DE202008003365U1

DE202008003365U1 - Beheizbare Fluidleitung

Info

Publication number: DE202008003365U1
Application number: DE202008003365U
Authority: DE
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: DE102009012345A1

Abstract

Beheizbare Fluidleitung (1), bestehend aus einem inneren Leitungsrohr (2) und einem auf dessen Oberfläche angeordneten elektrischen Heizelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) aus einem Flächenheizelement gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beheizbare Fluidleitung, bestehend aus einem inneren Leitungsrohr und einem auf dessen Oberfläche angeordneten elektrischen Heizelement.
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.
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.
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.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fluidleitung,
2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II in 1,
3 eine Ansicht auf ein Heizelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Ansicht auf ein Leitungsrohr und ein Heizelement gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

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

Claims

Beheizbare Fluidleitung (1), bestehend aus einem inneren Leitungsrohr (2) und einem auf dessen Oberfläche angeordneten elektrischen Heizelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) aus einem Flächenheizelement gebildet ist.
Fluidleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenheizelement (3) streifenförmig ausgebildet und spiralförmig um das Leitungsrohr (2) gewickelt ist.
Fluidleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenheizelement (3) an seinen Längswänden (6) überlappend um das Leitungsrohr (2) gewickelt ist.
Fluidleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenheizelement (3) streifenförmig ausgebildet und in Längsrichtung des Leitungsrohrs (2) verlaufend um dieses ganz oder teilweise herumgelegt ist.
Fluidleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenheizelement (3) sich an seinen Längsrändern (6) überlappt.
Fluidleitung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei übereinanderliegende Lagen des Flächenheizelementes (3) vorhanden sind.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenheizelement (3) durch einen äußeren Schutzmantel (4) abgedeckt ist.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenheizelement (3) aus einem Träger (7) besteht, auf dem elektrische Heizleiter (8) fixiert sind, die mit auf dem Träger (7) angeordneten Kontaktleitern (9) elektrisch leitend verbunden sind.
Fluidleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) aus einem textilen Vliesmaterial, einem textilen Gewirk oder einem textilen Gewebe und/oder einem Schaumstoff aus Kunststoff besteht.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Heizleiter (8) wellenförmig oder mäanderförmig parallel zueinander und/oder überlappend oder maschenförmig auf dem Träger (7) verlegt sind.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontaktleiter (9) gradlinig und/oder wellenförmig oder maschenförmig verlaufen und vorzugsweise mehrere parallel verlaufende Kontaktleiter (9) verlegt sind.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiter (9) quer, insbesondere senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung (X) der elektrischen Heizleiter (8) verlaufen.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupterstreckungsrichtung (X) der Heizleiter (8) in Querrichtung des streifenförmigen Trägers (7) verläuft.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiter (9) jeweils an beiden Endbereichen der Heizleiter (8) bzw. im Bereich der beiden Längsränder (6) des Trägers (7) angeordnet sind.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiter (8) aus Karbon, insbesondere aus Karbonfasern hergestellt sind.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleiter (8) und die Kontaktleiter (9) durch Vernähen mittels textiler Nähfäden (11) auf dem Träger (7) fixiert sind.
Fluidleitung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nahtrichtung (Y) der Nähfäden (11) in der Haupterstreckungsrichtung (X) der Heizleiter (8) verläuft.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) nur in einem Teilbereich, insbesondere einem Überlappungsbereich, Heizleiter frei ausgebildet ist.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Träger (7) auf seiner von den Heizleitern (8) abgekehrten Rückseite mit einem temperaturbeständigen Haftkleber beschichtet ist.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) feuchtigkeitsabweisend ausgerüstet ist.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiter (9) aus Metall bestehen und insbesondere flexibel ausgebildet sind.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiter (9) zwischen den Heizleitern (8) und dem Träger (7) verlaufen.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsrohr (2) aus Kunststoff besteht.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Schutzmantel (4) aus einer Wicklung aus Klebeband oder aus einer Kunststoff-Extrusionsschicht besteht.
Fluidleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch an ihren beiden Enden herausgeführten Anschlussdrähten (12), die mit den Kontaktleitern (9) elektrisch leitend verbunden sind.