DE102009012345A1

DE102009012345A1 - Heatable fluid line, has inner conduit pipe and electrical heat element arranged on surface of inner conduit pipe, where heat element is formed of laminar heat element, which is designed in strip or band shaped manner

Info

Publication number: DE102009012345A1
Application number: DE102009012345A
Authority: DE
Inventors: Ahmet GÜNDÜZ
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2009-09-17
Also published as: DE202008003365U1

Abstract

The fluid line (1) has an inner conduit pipe (2), and an electrical heat element arranged on a surface of the pipe. The heat element is formed of a laminar heat element (3), which is designed in a strip/band shaped manner. The laminar heat element is covered by a protection casing (4). The laminar heat element consists of a carrier made of textile fleece material, textile knit fabric or textile fabric or foam of plastic. An electrical heat conductor is fixed on the carrier, and made of carbon fibers. A contact conductor runs between the heat conductor and the carrier, and consists of metal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beheizbare Fluidleitung, bestehend aus einem inneren Leitungsrohr und einem auf dessen Oberfläche angeordneten elektrischen Heizelement.The The present invention relates to a heatable fluid conduit consisting from an inner pipe and one on its surface arranged electrical heating element.

Eine derartige Fluidleitung ist zum Beispiel aus der DE 103 44 137 A1 bekannt. Hierbei ist der Heizleiter um das Leitungsrohr als Einzeldraht herumgewickelt und mittels außen um die Fluidleitung gewickeltem Klebeband geschützt und fixiert. Um bei einer derartigen Ausbildung eine umfängliche und über die Länge gleichmäßige Temperierung der Fluidleitung zu erreichen, ist eine sehr enge Umwicklung mit dem Heizleiterdraht erforderlich. Hierdurch ergibt sich aber ein hoher Herstellungsaufwand.Such a fluid line is for example from DE 103 44 137 A1 known. Here, the heating element is wound around the conduit as a single wire and protected and fixed by means of externally wound around the fluid conduit adhesive tape. In order to achieve a circumferential and uniform over the length of the temperature control of the fluid line in such a configuration, a very close wrapping with the Heizleiterdraht is required. However, this results in a high production cost.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ausgehend von einer Fluidleitung der eingangs beschriebenen Art, diese derart zu verbessern, dass eine gleichmäßige Erwärmung der Fluidleitung über den Umfang und die gesamte Länge bei verringerten Herstellungskosten erreichbar ist.Of the The present invention is based on the object, starting from a fluid line of the type described above, this way to improve that even warming the fluid line over the circumference and the entire length can be reached at reduced production costs.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Heizelement aus einem Flächenheizelement gebildet ist, das vorzugsweise streifenförmig ausgebildet und spiralförmig um das Leitungsrohr gewickelt oder aber in Längsrichtung des Leitungsrohrs verlaufend um dieses ganz oder teilweise herumgelegt ist. Hierbei kann eine an den Längsrändern des Flächenheizelements anstoßende oder eine überlappende Verlegung bzw. Umwicklung ausgeführt sein. Durch ein mehrlagiges Aufbringen des elektrischen Heizelementes oder bei einem spiralförmigen Umwickeln durch Verändern der Steigung der Bewicklung kann die Heizleistung an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Erfindungsgemäß verwendete Flächenheizelemente können entsprechend der gewünschten Heizleistung vorgefertigt werden, so dass eine individuelle Umwicklung des Leitungsrohres mit Einzeldrähten entfallen kann. Die vorzugsweise streifenförmig ausgebildeten Flächenheizelemente können bandförmig hergestellt werden, so dass sie entsprechend der jeweilig benötigten Leitungslänge der Fluidleitung abgelängt werden können. Erfindungsgemäß einsetzbare Flächenheizelemente sind z. B. aus der DE 40 20 580 oder der DE 41 01 290 bekannt.According to the invention this is achieved in that the heating element is formed from a surface heating element, which is preferably strip-shaped and spirally wound around the conduit or extending in the longitudinal direction of the conduit around this wholly or partially wrapped. In this case, an abutting or overlapping laying or wrapping can be carried out at the longitudinal edges of the surface heating element. By a multi-layer application of the electric heating element or in a spiral wrapping by changing the pitch of the winding, the heating power can be adapted to the respective requirements. Surface heating elements used according to the invention can be prefabricated according to the desired heat output, so that an individual wrapping of the conduit with individual wires can be omitted. The preferably strip-shaped Flächenheizelemente can be made strip-shaped, so that they can be cut to length according to the respective required line length of the fluid line. According to the invention applicable surface heating elements are z. B. from the DE 40 20 580 or the DE 41 01 290 known.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.advantageous Embodiments of the invention are in the subclaims contain and become closer to the hand of the following figure description explained.

Es zeigenIt demonstrate

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fluidleitung, 1 a perspective view of a fluid line according to the invention,

2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II in 1, 2 a section along the section line II-II in 1 .

3 eine Ansicht auf ein Heizelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, three a view of a heating element according to a first embodiment of the invention,

4 eine Ansicht auf ein Leitungsrohr und ein Heizelement gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung. 4 a view of a conduit and a heating element according to another embodiment of the invention.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.In the different figures of the drawings are the same parts always provided with the same reference numerals.

Wie in 1 dargestellt ist, besteht eine erfindungsgemäße beheizbare Fluidleitung 1 aus einem inneren Leitungsrohr 2 und einem auf dessen Oberfläche angeordneten elektrischen Heizelement 3. Um das aufgebrachte elektrische Heizelement 3 herum kann ein Schutzmantel 4 umfangsgemäß aufgebracht sein. Das Leitungsrohr 2 besteht vorteilhafterweise aus Kunststoff. Der äußere Schutzmantel 4 kann aus einer Klebebandwicklung oder aus einer Extrusionsschicht oder einem Schrumpfschlauch aus Kunststoff gebildet sein und bildet einen äußeren Schutz gegen Beschädigung und Feuchtigkeit. Es wäre aber auch eine entsprechende Beschichtung auf der nach außen weisenden Oberfläche des Heizelementes 3 möglich. Zusätzlich ist die Fluidleitung 1 vorzugsweise von einem Wellrohr oder einem Schutzschlauch oder einer Schutzhülle umgeben, und zwar gegebenenfalls unter Einschluss eines umfänglichen Luftspaltes.As in 1 is shown, there is a heatable fluid line according to the invention 1 from an inner pipe 2 and an electric heating element disposed on the surface thereof three , To the applied electric heating element three around can be a protective coat 4 be applied circumferentially. The pipe 2 is advantageously made of plastic. The outer protective jacket 4 may be formed from an adhesive tape winding or from an extrusion layer or shrink tubing made of plastic and forms an external protection against damage and moisture. But it would also be a corresponding coating on the outwardly facing surface of the heating element three possible. In addition, the fluid line 1 preferably surrounded by a corrugated tube or a protective tube or a protective sheath, possibly with the inclusion of a circumferential air gap.

Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist das erfindungsgemäße Heizelement 3 als Flächenheizelement ausgebildet. Dieses Flächenheizelement 3 ist streifenförmig und kann, wie in der 2 dargestellt ist, in Längsrichtung des Leitungsrohrs 2 verlaufend mit seinen Längsrändern 6 überlappend um das Leitungsrohr 2 gelegt werden. Alternativ können die Längsränder auch aneinanderstoßen.As in the 2 and three is shown, is the heating element according to the invention three designed as surface heating element. This surface heating element three is strip-shaped and can, as in the 2 is shown, in the longitudinal direction of the conduit 2 running with its longitudinal edges 6 overlapping around the conduit 2 be placed. Alternatively, the longitudinal edges can also abut each other.

In 4 ist alternativ dargestellt, dass das streifenförmige Flächenheizelement 3 spiralförmig um das Leitungsrohr 2 gewickelt wird. Hierbei ist es entweder möglich, eine überlappende Ausführung der spiralförmigen Wicklung zu wählen wie dargestellt, oder aber eine Wicklung, wobei die Längsränder 6 des streifenförmigen Flächenheizelementes 3 aneinander anstoßen.In 4 is alternatively shown that the strip-shaped Flächenheizelement three spiral around the conduit 2 is wound. It is either possible to choose an overlapping version of the spiral winding as shown, or a winding, wherein the longitudinal edges 6 of the strip-shaped Flächenheizelementes three abut each other.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, nur eine Lage aus dem erfindungsgemäßen Flächenheizelement 3 zu bilden oder aber zur Erhöhung der Heizleistung mehrere Lagen des Flächenheizelementes 3 um die Fluidleitung 2 herum übereinander anzuordnen.It is within the scope of the invention, only one layer of the surface heating element according to the invention three or to increase the heating power several layers of Flächenheizelementes three around the fluid line 2 to arrange one over the other.

Das erfindungsgemäße Flächenheizelement 3 besteht aus einem Träger 7, auf dem elektrische Heizleiter 8 fixiert sind. Die elektrischen Heizleiter 8 werden mit auf dem Träger 7 angeordneten Kontaktleiten 9 elektrisch leitend verbunden. Vorteilhafterweise handelt es sich um einen Träger 7 aus einem textilen Vliesmaterial, einem Gewirk oder einem Gewebe. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Träger 7 aus einem Schaumstoff aus Kunststoff zu bilden oder aus einer Kombination der vorstehenden Materialien. Die elektrischen Heizleiter 8 sind wellenförmig oder mäanderförmig und/oder maschenförmig auf dem Träger 7 verlegt. Vorteilhafterweise bestehen die elektrischen Heizleiter 8 aus Karbonfasern. Die Verwendung von Karbonfasern zur Herstellung der elektrischen Leiter bringt die Vorteile einer sehr hohen Zugfestigkeit bei geringstem Gewicht und einer guten elektrischen Leitfähigkeit; weiterhin ist hierdurch eine Transparenz gegenüber Röntgenstrahlen gegeben, was bei Kontrolluntersuchungen vorteilhaft ist. Zudem ist eine Beständigkeit gegen Chemikalien und eine hohe Temperaturfestigkeit gewährleistet. Außerdem lassen sich Karbonfasern leicht verarbeiten. Die elektrischen Heizleiter 8 sind insbesondere über die gesamte Fläche des Flächenheizelementes 3 gleichmäßig verteilt angeordnet. Zweckmäßigerweise verläuft die Haupterstreckungsrichtung X der elektrischen Heizleiter 8 in Querrichtung des streifenförmigen Trägers 7. Die Kontaktleiter 9, die ebenfalls aus Karbonfasern bestehen können oder aber aus metallischem Material, können gradlinig und/oder wellenförmig verlaufen. Vorteilhafterweise sind mehrere parallel verlaufende Kontaktleiter 9 verlegt, wie dies in 3 dargestellt ist. Hierbei laufen die Kontaktleiter 9 quer, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung X der elektrischen Heizleiter 8. Weiterhin ist in den 2 und 3 zu erkennen, dass die Kontaktleiter 9 jeweils an beiden Endbereichen der Heizleiter 8 bzw. im Bereich der beiden Längsränder 6 des Trägers 7 angeordnet sind. Die Heizleiter 8 und die Kontaktleiter 9 sind durch Vernähen mittels textiler Nähfäden 11 auf dem Träger 7 fixiert. Hierbei verläuft die Nahtrichtung Y der Nähfäden 11 in der Haupterstreckungsrichtung X der Heizleiter 8. Erfindungsgemäß kann es zweckmäßig sein, wenn der Träger 7 nur in einem Teilbereich, insbesondere in einem Überlappungsbereich 13 Heizleiter frei ausgebildet ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine gleichförmige Heizleistung über die gesamte Leitungslänge vorhanden ist. Es ist ebenso möglich, den Überlappungsbereich 13 an beiden Längsrändern des Trägers 7 auszubilden.The surface heating element according to the invention three consists of a carrier 7 , on the electric heating conductor 8th are fixed. The electric heating conductors 8th be with on the carrier 7 arranged contact lines 9 electrically connected. Advantageously, it is a carrier 7 from a textile nonwoven material, a knitted fabric or a woven fabric. However, it is also possible for the wearer 7 from a plastic foam or from a combination of the above materials. The electric heating conductors 8th are wavy or meandering and / or mesh-shaped on the support 7 laid. Advantageously, the electrical heating conductors 8th made of carbon fibers. The use of carbon fibers to make the electrical conductors brings the benefits of very high tensile strength with the lowest weight and good electrical conductivity; Furthermore, this transparency is given to X-rays, which is advantageous in control investigations. In addition, a resistance to chemicals and a high temperature resistance is ensured. In addition, carbon fibers are easy to process. The electric heating conductors 8th are in particular over the entire surface of the surface heating element three arranged evenly distributed. Expediently, the main extension direction X of the electrical heating conductor runs 8th in the transverse direction of the strip-shaped carrier 7 , The contact conductors 9 , which may also consist of carbon fibers or of metallic material, may be straight and / or wavy. Advantageously, a plurality of parallel contact conductors 9 misplaced how this is done in three is shown. This is where the contact conductors run 9 transversely, in particular perpendicular to the main extension direction X of the electrical heating conductor 8th , Furthermore, in the 2 and three to realize that the contact conductors 9 in each case at both end regions of the heating conductors 8th or in the region of the two longitudinal edges 6 of the carrier 7 are arranged. The heating conductors 8th and the contact manager 9 are by sewing using textile sewing threads 11 on the carrier 7 fixed. Here, the sewing direction Y of the sewing threads runs 11 in the main direction X of the heating conductor 8th , According to the invention, it may be expedient if the carrier 7 only in a partial area, in particular in an overlapping area 13 Heating conductor is freely formed. This ensures that a uniform heat output over the entire length of the pipe is available. It is also possible to overlap the area 13 at both longitudinal edges of the carrier 7 train.

Um eine einfache Aufbringung des Flächenheizelementes 3 auf dem Leitungsrohr 2 zu gewährleisten, ist der Träger 7 vorteilhafterweise auf seiner von den Heizleitern 8 abgekehrten Rückseite mit einem temperaturbeständigen Haftkleber 14 beschichtet, wodurch eine innige Anlage des Heizelementes 3 auf der Oberfläche des Leitungsrohrs 2 gewährleistet wird, so dass eine gute Wärmeübertragung möglich ist. Vorteilhafterweise ist der Träger 7 feuchtigkeitsabweisend ausgerüstet. Die elektrischen Kontaktleiter 9 sind vorzugsweise flexibel und verlaufen zwischen den Heizleitern 8 und dem Träger 7. Die Kontaktleiter 9 werden an beiden Enden für eine Reihenschaltung verschiedener Leitungen oder vorzugsweise an einem der Enden der erfindungsgemäßen Leitung 1 mittels zwei Anschlussdrähten 12 herausgeführt. Ebenso ist es möglich, an jedem der beiden Enden nur einen Anschlussdraht 12 herauszuführen.To a simple application of the surface heating element three on the conduit 2 to ensure is the carrier 7 advantageously on its of the heating conductors 8th reverse side with a temperature-resistant adhesive 14 coated, creating an intimate contact of the heating element three on the surface of the conduit 2 is ensured, so that a good heat transfer is possible. Advantageously, the carrier 7 moisture-repellent equipped. The electrical contact conductors 9 are preferably flexible and run between the heating conductors 8th and the carrier 7 , The contact conductors 9 are at both ends for a series connection of different lines or preferably at one of the ends of the line according to the invention 1 using two connecting wires 12 led out. It is also possible to have only one connecting wire at each of the two ends 12 lead out.

Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn die Kontaktleiter 9 in den textilen Träger 7 eingebunden sind. Die elektrischen Heizleiter 8 können entweder parallel zueinander verlaufend angeordnet sein, sie können aber auch einander überlappend ausgebildet sein. Durch eine derartige überlappende Anordnung der Heizleiter 8 wird eine gleichmäßige Kontaktierung der Heizleiter 8 über die gesamte Fläche und eine gleichförmige Stromverteilung erreicht, so dass selbst bei einem einzelnen Bruch eines Heizleiterabschnittes hierdurch keine wesentliche Beeinträchtigung der Heizleistung auftritt. Insbesondere, wenn mehrere parallel verlaufende Kontaktleiter 9 vorhanden sind, wobei ebenfalls eine wellenförmige Anordnung möglich ist oder aber auch ein maschenförmiger Verbund der Kontaktleiter 9 vorhanden sein kann, wird ebenfalls eine sichere Kontaktierung zu den Heizleitern 8 ermöglicht.It is also within the scope of the invention if the contact conductors 9 in the textile carrier 7 are involved. The electric heating conductors 8th can be arranged either parallel to each other, but they can also be formed overlapping each other. By such an overlapping arrangement of the heating conductors 8th becomes a uniform contact of the heating conductors 8th achieved over the entire surface and a uniform current distribution, so that even with a single fraction of a Heizleiterabschnittes thereby no significant impairment of the heating power occurs. In particular, if a plurality of parallel contact conductors 9 are present, with a wave-like arrangement is also possible or even a mesh-like composite of the contact conductor 9 can be present, is also a safe contact with the heating conductors 8th allows.

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 jeweiligen unabhängigen Anspruch 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 jeweiligen unabhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.The Invention is not limited to the illustrated and described embodiments but also includes all within the meaning of the invention equivalent designs. Furthermore, the invention so far not yet in the respective independent Claim defined feature combination limited, but can also be determined by any other combination of Defined characteristics of all individually disclosed individual features be. This basically means virtually every one Individual feature of the respective independent claim omitted or by at least one elsewhere disclosed in the application Single feature can be replaced. In this respect, the claims merely as a first formulation attempt for a To understand the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10344137 A1 [0002]
- DE 4020580 [0004]
- DE 4101290 [0004]

Claims

Heatable fluid line ( 1 ), consisting of an inner conduit ( 2 ) and a surface mounted on the electrical heating element ( three ), characterized in that the heating element ( three ) is formed from a surface heating element.

Fluid line according to claim 1, characterized in that the surface heating element ( three ) strip-shaped and spirally around the conduit ( 2 ) is wound.

Fluid line according to claim 2, characterized in that the surface heating element ( three ) on its longitudinal walls ( 6 ) overlapping around the conduit ( 2 ) is wound.

Fluid line according to claim 1, characterized in that the surface heating element ( three ) and in the longitudinal direction of the conduit ( 2 ) running around this is completely or partially wrapped around.

Fluid line according to claim 4, characterized in that the surface heating element ( three ) at its longitudinal edges ( 6 ) overlaps.

Fluid line according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that at least two superimposed layers of the surface heating element ( three ) available.

Fluid line according to one of claims 1 to 6, characterized in that the surface heating element ( three ) by an outer protective jacket ( 4 ) is covered.

Fluid line according to one of claims 1 to 7, characterized in that the surface heating element ( three ) from a carrier ( 7 ), on the electrical heating conductor ( 8th ) which are fixed on the support ( 7 ) arranged contact conductors ( 9 ) are electrically connected.

Fluid line according to claim 8, characterized in that the carrier ( 7 ) consists of a textile nonwoven material, a textile knitted fabric or a textile fabric and / or a plastic foam.

Fluid line according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electrical heating conductors ( 8th ) wavy or meandering parallel to each other and / or overlapping or mesh-shaped on the support ( 7 ) are laid.

Fluid line according to one of claims 1 to 10, characterized in that the electrical contact conductors ( 9 ) run straight and / or wavy or mesh-shaped and preferably a plurality of parallel contact conductors ( 9 ) are laid.

Fluid line according to one of claims 1 to 11, characterized in that the contact conductors ( 9 ) transversely, in particular perpendicular to a main extension direction (X) of the electrical heating conductors ( 8th ).

Fluid line according to one of claims 1 to 12, characterized in that the main extension direction (X) of the heating conductor ( 8th ) in the transverse direction of the strip-shaped carrier ( 7 ) runs.

Fluid line according to one of claims 1 to 13, characterized in that the contact conductors ( 9 ) in each case at both end regions of the heating conductors ( 8th ) or in the region of the two longitudinal edges ( 6 ) of the carrier ( 7 ) are arranged.

Fluid line according to one of claims 1 to 14, characterized in that the heating conductors ( 8th ) are made of carbon, in particular of carbon fibers.

Fluid line according to one of claims 1 to 15, characterized in that the heating conductors ( 8th ) and the contact managers ( 9 ) by sewing by means of textile sewing threads ( 11 ) on the support ( 7 ) are fixed.

Fluid line according to claim 16, characterized in that the seam direction (Y) of the sewing threads ( 11 ) in the main extension direction (X) of the heating conductors ( 8th ) runs.

Fluid line according to one of claims 1 to 17, characterized in that the carrier ( 7 ) is formed freely in only a partial area, in particular an overlap area, heating conductor.

Fluid line according to one of claims 1 to 18, characterized in that the carrier ( 7 ) on his of the heating conductors ( 8th ) back side is coated with a temperature-resistant pressure-sensitive adhesive.

Fluid line according to one of claims 1 to 19, characterized in that the carrier ( 7 ) is moisture-repellent.

Fluid line according to one of claims 1 to 20, characterized in that the contact conductors ( 9 ) consist of metal and in particular are flexible.

Fluid line according to one of claims 1 to 21, characterized in that the contact conductors ( 9 ) between the heating conductors ( 8th ) and the carrier ( 7 ).

Fluid line according to one of claims 1 to 22, characterized in that the conduit ( 2 ) consists of plastic.

Fluid line according to one of claims 1 to 23, characterized in that the outer protective sheath ( 4 ) consists of a winding of adhesive tape or of a plastic extrusion layer.

Fluid line according to one of claims 1 to 24, characterized by lead-out leads (shown at both ends) ( 12 ) with the contact managers ( 9 ) are electrically connected.