des Verzweigungsstückes ist nicht mehr notwendig. Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein in eine Schlauchleitung eingesetztes Verzweigungsstück, das zwei

Anschlussstutzen zur festen Aufnahme des jeweiligen Endbereichs zweier elektrisch beheizbarer Schläuche aufweist; Fig. 2 eine Seitenansicht des Verzweigungsstücks mit zwei achsial am Gehäuse des Verzweigungsstücks verlaufenden Heizleiterpaaren;.

Fig. 3 eine gekippte perspektivische Seitenansicht des Verzweigungsstücks;

Fig. 4 eine Bodenansicht des Verzweigungsstücks mit zwei angelegten

Heizleiterpaaren;

Fig. 5 das mit Polyurethan (PUR) oder Poyamid (PA) umgossene

Verzweigungsstück.

Das in den Fig.1 bis 4 gezeigte Verzweigungsstück 11 weist zwei diametral

gegenüberliegende Anschlussstutzen 12 und 13 auf, auf die jeweils das Ende eines elektrisch beheizbaren Schlauches 14 bzw. 15 aufgeschoben ist. Jedes Schlauchende 14 bzw. 15 ist über eine Presshülse 16 bzw. 17 auf dem jeweiligen Schlauchanschlussstutzen 12 bzw. 13 festgesetzt.

Das Verzweigungsstück 11 weist einen Innengewindeanschluss 18 für den nicht gezeigten Sensor auf, der als Gegenstück einen Außengewindeanschluss bereits bauseitig angebracht aufweist und durch einfaches Verschrauben montiert wird.

Die nur mit ihrem jeweiligen kurzen Endabschnitt gezeigten beiden Schläuche 14 bzw. 15 werden von jeweils zwei gewendelten Heizleitern 21, 22 bzw. 23, 24, auch oft Heizlitzen genannt, erwärmt, die in den jeweiligen Schlauchaufbau integriert sind. Zum Anschließen der Heizleiter 21, 22 des einen Schlauchendes 14 mit den Heizleitern 23, 24 des anderen Schlauchendes 15 sind am Ende jedes Schlauchendes 14 bzw. 15 die einzelnen Heizleiter 21, 22 bzw. 23, 24 freigelegt.

Das freie abisolierte Ende des Heizleiters 21 des einen Schlauchendes 14 wird mit dem freien abisolierten Ende des Heizleiters 23 des anderen Schlauchendes 15 mittels einer metallischen Hülse 20 vercrimpt. Dieses vercrimpte Heizleiterpaar 21, 23 liegt auf der einen Umfangsseite des Verzweigungstücks 11. Der Heizleiter 22 des einen Schlauchendes 14 wird mit dem Heizleiter 24 des anderen Schlauchendes 15 mittels einer weiteren metallischen Hülse 30 ebenfalls vercrimpt. Dieses vercrimpte Heizleiterpaar 22, 24 liegt auf der anderen Umfangsseite des Verzweigungstücks 11.

Jedes vercrimpte Heizleiterpaar 21, 23 bzw. 22, 24 wird zusammengedrückt nach unten gebogen und mit der Crimpstelle 20 bzw. 30 zuerst von oben unter einem seitlichen Brückensteg 31 bzw. 32 des Gehäuses 11 durch nach unten Richtung Gehäuseboden 33 geführt. Dort wird es um 90° umgelenkt und im engen Gehäusekontakt um den Boden 33 des Verzweigungsstücks 11 gelegt. Jedes gecrimpte Heizleiterpaar 21, 23 bzw. 22, 24 wird dann auf der jeweils gegenüberliegenden Seite wieder nach oben geführt und mit der Crimpstelle 20 bzw. 30 zuerst von unten durch den eine Art Riegel bildenden Brückensteg 31 bzw. 32 des Gehäuses 11 gesteckt und somit in dieser Lage positioniert.

Die beiden Brückenstege 31 bzw. 32 sind gegenüberliegend angeordnet und überbrücken jeweils einen achsialen Kanal 34 bzw. 35, die in die Oberfläche des zylindrischen

Gehäuses des Verzweigungsstücks 11 eingearbeitet sind. In diesen Kanälen 34 bzw. 35 sind die Heizleiterpaare 21, 23 bzw. 22, 24 einmal von oben und einmal vom Boden 33 kommend eingelegt und somit geführt.

Um diesen konfektionierten Aufbau vor äußeren Einflüssen zu schützen, wird das konfektionierte Verzweigungsstücks 11 dann mit PUR oder PA umgössen (Fig. 5). Die so erzielte Vergussschicht 37 deckt dadurch die Beheizung des Verzweigungsstücks 11 ab. Die Heizleiter 21, 22 bzw. 23, 24 sind isoliert und geschützt. Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 1 Verzeigungsstück; Gehäuse

12 Anschlussstutzen

13 Anschlussstutzen

14 elektrisch beheizbarer Schlauch

15 elektrisch beheizbarer Schlauch

16 Presshülse

17 Presshülse

18 Innengewindeanschluss

20 Crimphülse

21 Heizleiter

22 Heizleiter

23 Heizleiter

24 Heizleiter

30 Crimphülse

31 Brückensteg; Riegel

32 Brückensteg; Riegel

33 Gehäuseboden

34 Kanal

35 Kanal

37 Vergussschicht