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Die
Erfindung betrifft eine beheizbare Fluidleitung mit einem Rohr,
mindestens einem Heizwiderstand und mindestens zwei elektrischen
Zuleitungen für
den Heizwiderstand, die parallel zum Rohr angeordnet sind, wobei
der Heizwiderstand quer zur Längserstreckung
zwischen zwei elektrischen Zuleitungen angeordnet ist.
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Eine
derartige Fluidleitung ist aus
DE 37 30 580 C1 bekannt. Der Heizwiderstand
ist als stromleitende Schicht ausgebildet, die aus einem Polymer-Grundmaterial
besteht, das zur Erzielung der Leitfähigkeit Ruß oder Graphit enthält. Die
Elektroden können
entweder aus Kupferlitze oder aus einem leitfähigen Kunststoff bestehen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand einer beheizbaren Fluidleitung
beschrieben, die im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt wird. Hier besteht das
Problem, daß bestimmte
Hilfs- und Betriebsstoffe bei niedrigen Temperaturen einfrieren
oder sich in ihrer Viskosität
so weit ändern,
daß sie
nicht mehr in normaler Weise gebraucht werden können. So frieren beispielsweise
Harnstoffe ein, die als sogenanntes "add blue" zur Abgasnachbehandlung dieselbetriebener
Fahrzeuge in die Abgasleitung eingespritzt werden, um giftige Nox-Bestandteile zu normalen Bestandteilen
der Luft, d.h. Stickstoff, Wasser und Kohlendioxid, zu reduzieren.
Diesel-Kraftstoff flockt bei zu niedrigen Temperaturen aus. Wasser,
beispielsweise Scheibenwaschwasser, friert ein. Bremsflüssigkeit
erhöht
mit sinkender Temperatur seine Viskosität, so daß Bremsen langsamer ansprechen.
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Man
hat daher in
DE 103
44 137 A1 vorgeschlagen, das Rohr mit einem Heizdraht,
der als Heizwiderstand ausgebildet ist, zu umwickeln. Der wendelförmig geführte Heizdraht
wird mit elektrischen Zuleitungen versehen. Eine derartige Ausbildung
hat sich zwar bewährt.
Die Fertigung ist aber aufwendig, weil man für jede Rohrlänge zunächst die benötigte Heizleistung
ermitteln und den Heizdraht dann daraufhin auslegen muß.
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Eine ähnliche
Ausgestaltung ist aus
DE
10 2004 001 887 A1 bekannt. Hier ist das Rohr mit einer geflochtenen
Hülle versehen,
in die der Heizleiter eingeflochten ist. Der Heizleiter kann ebenfalls
wendelförmig
um das Rohr herum geführt
werden. Man kann aber auch zwei Heizleiter parallel zum Rohr führen.
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DE 39 00 821 C1 beschreibt
eine fluidführende
Schlauchleitung für
ein Kraftfahrzeug, die im Wege der Koextrusion aus mehreren Kunststoffschichten
aus thermo plastischem Kunststoff aufgebaut ist. Sie besteht aus
einer inneren fluidführenden Schicht,
einer äußeren Mechanikschicht
und einer zwischen diesen beiden Schichten angeordneten Heizschicht.
Diese Heizschicht besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff,
der durch einen leitenden Füller
ausreichend elektrisch leitfähig
eingestellt ist. In diese Schicht sind zwei metallische Leiter eingebettet,
um elektrische Energie zuzuführen.
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DE 20 2005 004 602
U1 zeigt eine beheizte Flüssigkeitsleitung mit einem ähnlichen
Aufbau. Die elektrisch leitfähige
Schicht ist aus einem elektrischen leitfähigen Polymer mit positiver
Temperaturcharakteristik des elektrischen Widerstands und darin
eingebetteten elektrischen Leitungen gebildet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer beheizbaren Fluidleitung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst,
daß eine
Schelle vorgesehen ist, die mindestens eine Schneide aufweist, die
eine elektrische Zuleitung kontaktiert.
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Bei
einer derartigen Fluidleitung wird der elektrisch Strom, der zur
Erzeugung von Wärme
verwendet wird, praktisch verlustfrei zu jeder Position an der Länge des
Rohres geführt
beziehungsweise von dort abgeführt.
Die elektrischen Verluste in den elektrischen Zuleitungen sind hierbei
vernachlässigbar. Der
Weg, den der Strom zwischen zwei elektrischen Zuleitungen zurücklegt,
verläuft
dann etwa in Umfangsrichtung oder etwa in Radialrichtung. Dementsprechend
ist mit einer Ver längerung
des Rohres automatisch eine Verringerung des Widerstandswertes des
Heizwiderstandes verbunden, so daß man nicht bei jeder neuen
Rohrlänge
eine neue Dimensionierung des Heizwiderstandes vornehmen muß. Die Heizleistung
paßt sich
vielmehr automatisch an die Rohrlänge an. Die Schneide der Schelle
dringt in das Material des Rohres von außen ein, und zwar so tief, daß sie die
elektrische Zuleitung, die ansonsten abgedeckt ist, kontaktiert. Über die
Schelle läßt sich dann
ein Anschluß der
elektrischen Zuleitung an eine Spannungsversorgung realisieren.
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Bevorzugterweise
ist der Heizwiderstand über
die Länge
des Rohres durchgehend ausgebildet. Dies vereinfacht zunächst die
Fertigung. Man kann den Heizwiderstand sozusagen kontinuierlich produzieren.
Darüber
hinaus wird die Beheizung des Rohres über seine Länge gleichmäßiger. Der Heizwiderstand erzeugt
eine über
die Länge
des Rohres gleichmäßige Heizleistung,
und zwar unabhängig von
der Länge
des Rohres.
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Auch
ist von Vorteil, wenn der Heizwiderstand über den Umfang des Rohres durchgehend ausgebildet
ist. In diesem Fall wird das Rohr über seinen gesamten Umfang
gleichmäßig beheizt.
Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn der Stromfluß in
Umfangsrichtung des Rohres verläuft.
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Vorzugsweise
ist der Heizwiderstand als Schicht der Wand des Rohres ausgebildet.
Wenn das Rohr als Einschichtrohr ausgebildet ist, dann kann man
die Wand des Rohres als Heizwiderstand verwenden. In diesem Fall
ist es zweckmäßig, diese Wand
noch von einer elektrischen Isolierung abzudecken. Bei einem Mehrschichtrohr
kann man den Heizwiderstand beispielsweise als Mittelschicht vorsehen,
so daß er
gegenüber
dem Fluid, das durch das Rohr fließt, und nach außen elektrisch
isoliert ist.
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Bevorzugterweise
ist der Heizwiderstand aus einem ersten elektrisch leitfähigen Kunststoff
gebildet. Elektrisch leitfähige
Kunststoffe stehen in großer
Zahl zur Verfügung. Über ihre
spezifische Leitfähigkeit
läßt sich
Einfluß auf
die Wärmeleistung
des Rohres nehmen. Elektrisch leitfähige Kunststoffe lassen sich
leicht zu einem Rohr verarbeiten oder bei der Herstellung des Rohres
mit einbringen.
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Bevorzugterweise
sind die elektrischen Zuleitungen aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Kunststoff
gebildet, dessen elektrische Leitfähigkeit größer als die des ersten elektrisch
leitfähigen
Kunststoffs ist. Auch die elektrischen Zuleitungen lassen sich dann
im Rahmen einer Kunststoff-Fertigung in das Rohr mit einbauen. Da
die elektrische Leitfähigkeit
größer ist
als die des ersten Kunststoffs, ist sichergestellt, daß elektrische
Verluste in den elektrischen Zuleitungen sehr klein gehalten werden
können.
Die Stromverteilung über
die Länge
des Rohres bleibt gleichmäßig.
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Vorzugsweise
liegen die elektrischen Zuleitungen einander diametral gegenüber. Damit
wird sichergestellt, daß der
Stromfluß durch
beide Umfangshälften
des Rohres gleichmäßig erfolgt.
Damit wird auch die Beheizung gleichmäßig. Die Gefahr, daß eine lokale Überhitzung
in einer Rohrhälfte
auftritt, ist vergleichsweise klein.
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Bevorzugterweise
sind die elektrischen Zuleitungen wendelförmig geführt. Auch hierbei kann man
sicherstellen, daß die
elektrischen Zuleitungen immer einen Abstand in Umfangsrichtung
von 180° zueinander
aufweisen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die elektrischen
Zuleitungen radial innerhalb und radial außerhalb des Heizwiderstandes
angeordnet sind. In diesem Fall wird der Heizwiderstand in radialer
Richtung von Strom durchflossen.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
elektrischen Zuleitungen im Querschnitt ringförmig ausgebildet sind. In diesem
Fall sind die elektrischen Zuleitungen zweckmäßigerweise als Schicht ausgebildet,
die den Heizwiderstand in Umfangsrichtung umgibt beziehungsweise
die innerhalb des Heizwiderstandes angeordnet ist. Eine derartige
Schicht läßt sich
beispielsweise durch eine elektrisch leitfähige Folie realisieren.
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Vorzugsweise
ist das Rohr als Endlosrohr ausgebildet. Ein Endlosrohr läßt sich
einfach fertigen. Wenn dann für
eine bestimmte Anwendung eine bestimmte Länge des Rohres erforderlich
ist, dann kann diese Länge
von dem Endlosrohr abgelängt
werden. Die Heizleistung ist dann automatisch an die Länge angepaßt. Sie
kann insgesamt durch die Höhe
der an die Zuleitungen angelegte Versorgungsspannung noch variiert
werden. Ansonsten ist unabhängig
von der Länge
des Rohres die spezifische Heizleistung, d.h. die Heizleistung pro
Meter Länge,
konstant.
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Vorzugsweise
sind die elektrischen Zuleitungen mit dem Heizwiderstand und gegebenenfalls weiteren
Bestandteilen des Rohres extrudiert. Die elektrischen Zuleitungen
und der Heizwiderstand werden also gemeinsam hergestellt. Damit
läßt sich auf
einfache Weise sicherstellen, daß der elektrische Kontakt zwischen
den elektrischen Zuleitungen und dem Heizwiderstand über die
gesamte Länge
des Rohres besteht.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Rohr
Nuten aufweist, die bis zum Heizwiderstand reichen und in die die
elektrischen Zuleitungen eingeklipst oder eingeklebt sind. Auch
dadurch läßt sich
ein elektrischer Kontakt zwischen den Zuleitungen und dem Heizwiderstand
erreichen.
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In
einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein,
daß die
elektrischen Zuleitungen in das Rohr eingeschmolzen sind. Hierzu
werden die elektrischen Zuleitungen beispielsweise aus Metalldraht
gebildet, der erhitzt werden kann. Wenn dieser Metalldraht mit einem
gewissen Druck auf die Oberfläche
des Rohres aufgelegt wird, dann schmilzt er den Kunststoff des Rohres
auf und dringt dann in die Oberfläche ein, bis er den Heizwiderstand
kontaktiert. Eine derartige Ausgestaltung läßt sich insbesondere dann realisieren,
wenn der erhitzte Draht wendelförmig
um das Rohr geführt
wird. In diesem Fall läßt sich
die benötigte
Spannung mit einfachen Mitteln aufbringen.
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Hierbei
ist bevorzugterweise vorgesehen, daß die Schelle mehrere elektrisch
gegeneinander isolierte Abschnitte mit Schneiden aufweist, die unterschiedliche
elektrische Zuleitungen kontaktieren. In diesem Fall ist nur eine
Schelle erforderlich, um mehrere elektrische Zuleitungen mit der
Spannungsversorgung zu verbinden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
beheizbare Fluidleitung im Querschnitt,
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung der Fluidleitung nach 1,
teilweise im Aufriß,
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3 eine
Darstellung ähnlich 1 zur
Erläuterung
eines Stromflusses,
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4 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
der Führung
der elektrischen Leiter,
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5 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
einer Anschlußkonfiguration,
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6 eine
abgewandelte Ausgestaltung im Ausschnitt,
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7 eine
dritte Ausführungsform
der Fluidleitung im Querschnitt,
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8 eine
Darstellung entsprechend 7 zur Erläuterung des Stromflusses und
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9 eine
schematische perspektivische Darstellung der Fluidleitung nach 7.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine Fluidleitung 1 im Querschnitt.
Die Fluidleitung 1 weist ein im vorliegenden Fall aus drei
Schichten 2–4 gebildetes
Rohr auf. Die Schichten 2–4 sind jeweils aus
einem Kunststoff gebildet, wobei die mittlere Schicht 3 aus
einem elektrisch leitfähigen
Kunststoff gebildet ist. Die radial innere Schicht 2 und
die radial äußere Schicht 4 sind
aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gebildet. Die drei
Schichten 2–4 können gemeinsam
hergestellt werden, beispielsweise durch Extrusion.
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Die
Schichten 2–4 gehen über die
gesamte Länge
der Fluidleitung durch, und zwar vorzugsweise mit konstanter Dicke.
Man kann die Fluidleitung 1 daher als Endlosrohr produzieren.
Von diesem Endlosrohr wird dann die Fluidleitung 1 mit
der benötigten Länge abgelängt.
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Die
Fluidleitung 1 weist zwei elektrische Zuleitungen 5, 6 auf,
die mit der mittleren Schicht 3 elektrisch in Kontakt stehen.
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Die
elektrischen Zuleitungen gehen ebenfalls über die gesamte Länge der
Fluidleitung 1 durch. Sie haben in Umfangsrichtung einen
Abstand von 180° zueinander,
d.h. sie sind diametral einander gegenüberliegen angeordnet.
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Die
beiden elektrischen Zuleitungen 5, 6 sind, wie
dies im Zusammenhang mit 5 näher dargestellt werden wird,
mit einer elektrischen Spannungsversorgung 7 verbunden,
so daß durch
die mittlere Schicht 3 ein Stromfluß 8 (3)
in Umfangsrichtung erzeugt wird.
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2 zeigt
die Fluidleitung 1 in perspektivischer Darstellung. Zum
Kontaktieren der elektrischen Zuleitungen 5, 6 kann
man die radial äußere Schicht 4 auf
einem Teil der Länge
der Fluidleitung 1 entfernen, so daß die elektrischen Zuleitungen 5, 6 zugänglich sind.
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In 2 sind
die elektrischen Zuleitungen 5, 6 etwa parallel
zur Längserstreckung
der Fluidleitung 1 geführt. 4 zeigt
eine abgewandelte Ausgestaltung, bei der die elektrischen Zuleitungen 5, 6 wendelförmig geführt sind.
Auch hier läßt sich
aber sicherstellen, daß die
elektrischen Zuleitungen 5, 6 an jeder Position
der Länge
der Fluidleitung 1 einen Abstand von 180° in Umfangsrichtung
zueinander aufweisen.
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Wie
mit gestrichelten Positionen 5a, 5b, 6a, 6b in 1 dargestellt
ist, können
die elektrischen Zuleitungen 5, 6 in Radialrichtung
in unterschiedlichen Positionen angeordnet sein. Voraussetzung ist lediglich,
daß die
elektrischen Zuleitungen 5, 6 die radial mittlere
Schicht kontaktieren.
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Die
elektrischen Zuleitungen 5, 6 können beispielsweise
durch einen Metalldraht gebildet sein, der sich über die Länge der Fluidleitung 1 erstreckt. Man
kann als elektrische Zuleitungen 5, 6 aber auch Kunststoffdrähte oder
andere Kunststoffelemente verwenden, die sich über die Länge der Fluidleitung 1 erstrecken.
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Die
mittlere Schicht 3 bildet einen Heizwiderstand. Der elektrisch
leitfähige
Kunststoff der mittleren Schicht 3 weist einen spezifischen
Widerstand ρ auf,
der in Abhängigkeit
vom verwendeten Kunststoff variieren kann. Über diese elektrische Leitfähigkeit ρ läßt sich,
wie im folgenden erläutert
werden wird, ein Einfluß auf
die Heizleistung der Fluidleitung 1 nehmen.
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Der
elektrisch Widerstand, den die Schicht 3 bildet, läßt sich
wie folgt abschätzen:
Der
Strom, der von der Spannungsversorgung 7 eingespeist wird,
fließt über eine
mittlere Länge 9 zu
einer Zuleitung 5 zur anderen Zuleitung 6. Diese
mittlere Länge 9 beträgt π × r, wobei
r der innere Radius der Schicht 3 ist.
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Die
Querschnittsfläche,
der sich der Strom gegenübersieht,
entspricht der Dicke d der Schicht
3, multipliziert mit
der Länge
l der Fluidleitung
1. Damit ergibt sich der elektrische
Widerstand R aus
Mit anderen Worten ist der
elektrische Widerstand K × 1/l.
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Die
elektrische Leistung, die bei einer konstanten Spannung U in der
Fluidleitung
1 in Wärme umgewandelt
wird, bestimmt sich nach
Damit ergibt sich eine elektrische
Leistung, die linear von der Länge
der Fluidleitung
1 abhängt,
nämlich
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Je
länger
also die Fluidleitung ist, desto größer ist die elektrische Leistung
P bei konstanter Spannung. Dies ist aber ein Verhalten, das gewünscht ist.
Man muß die
Spannungsversorgung nicht ändern.
Die spezifische Leistung, also die Leistung pro Längeneinheit,
bliebt bei konstanter Spannung konstant.
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Einfluß auf die
Heizleistung der Fluidleitung 1 kann man über mehrere
Faktoren nehmen. Es handelt sich zum einen um die Dicke d der mittleren Schicht 3 und
zum anderen um die Leitfähigkeit ρ des Kunststoffs
aus dem die mittlere Schicht 3 gebildet ist. Die Abmessung,
insbesondere der Radius r, ist in vielen Fällen festgelegt.
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Wenn
das die Fluidleitung 1 durchströmende Fluid elektrisch nicht
leitfähig
ist, kann man auf die radial innere Schicht 2 auch verzichten.
Die äußere Schicht 4 kann
dünner
ausgebildet werden. Wenn die mittlere Schicht 3 auch die
mechanische Stabilisierung der Fluidleitung 1 übernimmt,
dann kann die äußere Schicht 4 einfach
als dünner
elektrischer Isolator ausgebildet sein.
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Die
Zuleitungen 5, 6 haben einen sehr geringen elektrischen
Widerstand. Elektrische Verluste, die in den Zuleitungen 5, 6 entstehen,
können
vernachlässigt
werden. Damit ist sichergestellt, daß die Stromverteilung über die
Länge der
Fluidleitung 1 im wesentlichen konstant ist, d.h. alle
Bereiche der Fluidleitung 1 unabhängig von ihrer Position in
axialer Länge
werden gleichmäßig mit
Strom versorgt.
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Bei
langen Fluidleitungen 1 kann es zweckmäßig sein, die elektrische Zuleitung 5 an
einem Ende der Fluidleitung und die elektrisch Zuleitung 6 am
anderen Ende der Fluidleitung 1 an die Spannungsversorgung 7 anzuschließen.
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5 zeigt
eine Möglichkeit,
um einen elektrischen Anschluß sicherzustellen,
ohne, wie in 2 dargestellt, die äußere Schicht 4 abmanteln
zu müssen.
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Hierzu
ist eine Schelle 10 mit zwei elektrisch gegeneinander isolierten
Hälften 11, 12 vorgesehen. Jede
Hälfte 11, 12 ist
mit einem Anschluß der
Spannungsversorgung 7 verbunden.
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Die
Hälfte 11 weist
eine Schneide 13 auf, die die radial äußere Schicht 4 durchdringt
und bis zur elektrischen Zuleitung 5 vordringt. Dadurch
wird die elektrische Zuleitung 5 elektrisch mit der Spannungsversorgung 7 verbunden.
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In
gleicher Weise weist die andere Hälfte 12 der Schelle 10 eine
Schneide 14 auf, die ebenfalls die äußere Schicht 4 radial
durchdringt und die elektrische Zuleitung 6 kontaktiert.
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Dargestellt
ist, daß die
Schneiden 13, 14 in Umfangsrichtung eine relativ
geringe Erstreckung haben. Dafür
sind sie in Umfangsrichtung angespitzt, d.h. die Schneiden 13, 14 durchdringen
die äußere Schicht 4 entweder
punktförmig
oder über
einen Teil ihrer axialen Länge.
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Um
eine höhere
Treffsicherheit zu erzielen, kann man auch vorstehen, daß sich die
Schneiden 13, 14 in Umfangsrichtung erstrecken
und in Axialrichtung angespitzt sind, d.h. die Schneiden 13, 14 durchdringen
die äußere Schicht 4 dann
auf einem Teil ihres Umfangs, dafür aber nur auf sozusagen einem
Punkt der axialen Erstreckung.
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Die
elektrischen Zuleitungen 5, 6 können gemeinsam
mit den drei Schichten 2–4 (oder gegebenenfalls
auch weniger Schichten) extrudiert werden. In diesem Fall sind sie
beim Herstellen des Rohres aus den Schichten 2–4 gleich
an der gewünschten Position
vorhanden.
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6 zeigt
eine abgewandelte Ausgestaltung. Hier ist eine Nut 15 vorgesehen,
die die radial äußere Schicht 5 ständig und
die radial mittlere Schicht teilweise durchdringt. Diese Nut 15 weist
innen eine Erweiterung 16 auf. In der Erweiterung ist die
elektrische Zuleitung 5 angeordnet. Die Nut 15 hat
eine Erstreckung in Umfangsrichtung, die etwas kleiner ist als der
Durchmesser der elektrischen Zuleitung 5. Wenn die elektrische
Zuleitung 5 in die Nut 15 eingesetzt und bis zur
Erweiterung 16 geführt
ist, ist sie sozusagen eingeklipst.
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Zusätzlich oder
alternativ zum Einklipsen kann man die elektrische Zuleitung 5 auch
mit einem Klebstoff 17 in der Schicht 3 festhalten.
In diesem Fall wäre
es nicht erforderlich, daß die
Erstreckung der Nut 15 in Umfangsrichtung kleiner ist als
der Durchmesser der elektrischen Zuleitung 5. Für die elektrische
Zuleitung 6 gilt entsprechendes. Die Nut 15 und die
Erweiterung 16 können
beim Extrudieren des Rohres aus den Schichten 2–4 hergestellt
werden.
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Schließlich ist
es auch möglich,
für die
elektrischen Zuleitungen 5, 6 Metalldrähte zu verwenden oder
Drähte
aus Materialien, die auf eine Temperatur erhitzt werden können, die
oberhalb der Schmelztemperatur des Materials der radial äußeren Schicht 4 liegt.
In diesem Fall kann man die erhitzten Drähte unter Druck auf den Umfang
der äußeren Schicht 4 legen.
Die elektrischen Zuleitungen 5, 6 schmelzen sich
dann in die äußere Schicht 4 ein,
bis sie die mittlere Schicht 3 kontaktieren. Eine derartige
Vorgehensweise läßt sich
insbesondere dann realisierten, wenn die elektrischen Zuleitungen 5, 6 wendelförmig verlaufen,
wie dies in 4 dargestellt ist.
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Die 7-9 zeigen
eine abgewandelte Ausgestaltung, bei der Teile, die denen der 1-6 entsprechen,
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Auch
bei der Ausgestaltung nach den 7 bis 9 weist
die Fluidleitung ein Rohr auf, das aus drei Schichten 2-4 gebildet
ist. Die radial mittlere Schicht 3 ist dabei aus einem
elektrisch leitfähigen Kunststoff
gebildet und bildet einen Heizwiderstand.
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Zwischen
der radial inneren Schicht 2 und der radial mittleren Schicht 3 ist
die erste Zuleitung 5 angeordnet. Zwischen der mittleren
Schicht 3 und der radial äußeren Schicht 4 ist
die Zuleitung 6 angeordnet. Beide Zuleitungen 5, 6 sind
als Ringleiter ausgebildet, die sich über den Umfang der Fluidleitung 1 und über die
Länge der
Fluidleitung 1 erstrecken. Die elektrische Anschlußmöglichkeit
ergibt sich beispielsweise aus 9. Man muß zum Anschließen der
ersten elektrischen Zuleitung 5 die äußere Schicht 4, die
zweite elektrische Zuleitung 6 und die mittlere Schicht 3 entfernen.
Für die
Kontaktierung der zweiten elektrischen Zuleitung 6 reicht
es aus, die äußere Schicht 4 über einen
Teil der axialen Länge der
Fluidleitung 1 zu entfernen.
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Auch
bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine Leistung, die bei kostanter
Spannung U proportional zur Länge
l der Fluidleitung 1 ist.
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Der
Stromfluß erfolgt
hier auf einer Strecke 9, die radial gerichtet ist. Dargestellt
ist ein Stromfluß von
radial außen
nach radial innen. Er kann jedoch auch von radial innen nach radial
außen
erfolgen oder bei einem Wechselstrom wechseln.
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Der
elektrische Widerstand R der radial mittleren Schicht
3 ergibt
sich zu
wobei l die Länge der
Fluidleitung
1, d die radiale Dicke der Schicht
3 und
r der mittlere Radius der mittleren Schicht
3 ist. Damit
ist der elektrische Widerstand R umgekehrt proportional zur Länge l der
Fluidleitung
1 und die elektrische Leistung P proportional
zur Länge
l.
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Von
den dargestellten Ausführungsformen kann
in vielerlei Hinsicht abgewichen werden.
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Die
Fluidleitung 1 kann als starres Rohr ausgebildet sein.
Es ist aber auch möglich,
sie als Schlauch auszubilden. Sie muß auch nicht unbedingt eine
Zylinderform aufweisen. Sie kann auch als Wellrohr ausgebildet sein.
Auch Querschnitte, die von der Kreisform abweichen, sind möglich, ohne
daß der prinzipielle
Aufbau verändert
werden muß.
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Man
kann für
die elektrischen Zuleitungen 5, 6 auch Bohrungen
oder "Tunnel" vorstehen, durch die
die Zuleitungen eingezogen werden können. Man kann die einzelnen
Schichten 3–4 nacheinander
aufbringen und an geeigneten Zeitpunkten des Herstellungsvorganges
die Zuleitungen 5, 6 aufbringen, so daß sie mit
der mittleren Schicht 3 elektrisch in Kontakt stehen. Man
kann eine Kunststoff-Folie
mit aufgebrachten elektrischen Zuleitungen 5, 6 um
die mittlere Schicht 5 legen und befestigen. Die Kunststoff-Folie
kann dabei gleichzeitig als Isolierschicht 4 dienen.
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Anstelle
der in 5 dargestellten geteilten Schelle kann auch eine
einstückige
Schelle vorgesehen sein, die nur eine der elektrischen Zuleitungen 5, 6 kontaktiert.
Für die
andere elektrische Zuleitung 5 wird dann eine weitere Schelle
verwendet, die um 180° gedreht
montiert wird.
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Auch
ist es möglich,
eine stirnseitige Kontaktierung über
ein Endstück
vorzunehmen. Hierzu kann man beispielsweise zwei leitfähige Stifte
verwenden, die in die Stirnseite hineingedrückt werden. Man dann Versorgungsleitungen
an die elektrischen Zuleitungen 5, 6 anlöten oder
ancrimpen, sofern die elektrischen Zuleitungen 5, 6 in
ausreichender Länge
freiliegen.
