可加熱介質管的製作方法

2023-10-05 03:22:19 1

專利名稱：可加熱介質管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可加熱介質管，其具有至少一個管連接器和加熱元件，其中該加熱元件包含金屬絲/金屬絲束，尤其是一股或兩股金屬絲/金屬絲束；以及一種製造可加熱介質管的方法，所述可加熱介質管包括介質管、至少一個管連機器、介質管和管連接器之間的過渡區和至少一個加熱元件，其中所述加熱元件包括金屬絲/金屬絲束，尤其是一股或兩股金屬絲/金屬絲束。
背景技術：
可加熱介質管及其製造方法在本領域是眾所周知的。特別地，在車輛中設置許多介質管來輸送大部分液體介質。這些介質管在低溫下易於結冰，因此它們需要加熱。管連接器用於連接至少兩個介質管，或連接介質管和其他結構。介質管通常輸送這樣的介質:由於相對高的凝固點而在環境溫度仍在高水平時易於凝固，這意味著車輛的操作性，比如，會被極大地消弱甚至破壞。對於擋風玻璃清洗系統的水管，以及對於用作具有所謂的SCR催化的柴油發動機的NOx反應添加劑的水溶液的介質管也是這樣。EP985908 Al公開了介質管的管連接器，其由具有連接部的連接件構成，該連接部用於與介質管或其他結構以及緊接連接部具有電流通道的過渡部連接。至少在過渡部的區域內電加熱設備布置為包括至少部分電流通道。電加熱設備布置在過渡部，即，在連接部的外部，用於防止連接件內的各介質結冰或通過融化結冰介質來逆轉結冰過程。以線圈方式圍繞外部的電阻絲環繞連接件，其中在電流通道區域的內部布置至少一個其他線圈以便當電流流過外部電阻絲時在內部線圈產生感應，從而產生熱量。介質管包括周圍布置有導熱體的內部管線，其中管線和導熱體被外殼比如被螺紋管包裹。管連接器連接在介質管的兩端。在安裝波紋管之前，膠帶圍繞布置在管線上的導熱體纏繞並因此固定在管線上。可選地，該固定可通過使用漆層或膠層實現。管連接器的電阻絲和管線的熱輸出是電互連的，其中一個管連接器的電阻絲分別電切換為與圍繞管線的電阻絲的圈中的一個串聯，並且兩個管連接器的兩個串聯連接的連接端延伸到外部，提供與電壓源的連接或進一步的連接。可選地，公開了管連接器的電阻絲和圍繞管線的線圈以所有電阻絲僅與一個外部線路連接串聯連接的形式設置。在各情形中，圍繞其纏繞有電阻絲的管線，在與兩個管連接器連接之前被定長切割，並且電阻絲安裝在管線外部。這在比如DE102005037183B3或EP1519098B1中公開。DE102005037183B3詳細記載了管線初始為無限管，並隨後切割為限定長度。這種管已經包括用作導電塑料層的電阻絲。作為一種選擇該現有技術的出版公開了輸電線路融入管內。進一步還公開了管線可包括延伸至加熱元件，並夾緊或膠合輸電線路的槽。或者輸電線路以及管線所需要的其他組件可壓製成形，這意味著輸電線路和加熱元件在一道生產工序內一起製造。相對地，EP1519098B1公開了電加熱介質管或液體管，電阻絲圍繞內部塑料層螺旋纏繞，且電絕緣帶直接圍繞塑料層和電阻絲纏繞。電阻絲以雙螺旋的形式圍繞塑料層纏繞，並且電阻絲的端部與可插入插座或電壓源內的插頭連接。進一步地，EP1721097B1公開了電加熱介質管，其設置有介質管、加熱介質管的電纜和至少一個用於連接電纜和電源的電連接器。介質管和電纜完全被外部保護殼包裹，該保護殼包括內橫截面超過介質管外橫截面的第一管。在電纜的一端或兩端電纜與介質管分離並進入分支內。分支延伸到插座上的第二管。外部保護殼包圍第一管、分支和第二管，其中分支設置在第一管和第二管之間。這意味著至少在一側上電纜不是延伸至管連接器而是直接進入分支並在此與連接電源的插頭接器連接。因此根據該現有技術的公開文獻，不是加熱管連接器而是僅加熱介質管。EP2107291A2公開了流體管，其中管連接器連接在彈性管的端部。導熱體安裝在管線內，並且其端部壓在布置在管連接器內的管連接段之間。導熱體通過連接段與連接線連接，並因此與電源連接。導熱體在管線內布置為環狀，並在第二管連接器前面的環區域內終止。儘管由於導熱體位於管線內部，熱量可直接導入介質管或管線內流動的介質中，導熱體的金屬絲/金屬絲束必須對介質管內流動的介質具有高耐性，因而導致導熱體的成本較高。進一步地，插入導體環，即對摺的導體以期望的螺旋或蜿蜒(波浪)結構進入管線內是費力的。同樣這種管線的成本高於導熱體在外部延伸的管線，因為這種導熱體從內部穿過的管線，其內徑以及可能還有壁厚必須相對較大以能夠容納導熱體且不會阻礙介質的流動。如果分別提供纏繞有電阻絲的管連接器和纏繞有電阻絲的管線，連接管連接器和管線的各自的電阻絲是昂貴的，因為這是費時的並且必須小心翼翼的以確保適當的電連接，這導致生產過程持續很久。使用連續纏繞工藝，電阻絲圍繞管線纏繞，並且管線可配置有膠帶或紡織膠帶，並且配置有備用段。為了生產各種所需要的可加熱介質管，纏繞電阻絲的管必須隨後切割至預期長度，膠帶或紡織膠帶必須從定長切割管的兩端移除，各電阻絲必須再次解開，管多餘的長度必須被切除，管長度必須調整並且切口必須清潔。在同樣可配置纏繞的電阻絲的管連接器端，電阻絲需要再次從端部解開，並且與介質管的電阻絲端連接，尤其是通過壓接點連接。因此一方面需要很多工藝步驟來製造包括被包裹的管和管連接器的可加熱介質管，或來使管和管連接器或者其上布置的電阻絲彼此連接。另一方面，由於製造配置有電阻絲和紡織膠帶或膠帶的管隨後會被定長切割以適合各自的應用，從而會產生大量的邊角料因此物料成本較高；並且由於在管和管連接器端部展開或解開電阻絲，清潔和整理管以產生電阻絲的自由金屬絲/金屬絲束段用於與其他同樣的自由段接觸，以及設置壓接點，在生成期間人力成本也較高。除了由於邊角料的材料損失，還會由於需要大量手工操作導致相對高的生產費用而產生成本。隨後，當可加熱介質管安裝在比如車輛內，尤其是卡車內時，這些壓接點承受震動，還可產生引起短路的損壞。

發明內容
本發明的目的是提供一種可加熱介質管，其製造費用降至最小，同時在管連接器的區域內以及管連接器之間延伸的介質管的區域內向介質管內流動的介質提供良好的熱量輸入。對於根據權利要求1前序的可加熱介質管，改目的實現在於所述金屬絲/金屬絲束沿著介質管和至少一個管連接器連續延伸。進一步地，對於根據權利要求11前序的製造可加熱介質管的方法，改目的實現在於該介質管配置至少一個管連接器，加熱元件的金屬絲/金屬絲束配置為對摺、一體或兩部元件或連接形成連續部件的元件，金屬絲/金屬絲束布置固定在管連接器、過渡區和介質管的外部上，並且金屬絲/金屬絲束的端部接入用於連接電流源或電壓源的饋入連接器內。本發明的進一步特徵在從屬權利要求中限定。因此製造的可加熱介質管，其不再需要切割安裝有加熱元件的介質管至預期長度，以及隨後費力地使加熱元件或圍繞介質管的金屬絲/金屬絲束的端部與圍繞管連接器的加熱元件連接，尤其是壓接和密封，尤其是用收縮管配置金屬絲/金屬絲束和加熱元件。相反沿介質管延伸的金屬絲/金屬絲束也可用於加熱一個或多個管連接器，由於它們也沿一個或多個管連接器延伸。因此共用的加熱元件用於加熱介質管以及一個或多個管連接器。因此加熱元件的金屬絲/金屬絲束沿著介質管和至少一個管連接器不間斷地延伸。與現有技術相比，無需設置額外的用於加熱管連接器的金屬絲/金屬絲束，另外可省略配置在管連接器上的金屬絲/金屬絲束以及這些金屬絲/金屬絲束和沿介質管的金屬絲/金屬絲束之間所需要的接合。因此，在介質管和管連接器之間沒有設置接合，但是可在兩股金屬絲/金屬絲束之間設置接合或設置與用於使金屬絲/金屬絲束連接至電流源或電壓源的冷導體/電連接件的接合。優選地，一股或兩股金屬絲/金屬絲束在介質管和管連接器之間的過渡區內無接合地延伸，並且沿著管連接器自身和介質管在其各自的外部上連續延伸。用這種方法能夠保持介質管和管連接器之間的整個過渡區無接合。尤其是在從基本非欠剛性介質管到剛性管連接器的過渡區內接合很容易遭受由震動引起的損壞。因此優選不設置任何與冷導體的連接，或優選在兩股沿介質管和管連接器連續延伸的金屬絲/金屬絲束之間不設置任何連接。由於加熱元件的一股或兩股金屬絲/金屬絲束沿介質管和管連接器連續延伸，因此不再需要任何接合，並且因為僅設置一股或兩股金屬絲/金屬絲束，材料成本也降低。由於待存儲的介質管的不同的電阻絲/金屬絲束的量減少，需要的金屬絲/金屬絲束的種類減少，每種金屬絲/金屬絲束的需求量增大，從而導致成本降低，效率提高。因為金屬絲/金屬絲束在介質管和管連接器的外部上延伸，不再需要特別注意金屬絲/金屬絲束相對流過介質管的介質的抗性。這意味著，與比如EP2107291A2相比，可選擇更經濟的金屬絲/金屬絲束。因此與現有技術相比能夠節約成本，同時由於沿管連接器和介質管，連續纏繞或設置金屬絲/金屬絲束，能夠降低或完全避免不合格連接的風險，或由震動或車輛運行期間其他負面影響造成的接合非故意斷開的風險。壓接點原則上是損壞點，因為當不斷受橫向力衝擊時它們特別易於損壞。這不僅導致質量問題，而且如果絕緣損壞，會帶來短路危險。優選地可通過設置無接合的金屬絲/金屬絲束來避免。加熱元件的金屬絲/金屬絲束和管連接器或介質管的結合可用如下簡單的方法實現:介質管初始配置至少一個管連接器，並且隨後加熱元件的金屬絲/金屬絲束沿著介質管和至少一個管連接器布置在其外部上並固定在其上適當的位置。當僅設置一個加熱元件時，金屬絲/金屬絲束可對摺布置，即，可形成尤其是固定在管連接器上的環。金屬絲/金屬絲束的端部隨後接入用於連接電流源和電壓源的饋入連接器內。如果設置兩股金屬絲/金屬絲束，金屬絲/金屬絲束可與至少一個管連接器、介質管的過渡區平行並沿管連接器和過渡區延伸。
優選地，金屬絲/金屬絲束為一體元件，或連接形成連續部件，或通過設備彼此連接。特別地，當使用兩個連接部件時可設置兩股相同的金屬絲/金屬絲束。如果金屬絲/金屬絲束在與介質管連接之前連接形成連續部，加熱元件的金屬絲/金屬絲束和介質管結合的耗費可保持最小。因此能夠設置連續的一體的金屬絲/金屬絲束，或兩股金屬絲/金屬絲束連接形成連續部件，其中如果選擇兩股相同的金屬絲/金屬絲束，它們的熱量輸出相等，因而不必採取其他措施來調節。同樣兩股金屬絲/金屬絲束能夠彼此平行延伸，這兩股金屬絲/金屬絲束僅通過一個設備比如可為綑紮元件連接，以允許金屬絲/金屬絲束固定在管連接器的外部上。原則上，在兩股金屬絲/金屬絲束之間能夠不設置連接元件。可在金屬絲/金屬絲束的端部設置至少一個分支點或連接點用於連接與電源連接的連接器。由於設置一體的金屬絲/金屬絲束或連接形成一體的金屬絲/金屬絲束，這種冷導體/電連接件連接部，即，這種用於連接與電源(電流源或電壓源)連接的冷導體/電連接件的分支或連接點，因此設置在金屬絲/金屬絲束的端部上，以便在至少一股金屬絲/金屬絲束的兩個端部不是設置大量的連接點或壓接點，而是可僅設置兩個這種點。對於具有兩股初始分離的相同金屬絲/金屬絲束的加熱元件，金屬絲/金屬絲束可在一端如前所述彼此連接，並且連續的加熱元件的連接點(接合)可固定在至少一個管連接器內，以便在金屬絲/金屬絲束的另一端冷導體/電連接件可再次與電源連接。優選地金屬絲/金屬絲束圍繞管以相對管最短的路徑延伸接近管，優選以大約20mm至150mm的螺距，尤其是以40mm至60mm或80mm的螺距。它們以蜿蜓和/或弦形波形式延伸，和/或優選以螺旋形式延伸。原則上金屬絲/金屬絲束沿著介質管與介質管平行地延伸，能夠實現充分的熱量輸入，同時相對於金屬絲/金屬絲束的長度材料利用效率高。然而，在彎曲成形和連接金屬絲/金屬絲束和介質管時，更優選圍繞介質管以一定螺距纏繞金屬絲/金屬絲束。較大的螺距通常允許產生充分的熱量，在技術方面螺距可達到150mm。無限螺距，即，與管道平行地延伸金屬絲/金屬絲束，產生充分熱量，但是在技術上有問題。螺距超過150mm會出現問題，當介質管彎曲時，金屬絲/金屬絲束不能隨介質管彎曲，而會脫離介質管。最理想的螺距要考慮技術上和經濟上平衡，比如40mm至80mm範圍內的螺距，尤其是對於金屬絲/金屬絲束長度可設置的加熱元件，並在圍繞管狀介質管時，技術是可行的。沿著介質管的金屬絲/金屬絲束的部分段可在介質管的相對側上大致彼此平行地圍繞介質管纏繞，和/或沿著介質管以很大的螺距，尤其是20mm至150mm,例如40mm至80mm的螺距延伸，和/或以蜿蜒方式和/或螺旋方式延伸。能夠良好地向介質管內輸入熱量，兩股金屬絲/金屬絲束也能夠平行延伸。為了在管連接器和介質管以及介質管和管連接器之間的過渡區的區域內產生一致的熱量輸入，可設置變螺距來進行纏繞。相對較大的達到150mm的螺距可沿介質管設置，然而在介質管的過渡區以及沿介質管時，較小的螺距更合理，以便在加熱介質管的整個長度內熱量輸入大致保持恆定或在特別需要高熱量輸入的點增大熱量輸入。特別地，在管連接器區域內材料的厚度比沿管狀介質管的縱向延伸的材料的厚度大，因而優選設置較小螺距來纏繞管連接器，並根據需要纏繞介質管的過渡區。在介質管區域內，金屬絲/金屬絲束的螺距與材料投入相比影響大，因為介質管可具有比如4.5m的長度，然而在管連接器區域內影響則較小，因為僅有較小的尺寸需要纏繞。關於熱量輸入，其為介質管每米15瓦，管連接器每米1.5瓦。與沿著介質管高達120mm的較大的螺距相反，沿管連接器可設置比如3mm的螺距。當在管連接器區域內設置較小螺距時，可圍繞介質管設置螺旋形和/或蜿蜒纏繞或弦形纏繞。同樣在管連接器、過渡區和介質管上能夠以蜿蜒、螺旋形或弦形的混合形式纏繞。根據需要，加熱元件的金屬絲/金屬絲束厚度或其直徑或加熱元件的芯厚，尤其是絕緣金屬芯的厚度，可小於0.2mm,尤其是0.12mm、0.14mm、0.18mm,具有±0.4mm的公差。當然也可以是中間值，比如0.10mm、0.1lmm或小於0.12mm厚度的金屬絲/金屬絲束。介質管可具有比如2mm至4mm的內徑,尤其是2mm至3mm的內徑。設置內徑在這個範圍內非常經濟。管狀介質管的壁厚可在比如0.5mm至Imm之間，尤其是0.7mm。管狀介質管的外部和環繞介質管和其上纏繞的金屬絲/金屬絲束的波紋管的內部之間的氣隙可大約0.1mm至0.4mm,尤其是0.1mm至0.2mm或0.2mm至0.4mm。這種氣隙可確保良好的隔熱。加熱元件的金屬絲/金屬絲束在管狀介質管的外部上的固定可通過膠帶或紡織帶實現。也可採用其他固定方法，但是用膠帶、紡織膠帶或紡織帶纏繞，成本較低並且固定的可靠性良好。作為介質管保護設備的波紋管可為閉合波紋管，在組裝具有一個管連接器的介質管時，可從介質管的開口端開始，沿著介質管和介質管的過渡區被推至介質管上，並固定在該位置。當介質管具有兩個管連接器時，優選設置具有縱向切口的波紋管，這在連接包括端側管連接器的預裝配介質管的組件和加熱元件的金屬絲/金屬絲束組件之後，並且其在介質管、過渡區和管連接器外部上的固定圍繞介質管和從外部的兩個過渡區布置。然而設置沿徑向閉合波紋管成本更低。對於可加熱介質管的組裝，優選金屬絲/金屬絲束固定在一個管連接器上並且延伸或連接它們的兩段或者金屬絲/金屬絲束沿管連接器、過渡區和介質管在其外部連續。同樣金屬絲/金屬絲束固定在兩個管連接器上，並在纏繞管連接器和介質管的過渡區後能夠纏繞介質管。這裡可以設置公差補償，因為纏繞的數量是變化的或者螺距是變化的，尤其是當從一端到另一端纏繞介質管時。同樣公差補償可通過改變螺距自動產生。布置金屬絲/金屬絲束比如通過在相對的保持器上布置兩個管連接器並且設置沿介質管作用金屬絲/金屬絲束的初始張力，大致在中心沿縱向延伸作用使張應力作用金屬絲/金屬絲束，尤其是在用於圍繞介質管纏繞金屬絲/金屬絲束的轉動運動期間。用這種方法金屬絲/金屬絲束可圍繞介質管纏繞，由於使用初始張力，因而能夠實現沿介質管期望的定位和單獨的纏繞螺距，並且公差補償自動產生。優選地至少一個設備用於管和/或管連接器和/或介質管和管連接器之間的過渡區的保護和/或絕緣，尤其是用於包裹介質管的波紋管和用於包裹一個或多個管連接器和到介質管的過渡區的保護蓋。這種保護蓋不僅圍繞管連接器和到介質管的過渡區，而且圍繞包裹它們的波紋管的一部分，以便在管狀介質管和管連接器之間設置裝配部件用於形成完整的可加熱介質管，其中可加熱介質管用於使其與電源連接的分支點可通過用保護蓋包裹避免損壞來保護。特別地當設置兩股金屬絲/金屬絲束時加熱元件在端部具有插頭，插頭通過冷導體/電連接件與加熱元件的金屬絲/金屬絲束連接，即，當加熱元件的兩股金屬絲/金屬絲束平行連接時，至少一個綑紮元件可插入兩股金屬絲/金屬絲束之間用於在物理上連接兩股金屬絲/金屬絲束。這種綑紮元件可鉤入管連接器上相應的接收設備內並且這可用於使加熱元件固定在管連接器上。同樣能夠設置對摺並連續的金屬絲/金屬絲束的加熱元件，在加熱元件的端部連接器直接布置用於連接電源，因此完全不用在加熱元件的金屬絲/金屬絲束和用於連接電源的冷導體和電連接件之間設置連接點或壓接點。這種加熱元件或這種連續的對摺的金屬絲/金屬絲束可在其環區域內再次固定或連接在設置在改點的接收設備上，並且可隨後圍繞管連接器、到介質管的過渡區和介質管纏繞，優選地加熱元件可安裝在介質管和/或管連接器上，尤其可安裝金屬絲/金屬絲束、用於在介質管上緊固金屬絲/金屬絲束的緊固元件和/或用於介質管和/或介質管和管連接器之間的過渡區的保護和/或絕緣的保護設備。適應性安裝指金屬絲/金屬絲束適應於各種應用的要求。因此管道可有各種變型。因此加熱元件不會使用與現有技術介質管一樣的布置方式和數量。相反，由於圍繞在其裝配後用於傳導介質的組件，金屬絲/金屬絲束可精確布置在需要向介質管和管連接器輸入熱量的點上。與集成在管線壁內的金屬絲/金屬絲束相比，介質管可設置適合的變化的纏繞，尤其是以期望的螺距。按現有技術的要求金屬絲/金屬絲束嵌入管線內是製造管線的壓鑄工藝的一部分，並且因此引入變型是更複雜的。並且，適應性安裝提供了製造/設置具有較小壁厚的管線的可能性，因此與導致相對增加材料需求的將金屬絲/金屬絲束嵌入介質管的管壁內相比減少材料需求。因此根據本發明，提供纏繞工藝，其中安裝在端部的包括介質管和至少一個管連接器的組件，和包括加熱元件的組件彼此分別配置，並且此後僅整合兩個組件來形成一件產品，即可加熱介質管。另外的接著的組件代表絕緣或保護設備，即，尤其是通過波紋管和保護蓋的包裹。通過這種組件，組件系統，即，產生組件構造的可加熱介質管，這使得製造大量不同實施方式的可加熱介質管成本更低，並且可加熱介質管可用較短時間裝配。


為了進一步說明本發明的實施方式，下面參照附圖進行詳細說明，其中圖1示出根據本發明第一實施方式的可加熱介質管；圖2示出具有兩個管連接器的介質管的側面；圖3示出根據本發明第一實施方式的加熱元件，其為具有冷導體/電連接件連接部和用於連接電源的插頭連接器單股對摺的金屬絲/金屬絲束形式；圖4示出根據圖3的加熱元件的電路框圖；圖5示出根據本發明第二實施方式具有兩個彼此連接的金屬絲/金屬絲束的加熱元件的俯視圖；圖6示出根據本發明的第三實施方式的加熱元件的俯視圖，該加熱元件具有兩個在它們的端部分別設置有冷導體/電連接件和插頭連接器的金屬絲/金屬絲束；圖7示出根據本發明的另一實施方式的加熱元件的俯視圖，該加熱元件為單股對摺環形，並在％5部直接連接有插頭連接器；圖8示出根據本發明另一實施方式裝配完成具有保護蓋的可加熱介質管的俯視圖9示出圖8所示彎管連接器的詳細視圖；圖10示出具有加熱元件和打開的保護蓋的直管連接器的變型的俯視圖；圖1la示出根據本發明具有平行布置並沿相同方向延伸的金屬絲/金屬絲束的介質管的俯視圖；圖1lb示出具有圖1la所示的金屬絲/金屬絲束的介質管的橫截面圖；圖12示出根據本發明的加熱元件的金屬絲/金屬絲束圍繞其盤繞的介質管的詳細視圖；圖13示出根據本發明具有沿介質管平行延伸的加熱元件的金屬絲束的可加熱介質管的橫截面圖；圖14為用於說明最佳螺距的圖，其為導熱體的長度隨螺距和管長度的變化曲線；圖15示出根據本發明圍繞介質管纏繞的加熱元件金屬絲/金屬絲束的詳細視圖，其中金屬絲/金屬絲束通過介質管外部上的膠帶或紡織帶固定；以及圖16示出根據本發明的可加熱介質管的俯視圖，該可加熱介質管布置在用於圍繞介質管纏繞加熱元件的金屬絲/金屬絲束的纏繞機器中。附圖標記I可加熱介質管2加熱元件10管狀介質管11管連接器12過渡區13保護蓋14波紋管15中心樞軸16膠帶、紡織膠帶或紡織帶17 氣隙18纏繞槽19 肋20金屬絲/金屬絲束21 環22部分段23部分段24 連接25 連接26冷導體/電連接件27插頭連接器28金屬絲/金屬絲束29連接點或接合30 端部31 端部
32 連接33 連接34插頭連接器35綑紮元件40第一保持器41第二保持器42 彈簧43 彈簧44 箭頭110管連接器120過渡區130保護蓋170 氣隙230保持元件Rl加熱元件阻抗S 螺距Ih加熱元件長度Ie介質管長度s介質管壁厚CliIO 的內徑Cl1金屬絲/金屬絲束的直徑s 壁厚Ls氣隙大小F 張力
具體實施例方式圖1示出可加熱介質管I的一段，其包括管狀介質管10、具有過渡區12的管連接器11，其中管連接器和介質管10彼此連接，保護蓋13通常由兩部分構成，S卩，兩個半殼，保護性包裹管連接器11和過渡區12以及管狀介質管10的一段以及圍繞介質管10的波紋管14。在保護蓋13端部附著有保持元件230，用於通過特別是插頭使管連接器與另一管線、其他結構等連接。加熱元件2的金屬絲/金屬絲束20沿著管連接器11和管狀介質管10延伸。金屬絲/金屬絲束對摺布置以便環21固定在比如管連接器11的外部上的中心樞軸15上。因此金屬絲/金屬絲束由兩段22、23組成，這兩段彼此平行並且在過渡區12內在介質管10的兩個相對側上彼此分開延伸。然而，這種平行布置不是優選的，因為當介質管彎曲時，金屬絲/金屬絲束不能保持在其位置，易於脫離介質管表面。為了使兩部分金屬絲/金屬絲束22、23固定在它們的位置，圍繞安裝有金屬絲/金屬絲束20的介質管10的外部纏繞膠帶或紡織膠帶或紡織帶16。圖1僅示出這個的一部分。原則上，僅能夠在狹窄區域提供這種固定，即，不是橫跨介質管的整個縱向延伸，而是僅在間隔點上。進一步地，能夠橫跨介質管10的整個縱向延伸纏繞膠帶、紡織膠帶或紡織帶16或另一種固定設備。根據要求，膠帶或紡織膠帶或紡織帶16可沿著金屬絲/金屬絲束或可布置在整個區域上，重疊在金屬絲/金屬絲束和介質管上，下文參考圖15詳細描述。如前所述布置波紋管14用於安裝有加熱元件的金屬絲/金屬絲束20的介質管10的外部保護和絕緣。由於設置波紋管，因而能夠形成氣隙或提供氣腔室來絕緣介質管。這種氣隙也布置在管連接器之間或到介質管的過渡區和如圖1所示包裹介質管的保護蓋13之間。如圖8-10所示，具有兩段22、23的金屬絲/金屬絲束20可在一個或多個管連接器11、110外部上的纏繞槽18內延伸。纏繞槽通過管連接器外部上的突出的肋19限定或成形。這允許管連接器外部上的金屬絲/金屬絲束精確定位，因此允許省略沿著介質管設置的膠帶或紡織帶的固定。當然，如果沒有設置這種纏繞槽，金屬絲/金屬絲束或加熱元件2的金屬絲/金屬絲束也可在膠帶或紡織帶或其他固定設備的幫助下的固定在管連接器11、110的區域內。圖2和圖3示出隨後組合併裝配來形成完整的根據圖1的可加熱介質管的預裝配組件。圖2所示組件是引導流體或介質的組件，其包括管狀介質管10和分別具有過渡區12和120的兩個管連接器11和110。圖3所示的組件為加熱元件2，根據圖3其包括設置在端部並且與具有插頭連接器27的冷導體/電插接件26連接的連接部24、25的對摺的金屬絲/金屬絲束20。因而配置包括兩個連接器和一個介質管的第一組件，第二組件設置用於加熱並且包括連接有用於連接電源的冷導體/電連接件的加熱元件。這兩個組件隨後彼此「結合」，即，加熱元件組件圍繞管連接器、過渡區和介質管的外部延伸或纏繞。因此製造工序減少，不再需要定長切割已經裝配有加熱元件的金屬絲/金屬絲束圍繞其纏繞的介質管，因而導致裝配工作減少並且成本降低，根據本發明的兩個預裝配組件的裝配帶來較少浪費。在第一組件和第二組件結合之後，接著加熱元件至少部分地固定在第一組件的外部上，沿其縱軸的波紋管和後文所謂的狹縫波紋管沿徑向安裝在介質管10和過渡區12，120和管連接器11，110的外部，並且波紋管14的部分被保護蓋13，130包裹。保護蓋通常為泡沫狀以進一步隔離內部氣隙17，170 (見圖8-10)。介質管10可不必配置兩個管連接器11，110，而僅配置一個管連接器作為第一組件。這種第一組件如上所述地與可能附加有冷導體/電連接件和插頭連接器的加熱元件的第二組件組合併連接。因此裝配波紋管與上述過程相比容易，因為這可從介質管10的自由端開始沿軸向推動進行。隨後第二管連接器裝配在介質管10的自由端，在兩個管連接器上增加內部腔體可能充滿泡沫的保護蓋。裝配完成的可加熱介質管I可彎曲成形以適應安裝位置。為此介質管10和波紋管14包括可彎曲材料。圖4示出根據圖3的加熱元件的電路框圖，其中可看到相對於通常的五個連接點，僅需要兩個連接點24，25或者壓接點來連接加熱元件和冷導體/電連接件26。另外，加熱元件僅代表一個單一電阻&，因此與通常的至少四個金屬絲/金屬絲束的布置或加熱元件部分在電路框圖中每個代表一個單獨的電阻相比，使得實現電連接和卷纜更簡單和成本更低。上述同樣應用在根據圖5的加熱元件2的實施方式上，其中，加熱元件由兩個等長的金屬絲/金屬絲束20，28組成。這兩個金屬絲/金屬絲束在由連接點29表示的一端彼此連接。再次形成在兩端通過連接部24，25與兩個依次與插頭連接器27連接的冷導體/電連接件26連接的環形加熱元件，以與加熱元件2的電流源或電壓源連接。這種加熱元件在連續纏繞工藝中安裝在介質管上，然而優選在非連續工藝中進行以避免切斷。在連續纏繞工藝中，金屬絲/金屬絲束一致地從介質管的一端纏繞到另一端上，然而，在非連續纏繞工藝中，如下文參考圖16所述，纏繞同時從兩端向中心進行。根據圖6的加熱元件的實施方式，加熱元件也包括兩股金屬絲/金屬絲束20，28。然而，這兩股不是通過單連接點29彼此連接，而是在一端的區域內再次通過連接部24，25與冷導體/電連接件26連接。在它們的相對端30，31，它們設置有連接部32，33用於與冷導體/電連接件26連接。這兩個冷導體/電連接件26同樣與插頭連接器34連接以與加熱元件的電源連接。如圖5所示，圖6的實施方式可類似地提供連續纏繞，然而其中引起切斷，或者提供非連續纏繞，其中不引起切斷，並且因此在金屬絲/金屬絲束的端部不必調整長度。為了在管連接器11或110內連接兩股金屬絲/金屬絲束20，28，設置綑紮元件35。如圖6所示其與金屬絲束20和金屬絲束28均連接。由於綑紮元件35為馬鐙形狀，因而其能夠安裝在管連接器11的中心樞軸15，例如，即，在中心樞軸15上環繞綑紮元件。在連接有冷導體/電連接件26的金屬絲/金屬絲束20，28的綑紮元件的外側延伸的端部30，31，與兩股金屬絲/金屬絲束20，28的相對端同樣的方式，作為分支線從可加熱介質管延伸離開。這在圖10中具體示出。冷導體/電連接件26的連接部32在此作為保護蓋13內的壓接點示出。冷導體/電連接件26在波紋管14的外部從保護蓋13延伸離開。圖8和9示出相應的解決方案。冷導體/電連接件固定在相對管連接器期望的位置，尤其是相對加熱元件期望的位置，因此基本上能阻止加熱元件，比如在卡車運行中發生震動時，與冷導體/電連接件的非自然分離。根據圖7的加熱元件2的實施方式，其連接為具有插頭連接器27的單股金屬絲/金屬絲束20，通過插頭連接器27能夠實現與電流源或電壓源的連接。連接也可為直接與管連接器或保護蓋集成。在這種情形下無需再單獨設置插頭連接器27。圖1la和Ilb示出具有金屬絲/金屬絲束20的兩段22，23的管狀介質管10，該兩段在介質管的相對側平行布置。這雖然帶來高效的材料投入，且對於提供足夠的熱量用於加熱介質管內流動的介質，原則上熱量輸入也是充足的，但是不能任意地彎曲介質管是，由於金屬絲/金屬絲束20的兩段22，23會發生移動，即，不能保持在期望位置。這對於沿著介質管的無限螺距的金屬絲/金屬絲束特別明顯，並且即使對於300mm的螺距，金屬絲/金屬絲束在介質管的外部不可控地滑落，並且當介質管彎曲時，自身形成可能與介質管的彎曲不相當的任意半徑。因此優選較小的螺距，尤其是20mm至150mm的螺距S。在圖12中示出以這種較小的螺距S用金屬絲/金屬絲束20圍繞介質管10。圖12示出金屬絲/金屬絲束在介質管上如何布置的兩種變型，即，纏繞和以波線形式布置，其中顯示金屬絲/金屬絲束的纏繞螺距S有兩種變型。如圖14中的圖表所示，螺距S，在圖中用mm表示，可根據圖14圖表中以Ih表示的加熱元件的長度和介質管的長度Ik的變化，其中介質管的長度沿箭頭方向增加。根據圖14中的圖表，20mm和150mm之間的螺距在經濟上和技術上是可行的，40mm和60mm之間的螺距是最好的範圍。這對具有一股金屬絲/金屬絲束的加熱元件和具有兩股彼此平行的金屬絲/金屬絲束的加熱元件均適用，其中在加熱元件的端部布置的冷導體/電連接件或支線(feeders)可為零個導體至四個導體。圖13再次示出管狀介質管10區域內的裝配完成的可加熱介質管I的橫截面圖，其中加熱元件2的金屬絲/金屬絲束20的兩段22，23布置在管狀介質管10的相對側的點上。通過膠帶、紡織膠帶或紡織帶16固定同樣示出，其被波紋管14包圍。管狀介質管10的內徑例如在2mm和4mm之間，尤其是在2mm至3mm之間。管狀介質管10的壁厚可在0.5mm至Imm,尤其是0.7mm。金屬絲/金屬絲束20的直徑(I1為0.12mm至0.18mm,尤其是0.14mm。介質管10的外部和波紋管14的內部之間剩下的氣隙17的總量Ls可在0.1mm和0.4mm之間，尤其是0.2_，其中由於設置有波紋管，較大的氣隙設置在波峰而不是波谷。如圖8至圖10所示，設置的管連接器可根據剩餘的連接在車輛中如何放置為直線形和/或而成一定角度。裝配完成的可加熱介質管也可隨意彎曲，並適應車輛內或管狀介質管待安裝的地方內的安裝空間的局部情況。因此對於沿管狀介質管10金屬絲/金屬絲束20，28需要選擇合適的螺距以便當彎曲介質管成形時金屬絲/金屬絲束保持位置，其中螺距可由於長度補償在整個介質管變化，因此確保介質管內的介質獲得最優加熱。可加熱介質管的彎曲通常在熱量影響下進行以確保持久變形。彎曲成形比如使用過熱蒸汽進行或在烤爐內進行。加熱元件在管狀介質管10的外部上的固定通過膠帶或紡織帶16實現。如圖15所示沿金屬絲/金屬絲束20或28通過延伸膠帶、紡織膠帶或紡織帶16實施黏接或固定非常經濟。這不僅確保金屬絲/金屬絲束在介質管上的良好固定而且確保膠帶、紡織膠帶或紡織帶16相對低的消耗。可選地，例如使用窄膠帶、紡織膠帶或紡織帶，能夠提供沿徑向包裹的金屬絲束和管狀介質管10，其中為了能提供足夠的拉應力在包裹時優選沿徑向搭接。在圖16示出用於在管狀介質管10的周圍纏繞金屬絲/金屬絲束20，28的纏繞機器的部分。在該布置中介質管10在兩端配備有彎管連接器110和直管連接器11。兩個管連接器布置在未詳細示出其他方面的纏繞機器的第一保持器和第二保持器40、41上，纏繞機器允許旋轉介質管10的配置組件和管連接器11、110轉動。這通過圖16中的相應箭頭示出。在介質管10的大致中心區域沿其縱向延伸的兩股金屬絲/金屬絲束20、28被沿遠離介質管方向的張力F作用。張力F是通過咬合在兩股金屬絲/金屬絲束20，28上的彈簧42和43產生的。由於旋轉運動和初始張力的結合，在介質管10的外部上在拉應力下能夠纏繞金屬絲/金屬絲束。為了確保在纏繞時不產生重疊，對於兩股金屬絲/金屬絲束20，28的縱向延伸和高度延伸而言，在圖16中表示為長度I1和I2以及高度Ii1和匕均設置為相等。長度I1和I2分別從介質管10的端部至張力F作用兩股金屬絲/金屬絲束的位置處測量，高度h和h2分別在張力F作用金屬絲/金屬絲束20、28的位置處相對介質管10的外部測量。在纏繞時在介質管10的整個長度方向上螺距可具有微小變化，其中由於設置有公差範圍，螺距僅可位於公差範圍內。然而，在從介質管的一端到另一端連續纏繞時能夠有意地變化螺距或在向中心纏繞(不連續纏繞)時能夠保持任意變化的螺距。根據特別需要高熱量輸入的點，為了期望的較大得到熱量輸入可設置部分可變螺距或較小螺距。纏繞數量高於可加熱介質管的剩餘區域。通過提供圖16所示的纏繞機器沿介質管的金屬絲/金屬絲束的定位特別精確。除了提到的和圖示的可加熱介質管的變型，可形成許多其他變型，其中分別設置至少一個管連接器和具有一些，尤其是一股或兩股金屬絲/金屬絲束的加熱元件，加熱元件沿管連接器和介質管延伸，並且金屬絲/金屬絲束在介質管和管連接器之間的過渡區沒有任何接合併沿管連接器和介質管在各自外部連續延伸。在製造這種可加熱介質管期間配置用於流過介質並包裹介質管和至少一個管連接器的第一組件，並隨後與包括具有一股或兩股金屬絲/金屬絲束的加熱元件的第二組件接合併連接，其中加熱元件布置在第一組件的外部上並固定在其上。
權利要求
1.一種可加熱介質管(1)，其具有至少一個管連接器(11、110)和加熱元件(2)，其中所述加熱元件(2)包含金屬絲/金屬絲束(20、28)，尤其是一股或兩股金屬絲/金屬絲束，其特徵在於， 所述金屬絲/金屬絲束(20、28)沿所述介質管(10)和所述至少一個管連接器(11、110)連續延伸。
2.根據權利要求1所述的可加熱介質管(I)，其特徵在於， 所述金屬絲/金屬絲束(20、28)在介質管(10)和管連接器(11、110)之間的過渡區域(12、120)沒有任何接合，並沿著所述管連接器(11、110)和所述介質管(10)在其各自的外側連續延伸。
3.根據權利要求1或2所述的可加熱介質管(I)，其特徵在於，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)為一體部件，或通過設備(35)連接形成一連續部件，尤其是當設置兩個連接部時設置兩股相同的金屬絲/金屬絲束。
4.根據權利要求1、2或3所述的可加熱介質管(1)，其特徵在於，在所述金屬絲的端部設置至少一個分支或連接點(2、25、32、33)用於連接與電源連接的連接器(27)。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的可加熱介質管(1)，其特徵在於，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)在所述介質管(10)周圍以蜿蜒或弦形波或螺旋形式以20mm至150mm的螺距(S)延伸靠近所述管，尤其在所述介質管(10)附近以40mm至80mm的螺距(S)延伸。
6.根據權利要 求5所述的可加熱介質管(I)，其特徵在於，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)延伸為兩股，尤其是相等的、沿所述介質管(10)在其相對側上大致平行延伸的金屬絲/金屬絲束部(22、23)。
7.根據以上任一權利要求所述的可加熱介質管(10)，其特徵在於，所述加熱元件(2)的金屬絲或金屬絲束(20、28)，在管連接器(11、110)和介質管(10)以及介質管(10)和管連接器(11、110)之間的過渡區(12、120)的區域內，以變化的螺距(S)圍繞介質管、管連接器和過渡區纏繞以產生均勻的熱量輸入。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的可加熱介質管(1)，其特徵在於，所述加熱元件(2)的金屬絲/金屬絲束厚度((I1)小於0.2mm,尤其是0.12mm、0.14mm、0.18mm,具有+/-0.4mm的公差。
9.根據權利要求1-7中任意一項所述的可加熱介質管(I)，其特徵在於，所述加熱元件(2)安裝在所述介質管(10)和/或管連接器(11、110)的頂部，尤其是所述金屬絲/金屬絲束(20、28)、用於在所述介質管(10)上緊固所述金屬絲/金屬絲束的緊固元件(16)和/或用於絕緣和/或保護所述介質管(10)和/或所述管連接器(11、110)和/或所述介質管(10)和管連接器(11、110)之間的過渡區(12、120)的絕緣和/或保護設備(13、130)被安裝。
10.根據以上任一權利要求所述的，或根據權利要求1的前序所述的可加熱介質管(10)，其特徵在於，所述可加熱介質管(10)為模塊結構。
11.一種製造可加熱介質管(10)的方法，所述可加熱介質管(10)包括介質管(10)、至少一個管連接器(11、110)、介質管(10)和管連接器(11、110)之間的過渡區(12、120)和至少一個加熱元件(2)，其中所述加熱元件(2)包括金屬絲/金屬絲束(20、28)，尤其是一股或兩股金屬絲/金屬絲束，其特徵在於，所述介質管(10)包括至少一個管連接器(11、110)，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)為對摺、一體元件或兩部元件，或連接形成連續部的元件，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)布置並固定在管連接器(11、110)、過渡區(12、120)和介質管(10)的外側，並且所述金屬絲/金屬絲束的端部導入用於連接電流源或電壓源的饋入連接器(24、25、27、32、33)。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)固定在所述管連接器(11、110)上，並且它們的部分段(22、23)或金屬絲/金屬絲束(20、28)沿著所述管連接器(11、110)、過渡區(12、120)和介質管(10)在其各自的外側連續延伸或纏繞。
13.根據權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)的部分段(22、23 )被纏繞於所述介質管(10 )，所述部分段(22、23 )沿著所述介質管(10 )在所述介質管(10)的兩個相對側上大致彼此平行，和/或以較大螺距，尤其是20mm至150mm，和/或以蜿蜒和/或螺旋形式纏繞，尤其是纏繞從所述介質管(10)的中心點以初始張力開始。
14.根據權利要求11、12或13所述的方法，其特徵在於，所述金屬絲/金屬絲束(20、28)以較小螺距(S)布置在管連接器(11、110)的區域內，尤其是小於80mm的螺距，尤其是它們在管連接器(11、110 )周圍以螺旋和/或蜿蜒形式或弦形方式圍繞管連接器(11、110 )纏繞。
15.根據權利要求11-14中任一項所述的方法，其特徵在於，圍繞介質管(10)和/或管連接器(11、110)和/或介質管(10)和管連接器(11、110)之間的過渡區(12、120)布置至少一個設備(13、130)，用於介質管(10)和/或管連接器(11、110)和/或介質管(10)和管連接器(11、110)之間的過渡區(12、120)的保護和/或絕緣，尤其是布置用於包裹所述介質管(10)的波管管(14)和用於包裹一個或多個管連接器(11、110)和所述介質管(10)的過渡區(12、120)的保護蓋(13、130)以圍繞所述一個或多個管連接器(11、110)和所述介質管(10)的過渡區(12、120)。
全文摘要
本發明涉及一種可加熱介質管(1)，其具有至少一個管連接器(11、110)和加熱元件(2)，其中加熱元件(2)具有一些金屬絲(20、28)，尤其是一股或兩股金屬絲，其中所述金屬絲(20、28)沿介質管(10)和至少一個管連接器(11、110)連續延伸。一種製造可加熱介質管(1)的方法，所述可加熱介質管(1)包括介質管(10)、管連接器(11、110)、過渡區(12、120)和至少一個加熱元件(2)，其中加熱元件(2)具有一些金屬絲(20、28)，尤其是一股或兩股金屬絲，介質管(10)配置至少一個管連接器(11、110)，加熱元件(2)的金屬絲(20、28)預裝配為對摺、一體或兩部元件或作為連接形成連續部件的元件，金屬絲(20、28)緊固在管連接器(11、110)、過渡區(12、120)和介質管(10)的外部上，金屬絲的端部導入用於連接電流源或電壓源的饋入連接器(24、25、27、32、33)。
文檔編號F16L53/00GK103180653SQ201180046032
公開日2013年6月26日 申請日期2011年6月24日 優先權日2010年7月23日
發明者奧特弗裡德·施瓦茨科普夫, 曼弗雷德·伯格, 約瑟夫·勃蘭特, 託拜厄斯·埃特沙伊德, 馬克·海倫布羅克, 馬可·伊森伯格, 克裡斯託夫·舍恩博格, 馬庫斯·耶順內克 申請人:福士汽車配套部件責任有限公司