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Die Erfindung betrifft eine beheizbare Medienleitung mit einer Medienleitung und mit zumindest einem Heizelement bzw. mit zumindest einem Leitungsverbinder und Heizelement, wobei das Heizelement zumindest eine Litze, insbesondere zwei Litzen, aufweist, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer beheizbaren Medienleitung, umfassend eine Medienleitung und zumindest ein Heizelement, wobei das Heizelement eine Litze, insbesondere zwei Litzen, aufweist.
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Beheizbare Medienleitungen und Verfahren zu deren Herstellung sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere in Fahrzeugen ist eine Reihe von Medienleitungen vorgesehen zum Leiten von zumeist flüssigen Medien. Diese Medienleitungen drohen bei niedrigen Temperaturen einzufrieren, weswegen eine Beheizung vorgesehen wird. Leitungsverbinder dienen zum Verbinden von zumindest zwei Medienleitungen oder zur Anschlussverbindung einer Medienleitung mit einem beliebigen Aggregat. Durch die Medienleitungen werden oftmals solche Medien geführt, die aufgrund eines relativ hohen Gefrierpunktes bereits bei noch recht hohen Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen, wodurch die Funktionsfähigkeit beispielsweise eines Fahrzeugs beeinträchtigt oder sogar erheblich gestört werden kann. Ersichtlich ist dies insbesondere bei Wasserleitungen für Scheibenwaschanlagen der Fall, ebenso wie bei Medienleitungen mit einer wässrigen Harnstofflösung als Medium, die als NOx-Reaktionsadditiv für Dieselmotoren mit sogenannten SCR-Katalysatoren eingesetzt werden.
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Aus der
EP 1 985 908 A1 ist neben einem Leitungsverbinder für Medienleitungen eine Medienleitung bestehend aus einer inneren Rohrleitung, die einen am Umfang angeordneten Heizleiter aufweist, bekannt. Rohrleitung und Heizleiter werden von einer äußeren Umhüllung umschlossen, wie durch ein Wellrohr. An den beiden Enden der Medienleitung werden Leitungsverbinder angeschlossen. Der auf der Rohrleitung angeordnete Heizleiter wird vor dem Auffügen des Wellrohres mit einem Klebeband umwickelt und hierdurch an der Rohrleitung fixiert. Alternativ wird vorgeschlagen, eine Lack- oder Kleberschicht zur Fixierung vorzusehen. Die die Leitungsverbinder umgebenden Heizdrähte und die Heizleitung der Rohrleitung sind miteinander elektrisch verschaltet, wobei jeweils der Heizdraht eines der Leitungsverbinder mit einem der Wicklungsdrähte der die Rohrleitung umgebenden Heizleitung elektrisch in Reihe geschaltet und die Anschlussenden der beiden Reihenschaltungen an den beiden Leitungsverbindern nach außen geführt werden, wo ein Anschluss an eine Spannungsversorgung bzw. eine Weiterverbindung vorgesehen ist. Alternativ ist offenbart, dass die Heizdrähte der Leitungsverbinder und der die Rohrleitung umgebenden Wicklungen als elektrische Reihenschaltung aller Heizdrähte vorgesehen ist mit nur einem äußeren Leitungsanschluss. In jedem der Fälle wird eine mit Heizdrähten bewickelte Rohrleitung nachträglich abgelängt, bevor eine Verbindung mit den beiden Leitungsverbindern und den darauf aufgefügten Heizdrähten erfolgt. Dies ist beispielsweise in der
DE 10 2005 037 183 B3 bzw. der
EP 1 519 098 B1 offenbart. Es erfolgt eine aufwendige Konnektierung der mit Heizdrähten bewickelten Einzelkomponenten.
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Weitere rohrförmige Medienleitungen sind im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise aus der genannten
DE 10 2005 037 183 B3 , bei der die Rohrleitung zunächst als Endlosrohr ausgebildet und nachfolgend auf eine bestimmte Länge abgelängt wird. Diese Rohrleitung umfasst bereits die Heizleitung als elektrisch leitfähige Kunststoffschicht. Alternativ wird in dieser Druckschrift des Standes der Technik offenbart, dass die elektrischen Zuleitungen in das Rohr eingeschmolzen werden. Ferner ist offenbart, dass die Rohrleitung Nuten aufweisen kann, die bis zum Heizwiderstand reichen und in die elektrischen Zuleitungen eingeclipst oder eingeklebt werden. Die elektrischen Zuleitungen können ansonsten mit dem Heizwiderstand und gegebenenfalls weiteren Bestandteilen der Rohrleitung extrudiert werden, so dass die elektrischen Zuleitungen und der Heizwiderstand gemeinsam z. B. innerhalb eines Extrusionsprozesses hergestellt werden.
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Entsprechend der
EP 1 519 098 B1 ist bei einer elektrisch beheizbaren Medienleitung bzw. Flüssigkeitsleitung der Heizdraht wendelförmig um eine innere Kunststoffschicht herumgewickelt und unmittelbar um die Kunststoffschicht um den Heizdraht herum ein elektrisch isolierendes Band gewickelt. Der Heizdraht ist dabei in Form einer Doppelwendel um die Kunststoffschicht herumgewickelt und die Enden des Heizdrahtes sind mit einem Stecker verbunden, der in eine Steckdose einer Spannungsquelle eingesteckt werden kann.
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Aus der
EP 1 721 097 B1 ist ferner eine elektrisch beheizbare Medienleitung bekannt, bei der die Medienleitung, ein Kabel zum Beheizen der Medienleitung und zumindest ein elektrischer Verbinder zum Verbinden des Kabels mit einer Stromquelle vorgesehen sind. Die Medienleitung und das Kabel sind vollständig in einer äußeren Schutzhülle aufgenommen, die einen ersten Schlauch mit einem inneren Querschnitt aufweist, der den äußeren Querschnitt der Medienleitung übersteigt. An einem oder zwei Enden der Verkabelung ist das Kabel von der Medienleitung getrennt und innerhalb eines Abzweigstücks geführt. Es wird zu einem zweiten Schlauch an dem elektrischen Verbinder geführt. Die äußere Schutzhülle umfasst den ersten Schlauch, das Abzweigstück und den zweiten Schlauch, wobei das Abzweigstück zwischen dem ersten und zweiten Schlauch angeordnet ist. Zumindest einseitig ist somit das Kabel nicht zu einem Leitungsverbinder geführt, sondern direkt in die abzweigende Leitung und dort zu einem Steckverbinder zum Anschließen an eine elektrische Energiequelle. Der Leitungsverbinder wird somit entsprechend dieser Druckschrift des Standes der Technik nicht beheizt, sondern lediglich die Medienleitung.
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Aus der
EP 2 107 291 A2 ist eine Fluidleitung bekannt, bei der Leitungsverbinder an den Enden einer elastischen Rohrleitung angebracht werden. Ein Heizleiter wird in die Rohrleitung eingebracht und deren Enden werden zwischen Leitungsverbindungsabschnitten eingepresst, die in den Leitungsverbindern angeordnet sind. Der Heizleiter ist mit einem Anschlussdraht durch einen Verbindungsabschnitt verbunden und hierdurch mit einer Energiequelle. Der Heizleiter ist zur Schlaufe gelegt innerhalb der Rohrleitung und endet im Bereich der Schlaufe vor dem zweiten Leitungsverbinder. Aufgrund des innerhalb der Rohrleitung liegenden Heizleiters ist eine direkte Wärmeeinkopplung in das innerhalb der Medienleitung bzw. Rohrleitung fließende Medium möglich.
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Aus der
DE 295 185 80 U1 ist ein beheizbarer Messschlauch mit eingebetteten Heiz- und Messelementen bekannt, wobei die leitenden Heiz- und Messelemente auf einem Trägergerüst positioniert sind, der Verlauf wendelförmig ist und das Trägergerüst sowie die Heiz- und Messelemente vollständig von einem elastischen Material innerhalb der Schlauchwandung umgeben sind. Möchte man einen solchen beheizbaren Messchlauch mit einem Leitungsverbinder verbinden, ergibt sich das Problem, dass die innerhalb der Schlauchwandung angeordneten Heizelemente nach außen geführt werden müssen. Dies erweist sich jedoch als schwierig.
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Die
EP 1 329 660 A2 offenbart einen flexiblen, mehrschichtigen, beheizbaren Schlauch mit einer Verstärkungsschicht und einer elastomeren Außenschicht sowie einem zur Erwärmung eines im Schlauch fließenden Mediums dienenden elektrischen Heizleiter. Der Heizleiter erstreckt sich über zumindest einen Teilbereich der Schlauchlänge und besteht aus einer metallischen Seele und einer Ummantelung. Der Heizleiter ist außerhalb der äußeren Lage der Verstärkungsschicht, jedoch unter oder innerhalb der elastomeren Außenschicht eingebettet. Der Heizleiter kann durch eine radial nach außen einwirkende Kraft unter Durchtrennen der ursprünglichen oder geschwächten elastomeren Außenschicht ohne Schädigung seiner metallischen Seele und seiner Ummantelung freigelegt und unmittelbar mit einer elektrischen Anschlussvorrichtung elektrisch verbunden werden. Auch hier erweist sich das Freilegen der Heizleiter daher als kompliziert.
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Es wäre wünschenswert, eine beheizbare Medienleitung vorzusehen, bei der ein Herausführen von Heizelemente sowie ein Beheizen von Medienleitung und Leitungsverbindern noch besser möglich ist, insbesondere eine höhere Heizleistung hierbei im Vergleich zu den Lösungen des Standes der Technik erzielt werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine beheizbare Medienleitung vorzusehen, bei der eine einfachere Beheizung von an die Medienleitung angefügten Leitungsverbindern und eine leichtere und von der Anwendung her flexiblere Herausführung der Heizelemente gegenüber herkömmlichen beheizbaren Medienleitungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, somit ein möglichst geringer Fertigungsaufwand und zugleich eine kontinuierliche Fertigung der beheizbaren Medienleitung ermöglicht werden.
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Die Aufgabe wird für eine Medienleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Medienleitung sie zumindest eine medienbeständige Innenschicht und zumindest eine druckaufnehmende Außenschicht aufweist und sich ein und dieselbe Litze durchgängig sowohl entlang der Medienleitung als auch entlang dem zumindest einen Leitungsverbinder erstreckt. Für ein Verfahren zum Herstellen einer beheizbaren Medienleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Medienleitung, die zumindest eine medienbeständige Innenschicht und zumindest eine druckaufnehmende Außenschicht aufweist, kontinuierlich mit dem Heizelement auf seiner einen Druckträger als Außenschicht aufweisenden Außenseite bewickelt und das Heizelement auf der Medienleitung durch zumindest ein Befestigungsmittel befestigt oder fixiert wird oder innerhalb der Medienleitung angeordnet wird. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dadurch wird eine beheizbare Medienleitung mit einer Medienleitung geschaffen, die flexibel bzw. elastisch verformbar ausgebildet ist, also ähnlich wie ein Schlauch. Im Unterschied zu einem herkömmlichen Schlauch kann sie deck- oder coverschichtfrei sein, also zumindest eine Innenschicht und zumindest eine druckaufnehmende Außenschicht aufweisen, jedoch keine sonst übliche schützende Deck- oder Coverschicht und daher ein geringeres Gewicht als herkömmliche Schläuche aufweisen. Allerdings ist es möglich, eine ganz dünne Deck- oder Coverschicht außenseitig auf der druckaufnehmenden Außenschicht vorzusehen. Diese kann insbesondere eine Schichtdicke von weniger als 0,5 mm betragen, z. B. 0,3–0,5 mm. Aufgrund der vorgesehenen Flexibilität bzw. elastischen Verformbarkeit der Medienleitung können Druckschwankungen durch Verformung von dieser abgefangen und ausgeglichen werden. Unter der Medienleitung wird hier nachfolgend somit die Flexibilität bzw. elastische Verformbarkeit aufweisende, also schlauchähnliche, mit der zumindest einen Innenschicht und mit dem Druckträger bzw. der zumindest einen druckaufnehmenden Außenschicht versehene Medienleitung verstanden und unter der beheizbaren Medienleitung diese Medienleitung nach Versehen derselben mit zumindest einem Heizelement. Unter Litzen werden nachfolgend sowohl einzelne Heizdrähte als auch eine Anzahl von zusammengefassten Heizdrahten verstanden, wobei der jeweilige Heizdraht bzw. die Anzahl von zusammengefassten Heizdrähten mit oder ohne Isolierummantelung vorgesehen sein können.
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Die Verwendung einer Medienleitung, die lediglich zumindest eine Innenschicht und zumindest eine druckaufnehmende Außenschicht aufweist, führt dazu, dass eine höhere Flexibilität bei der weiteren Konfektionierung zu einer beheizbaren Medienleitung möglich ist, da die Heizelemente sehr viel einfacher an einer gewünschten Stelle nach außen geführt werden können als dies beispielsweise bei der
EP 1 329 660 A2 möglich ist.
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Die Innenschicht der Medienleitung kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Die äußerste Schicht wird dabei vorteilhaft vollständig oder zumindest zum Teil von dem Druckträger bzw. der druckaufnehmenden Außenschicht ummantelt. Eine Deck- oder Coverschicht über der druckaufnehmenden Außenschicht ist, wie bereits erwähnt, nicht erforderlich, so dass der Druckträger bzw. die druckaufnehmende Außenschicht die äußerste Schicht der Medienleitung sein kann und zumeist auch ist. Bei Vorsehen einer Deck- oder Coverschicht ist diese so dünn, dass es in Abhängigkeit von deren Ausgestaltung üblicherweise sogar möglich ist, die Struktur der druckaufnehmenden Außenschicht bzw. des Druckträgers durch diese hindurch zu erkennen bzw. wahrzunehmen. Auf der druckaufnehmenden Außenschicht bzw. dem Druckträger wird das zumindest eine Heizelement bzw. werden dessen Litze(n) angeordnet, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird. Die Innenseite der Medienleitung bzw. der Innenschicht oder, bei einem mehrlagigen Aufbau der Innenschicht, die innerste Lage der Innenschicht, ist vorteilhaft medienbeständig, um resistent gegenüber dem in der Medienleitung strömenden Medium zu sein.
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Bei der
EP 1 329 660 A2 ist ein Heizelement zwischen eine elastomere Außenschicht und eine elastomere Innenschicht eingebettet. Im Unterschied zu der Medienleitung, wie sie in der
EP 1 329 660 A2 offenbart ist, ist das Heizelement bzw. die zumindest eine Litze des Heizelementes vorliegend nicht in einen flexiblen mehrschichtigen Schlauch eingeschmolzen, wird also nicht in eine elastomere Außenschicht eingebettet, sondern ist vielmehr auf der Medienleitung bzw. deren druckaufnehmender Außenschicht direkt oder indirekt fixiert oder befestigt. Hierdurch ist es sehr viel leichter möglich, das Heizelement bzw. die Litze(n) herauszuführen, um dieses oder diese an eine Stromversorgung anzuschließen bzw. um dieses oder diese zum Beheizen von Leitungsverbindern um diese herum anzuordnen. Alternativ zum Anordnen des Heizelements auf der Außenseite der Medienleitung kann dieses auch auf der Innenseite von dieser angeordnet werden, also innerhalb von deren Innenlumen.
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Der Druckträger bzw. die druckaufnehmende Außenschicht kann als echte Schicht ausgebildet werden oder als mit Öffnungen versehenes Gebilde, so dass durch die Öffnungen hindurch Bereiche der Außenseite der äußersten Lage der Innschicht der Medienleitung unbedeckt bleiben. Der Druckträger bzw. die druckaufnehmende Außenschicht besteht vorteilhaft aus einem textilen oder anderen Fasergewebe oder -gelege oder -geflecht oder ist ggfs. auch in Form einer Spirale um die ggf. mehrschichtige Innenschicht der flexiblen Medienleitung herum gewunden. Vorteilhaft ist das für den Druckträger verwendete Material ein elastisches Material, das sehr gut Biegungen und somit ein Formbiegen der beheizbaren Medienleitung zulässt. Insbesondere kann der Druckträger aus Polyamid bestehen. Möglich ist ferner die Verwendung von Aramidfasern für die Herstellung des Druckträgers.
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Die zumindest eine Litze bzw. das Heizelement kann an dem Druckträger befestigt werden. Das Heizelement kann ferner durch eine Fixiereinrichtung an der äußersten Innenschichtlage der Medienleitung fixiert und zusätzlich an dem Druckträger zumindest stellenweise befestigt sein, insbesondere durch in Abständen erfolgendes Befestigen. Es können also partiell Fixiereinrichtungen zum Fixieren der zumindest einen Litze auf der Medienleitung vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, dass zumindest eine Fixiereinrichtung sich kontinuierlich entlang der Medienleitung erstreckt, insbesondere eine kontinuierliche oder zumindest stellenweise Umwicklung der Medienleitung durch zumindest ein Klebe- oder Gewebe- oder Gewebeklebeband vorgesehen ist.
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Zum äußeren mechanischen und chemischen Schutz und zur Isolation kann die mit dem Heizelement versehene Medienleitung von einer Isolations- und/oder Schutzeinrichtung zur Isolation und/oder zum Schutz der Medienleitung und der Litze bzw. des Heizelementes ummantelt werden oder sein. Zwischen der Außenseite der druckaufnehmenden Außenschicht der Medienleitung mit zumindest teilweiser Ummantelung durch das zumindest eine Heizelement und die Fixiereinrichtung(en) und der Innenseite der Isolations- und/oder Schutzeinrichtung wird vorteilhaft ein Luftspalt belassen, der der Isolation dient. Der Luftspalt kann z. B. etwa 0,1 bis 0,4 mm, insbesondere 0,1 bis 0,2 bzw. 0,2 bzw. 0,2 bis 0,4 mm betragen. Ein solcher Luftspalt ist ausreichend, um eine gute Wärmedämmung zu ermöglichen. Da die Isolations- und/oder Schutzeinrichtung aus einem festeren Material besteht als die Medienleitung, kann sie einen mechanischen, aber auch chemischen Schutz für die Medienleitung mit umgebendem Heizelement zur Verfügung stellen, gerade auch bei seitens der flexiblen Medienleitung nicht vorgesehener schützender Deck- oder Coverschicht. Ferner dient die Isolations- und/oder Schutzeinrichtung einem Knickschutz der beheizbaren Medienleitung. Die Isolations- und/oder Schutzeinrichtung ist jedoch so ausgebildet, dass sie ein Formbiegen der beheizbaren Medienleitung zum Anpassen an den jeweiligen Einbauort in einem Fahrzeug etc. problemlos zulässt. Als Isolations- und/oder Schutzeinrichtung kann z. B. ein Glattrohr oder ein Wellrohr verwendet werden, je nachdem, an welchem Ort bzw. an welcher Anwendungsstelle die beheizbare Medienleitung angeordnet werden soll.
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Die medienbeständige Innenschicht oder Innenschichtlage der Medienleitung besteht vorteilhaft aus einem Elastomermaterial, insbesondere aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Butyl-Kautschuk (IIR), Chloropren-Kautschuk, Polychlorpren-Kautschuk, Chlorkautschuk (CR), Chlorbutadien-Kautschuk, hydriertem Nitril-Kautschuk (HNBR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), katalytischem Elastomer (ACETM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), oder einem thermoplastischen Elastomermaterial. Um eine Beschädigung durch das durch die flexible bzw. elastisch verformbare Medienleitung hindurchfließende Medium zu vermeiden, ist diese oder zumindest deren Innenschicht oder innere Innenschichtlage vorteilhaft medienbeständig und besteht insbesondere aus den vorstehend genannten Materialien. Diese eignen sich besonders aufgrund ihrer Medienbeständigkeit unter anderem auch gegenüber AdBlue®, einem hochreinen Reduktionsmittel für SCR-Katalysator-Systeme (SCR = Selective Catalytic Reduction). Im Unterschied zur Verwendung einer rohrförmigen Medienleitung tritt bei der schlauchförmigen Medienleitung nicht die Gefahr einer Beschädigung bei der Volumenzunahme beim Gefrieren auf, so dass auch ein nahezu druckloses Einfrieren von AdBlue® möglich ist.
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Die Medienleitung kann bspw. einen Innendurchmesser von 3 bis 6 mm, z. B. 3,2 bis 6 mm aufweisen, ausgewählt jeweils in Abhängigkeit von dem gewünschten Volumenstrom, möglichen Druckverlusten sowie der vorgesehenen Pulsationsdämpfung beim Durchströmen der Medienleitung durch das Medium. Die Medienleitung weist ferner vorteilhaft eine zur Sicherstellung der Druckübertragung des innerhalb der Medienleitung auftretenden Mediendrucks auf den Druckträger geeignete Wandstärke auf, insbesondere eine Wandstärke von 0,5 bis 1 mm. Grundsätzlich können auch größere Wandstärken verwendet werden, ggfs. auch geringere als 0,5 mm, wobei bei der Auswahl vorzugsweise auf einen einwandfreien beschädigungsfreien Betrieb geachtet und dementsprechend die geeignete Wandstärke gewählt wird. Das für die Beheizung der Medienleitung verwendete Heizelement kann bspw. einen Durchmesser von 1,3 mm incl. der die Litze ummantelnden Isolierung aufweisen.
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Nach dem Anordnen des zumindest einen Heizelements bzw. der zumindest einen Litze auf der Außenseite der Medienleitung wird, wie bereits erwähnt, eine Fixiereinrichtung oder ein Befestigungsmittel, insbesondere ein Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband, zum sicheren und sehr guten Fixieren des Heizelements bzw. der Litze(n) auf der Außenseite der Medienleitung stellenweise oder diese vollständig umgebend angeordnet. Zum Versehen der so vorbereiteten Medienleitung mit zumindest einem Leitungsverbinder wird diese auf eine erste Länge abgelängt, die der für den jeweiligen Anwendungsfall gewünschten Länge entspricht zuzüglich einer Längenzugabe, die so viel Heizelementlänge umfasst, dass diese für das Bewickeln der mit der Medienleitung zu verbindenden Leitungsverbinder sowie ggfs. noch weiterer hiermit verbundener Einrichtungen, insbesondere eines Übergangsbereichs zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder ausreicht bzw. die diese Heizelementlänge trägt. Nach dem ersten Ablängen der Medienleitung wird zunächst die Fixiereinrichtung bzw. das Befestigungsmittel außerhalb der gewünschten Medienleitungslänge entfernt, sodann das Heizelement von dem zusätzlich abgelängten Abschnitt oder Bereich des abgelängten Medienleitungsabschnitts abgewickelt, so dass an den Enden des Medienleitungsabschnitts freies Heizelement, insbesondere zwei Litzen des Heizelements, an beiden Enden des Medienleitungsabschnitts frei verfügbar sind. Der überschießende zunächst zugegebene Abschnitt an dem oder den Enden des Medienleitungsabschnitts wird nachfolgend ebenfalls abgetrennt, somit die Medienleitung in der gewünschten Medienleitungslänge zu einem zweiten Medienleitungsabschnitt abgelängt. Es verbleibt somit der zweimal abgelängte zweite Medienleitungsabschnitt, der nachfolgend als abgelängte Medienleitung bezeichnet wird. Von der verbleibenden in der für den Anwendungsfall gewünschten Länge umwickelten abgelängten Medienleitung bleibt endseitig zumindest an einer Seite das für das Umwickeln des mit der Medienleitung zu verbindenden Leitungsverbinders überschießende Ende des Heizelements frei. In einem weiteren Bearbeitungsschritt wird sodann die abgelängte Medienleitung mit dem zumindest einen Leitungsverbinder verbunden, um den Fluidweg zu vervollständigen. Die Verbindung zwischen der abgelängten Medienleitung und dem Leitungsverbinder oder den beiden Leitungsverbindern, die endseitig an die Medienleitung angefügt werden, kann bspw. durch Dornen oder Lasern erfolgen. Das von dem bewusst zu lang abgetrennten jeweiligen Teilabschnitt der abgelängten Medienleitung abgewickelte Heizelement wird sodann auf die jeweiligen Leitungsverbinder aufgewickelt oder aufgebracht, um auch für diese eine Beheizbarkeit vorzusehen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird also nicht ein bereits mit Heizelement versehener Leitungsverbinder mit einer vorkonfektionierten Medienleitung verbunden, sondern vielmehr ein ohne jegliches Heizelement vorgesehener Leitungsverbinder. Somit sind auch keine Crimpstellen oder anderen Verbindungsstellen des Heizelements beim Übergang von der abgelängten Medienleitung auf den Leitungsverbinder erforderlich. Eine Befestigung auf dem Leitungsverbinder kann bspw. durch Vorsehen von Formelementen und/oder durch anderweitige Befestigungsmittel, wie bspw. Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband, erfolgen.
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Ein und dieselben Litzen, die sich entlang der Medienleitung erstrecken, dienen somit auch zum Beheizen des oder der Leitungsverbinder und erstrecken sich entlang von diesem/diesen. Es wird also ein gemeinsames Heizelement zum Beheizen der Medienleitung und des oder der Leitungsverbinder verwendet. Dessen Litzen erstrecken sich somit unterbrechungsfrei entlang der Medienleitung, entlang dem Übergangsbereich zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder und entlang dem zumindest einen Leitungsverbinder. Verbindungsstellen zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder sind somit nicht vorgesehen und der gesamte Übergangsbereich zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder wird frei von Verbindungsstellen gehalten. Jedoch kann eine Verbindungsstelle zwischen zwei Litzen oder zu Kaltleitern zum Anschließen der Litzen des Heizelements an eine Strom- oder Spannungsversorgung vorgesehen sein. Gerade in dem Übergangsbereich von der aufgrund der Verwendung eines flexiblen Materials oder des flexiblen Ausbildens weniger starren Medienleitung zu den recht starren Leitungsverbindern könnten Verbindungsstellen besonders anfällig für Beschädigungen sein, die durch Schwingungen hervorgerufen werden. Es erweist sich daher als besonders vorteilhaft, keine Verbindungsstellen zu Kaltleitern oder den insbesondere zwei sich durchgängig entlang von Medienleitung und Leitungsverbinder erstreckenden Litzen vorzusehen.
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Die im Bereich des oder der Leitungsverbinder angeordneten freien Heizelementenden bzw. Litzenenden können miteinander verbunden und somit geschlossen oder an einen jeweiligen Kaltleiter angeschlossen werden, um hierüber eine Verbindung mit einem Steckverbinder zum Anschließen an einer Strom- oder Spannungsquelle vorzusehen. Auch ein direktes Verbinden der offenen Enden des Heizelementes mit einem Steckverbinder zum Anschließen an einer Strom- oder Spannungsquelle ist möglich.
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Das Heizelement bzw. die zumindest eine Litze kann spiralförmig und/oder mäandriert um den Leitungsverbinder herum gewickelt oder langgestreckt um den Leitungsverbinder herum oder spiralförmig und/oder in Wellenform und/oder langgestreckt innerhalb von diesem angeordnet werden. Insbesondere beim Mäandrieren auf der Außenseite des Leitungsverbinders können Formelemente dort angeordnet werden, die das Mäandrieren unterstützen. Insbesondere können die Litzen in bzw. zwischen solche Formelemente eingeklemmt bzw. fixiert werden, um ihre Position beizubehalten.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich, das Heizelement über die Längserstreckung der Medienleitung hinweg mit abschnittsweise unterschiedlicher Steigung auf diese außenseitig aufzuwickeln. Bei Vorsehen eines im Innern der Medienleitung angeordneten Heizelements kann die Steigung der innenseitigen Anordnung der zumindest einen Litze abschnittsweise variiert werden. In zumindest einem Bereich der Längserstreckung der Medienleitung kann die zumindest eine Litze insbesondere zumindest zweifach aufeinandergelegt sein, also hin und wieder zurückgeführt sein. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, einen Heizelementvorrat abschnittsweise auf oder in der beheizbaren Medienleitung vorzusehen, so dass von der Medienleitung jeweils Abschnitte abgetrennt werden können, die endseitig bereits den gewünschten Heizelementvorrat aufweisen. Hierdurch ist für das Bewickeln von Leitungsverbindern mit Heizelement eine ausreichende Länge an Heizelement vorhanden. Die von der Medienleitung nach Abwickeln des zum Bewickeln des Leitungsverbinders benötigten Heizelements abzutrennenden oder abgetrennten und wegzuwerfenden endseitigen Abschnitte können kürzer sein als beim Vorsehen des Heizelements mit einer gleichmäßigen Steigung auf der Außenseite der Medienleitung oder ggf. auf deren Innenseite.
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Insbesondere wird das Heizelement abschnittsweise mit einer geringeren Steigung als in dem übrigen Bewicklungsbereich um die Medienleitung herum oder als in dem übrigen Bereich innerhalb der Medienleitung angeordnet. Entlang der Haupterstreckung der Medienleitung kann das Heizelement mit einer verhältnismäßig großen Steigung, insbesondere einer Steigung von etwa 20–150 mm, insbesondere mit einer Steigung von 40–80 mm außenseitig auf der Medienleitung vorgesehen werden. Das Heizelement kann dabei mäandriert und/oder in Form von langgestreckten Wellen und/oder vorzugsweise spiralförmig geführt sein. Grundsätzlich ist es sogar möglich, bei Vorsehen von mehr als einer Litze die Litzen des Heizelements parallel zur Medienleitung verlaufen zu lassen, da bereits hierüber eine ausreichende Wärmeeinkopplung erzielt werden kann und zugleich ein effizienter Materialeinsatz bezüglich der Litzenlänge möglich ist. Bei Anordnen des Heizelements im Innern der Medienleitung wird dieses zumeist in Wellenform und/oder langgestreckt angeordnet. Es kann abschnittsweise eine geringere Steigung bezüglich der Litzen des Heizelementes zum Schaffen von Heizelementvorrat vorgesehen werden. Bei einem Formbiegen der Medienleitung erweist es sich allerdings als vorteilhafter, die Litzen um die Medienleitung herum mit einer Steigung vorzusehen, die kleiner unendlich ist. Eine große Steigung ist in der Regel energetisch zwar ausreichend, ermöglicht also eine ausreichende Wärmeeinkopplung. Aus technischen Aspekten heraus beträgt die Steigung der Litzen des Heizelementes entlang der Medienleitung jedoch vorteilhaft lediglich bis zu 150 mm. Bei Steigungen von mehr als 150 mm tritt beim Krümmen der Medienleitung das Problem auf, dass die Litze nicht der Biegung der Medienleitung folgt, sondern sich von dieser abhebt. Die günstigste Steigung als Kompromiss aus technischen und wirtschaftlichen Aspekten ist daher z. B. eine Steigung im Bereich von 40 bis 80 mm, Insbesondere im Hinblick auf die Heizelement-Litzenlänge, die vorgesehen werden muss, und die technische Praktikabilität beim Umwickeln der schlauchförmigen Medienleitung. Da bei einer schlauchförmigen Medienleitung ggf. besonders enge Krümmungsradien ausgebildet werden können, was zu einem sehr geringen Bauraum führt, wird zum Vermeiden eines ungewollten Abhebens der Litze bzw. des Heizelements von der Medienleitung die vorstehend bereits genannte angepasste Steigung von insbesondere bis zu 80 mm vorgesehen.
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Zum Erzeugen einer gleichmäßigen Wärmeeinkopplung im Bereich des oder der Leitungsverbinder und der Medienleitung sowie des Übergangsbereichs zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder kann eine angepasst unterschiedliche Steigung beim Bewickeln vorgesehen sein. Eine große Steigung von bis zu 80 mm oder sogar bis zu 150 mm kann entsprechend entlang der Medienleitung vorgesehen werden, wohingegen im Übergangsbereich zum Leitungsverbinder und entlang von diesem eine geringere Steigung sinnvoller erscheint, so dass der Wärmeeintrag über die gesamte Länge der beheizbaren Medienleitung hinweg etwa gleich groß gehalten oder an den Stellen, an denen ein besonders hoher Wärmeeintrag erforderlich ist, erhöht werden kann. Der Einfluss der Steigung der Litzen ist im Bereich der Medienleitung in Bezug auf den Materialeinsatz hoch, da die Länge der Medienleitung z. B. 4,50 m betragen kann, wohingegen der Einfluss im Bereich der Leitungsverbinder gering ist, da dort lediglich kurze Abmessungen umwickelt werden. Bezogen auf die Wärmeeinkopplung sind dies 15 Watt pro Meter bei der Medienleitung und 1,5 Watt pro Leitungsverbinder. Im Gegensatz zu der großen Steigung entlang der Medienleitung von insbesondere bis zu 150 mm kann entlang dem Leitungsverbinder z. B. eine Steigung von 3 mm vorgesehen sein. Durch das Versehen der flexiblen deck- oder coverschichtfreien oder mit einer Deck- oder Coverschicht geringer Schichtdicke von unter 0,5 mm versehenen Medienleitung mit dem Heizelement können die Innenschicht(en) anwendungsspezifisch variiert und die Medienleitung mit verschiedenen Litzen so kombiniert werden, dass entsprechend den Kundenwünschen eine genaue Auftauzeit für das in der Medienleitung vorhandene Medium eingestellt werden kann. Hierbei kann die Aufwärmzeit z. B. 20 bis 30 min. betragen. Bei einem Umwickeln der Medienleitung mit dem Heizelement kann eine Heizleistung von z. B. 14 bis 20 W/m und bei einem Anordnen des Heizelements im Innern der Medienleitung eine Heizleistung von z. B. 10 bis 16 W/m erzeugt werden. Im Bereich der Leitungsverbinder kann beispielsweise eine Heizleistung von 1,0 bis 1,5 W/Leitungsverbinder erzeugt werden.
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Bei Vorsehen einer kleinen Steigung im Bereich des Leitungsverbinders kann eine spiralförmige und/oder mäandrierte Wicklung oder eine langgestreckte um die Leitungsverbinder herum vorgesehen werden. Auch Mischformen von mäandrierter, spiralförmiger oder auch langgestreckter Wicklung sowie unterschiedliche Wicklungen an Leitungsverbinder, Übergangsbereich und Medienleitung sind möglich.
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Bei Vorsehen von mehr als einer Litze können diese zu einem durchgehenden Teil verbunden werden, wobei insbesondere zwei gleiche Litzen vorgesehen sind, die miteinander verbunden werden. Hierdurch wird eine durchgehende Litze bei Verbinden der beiden Litzen innerhalb des Leitungsverbinders erzeugt, so dass weitere Verbindungs- oder Crimpstellen vorteilhaft entfallen können. Crimpstellen von Heizelementen, insbesondere Heizdrähten, sind im Prinzip Sollbruchstellen, da sie insbesondere bei dauerhafter Beaufschlagung mit Querkräften zum Brechen neigen. Derartige Querkräfte treten bspw. durch Erschütterungen, Schwingungen und andere Beaufschlagungen beim Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, auf. Beim Brechen der Verbindungsstellen bzw. Crimpstellen tritt nicht nur ein Qualitätsproblem auf, sondern insbesondere bei schadhafter Isolation auch die Gefahr eines Kurzschlusses. Dies kann vorteilhaft durch das Vorsehen verbindungsstellenfreier Litzen vermieden werden. Hier wird, wie bereits erwähnt, dann lediglich eine Verbindung an dem Leitungsverbinder vorgesehen, wobei die Litzen dort entweder miteinander an ihren Enden verbunden werden können oder mit Kaltleitern oder anderen Einrichtungen zum Verbinden mit einer Strom- oder Spannungsquelle.
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Die Litzen können ferner unverbunden oder indirekt verbunden sein, insbesondere über eine weitere Leitung. Eine Leitung kann beispielsweise durch zwei Einzelleitungen in Reihe gebildet sein, wobei die gebildete Gesamtleitung drei Steckverbinder aufweisen kann. Ein Steckverbinder dient dabei dem Anschluss an eine Strom- oder Spannungsquelle und zwei Steckverbinder der internen Verbindung der Leitungen miteinander. Das Vorsehen von Kaltleitern zum Anschluss an eine Strom- oder Spannungsquelle kann dabei vollständig entfallen.
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Vor dem Verbinden des Medienleitungsabschnitts mit dem zumindest einen Leitungsverbinder kann die zumindest eine Einrichtung zum Schutz und/oder zur Isolation der Medienleitung um diese herum angeordnet werden, insbesondere ein Wellrohr axial auf diese aufgeschoben werden. Grundsätzlich ist es ebenfalls möglich, sofern bereits zwei Leitungsverbinder endseitig mit der Medienleitung verbunden wurden, eine in ihrer Längsrichtung geschlitzte Schutzeinrichtung, insbesondere ein in Längsrichtung geschlitztes Wellrohr, seitlich, also radial bezüglich der Medienleitung, auf diese aufzufügen.
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Ferner kann zumindest eine Einrichtung zum Schutz- und/oder zur Isolation des Leitungsverbinders und/oder des Übergangsbereichs zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder um diese herum angeordnet werden, insbesondere Schutzkappen zur Ummantelung des zumindest einen Leitungsverbinders und des zumindest einen Übergangsbereichs zu der Medienleitung diese und/oder die diese umgebende Schutz- und Isoliereinrichtung umgebend, wie z. B. ein Wellrohr. Derartige Schutzkappen umgeben dann nicht nur die Leitungsverbinder sowie den Übergangsbereich zur Medienleitung, sondern auch einen Teil des diese ummantelnden Well- oder Glatt- bzw. Polyamidrohres, so dass eine kompakte Einheit zwischen der Medienleitung und den Leitungsverbindern zum Ausbilden einer vollständig beheizbaren Medienleitung vorgesehen wird. Hierbei kann auch eine Abzweigstelle des Heizelementes zum Anschließen von diesem an einer Energiequelle durch das Ummanteln mit solchen Schutzkappen gegen Beschädigung geschützt werden.
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Vorteilhaft kann das Heizelement adaptiv auf die Medienleitung aufgewickelt und/oder adaptiv auf der Medienleitung und/oder dem Leitungsverbinder aufgebracht oder in die Medienleitung eingebracht werden, insbesondere können die Litze, ein Befestigungsmittel zum Befestigen der Litze auf der Medienleitung und/oder die Isolations- und/oder Schutzeinrichtung zur Isolation bzw. zum Schutz der Medienleitung und/oder des Leitungsverbinders und/oder des Übergangsbereichs zwischen Medienleitung und Leitungsverbinder adaptiv aufgebracht werden. Eine adaptive Aufbringung bedeutet das Vorsehen der Litze angepasst an die jeweiligen Erfordernisse des Anwendungsfalls. Hierdurch wird nicht wie beim Stand der Technik eine bei der vorkonfektionierten Medienleitung dort vorgegebene Anordnung und Heizelementmenge verwendet. Vielmehr kann bei Umwickeln der Baugruppe zum Leiten eines Mediums nach deren Konfektionierung die Anordnung der Litzen genau an den Stellen erfolgen, an denen ein Wärmeeintrag in die Medienleitung und die Leitungsverbinder gewünscht wird bzw. erforderlich ist. Entsprechendes ist auch bei Einfügen der Litze(n) in das Innere der Medienleitung möglich, wobei die Litze(n) ein- oder mehrfach hin und zurückgelegt werden. Durch das adaptive Aufbringen des Heizelementes bzw. von dessen Litze(n) können Medienleitungen in verschiedenen Varianten angeboten werden. Insbesondere im Vergleich zu Litzen, die in die Wandung von Rohrleitungen oder Schlauchleitungen als Medienleitungen integriert sind, kann eine Medienleitung beim adaptiven Aufbringen des Heizelementes bzw. von dessen Litzen mit unterschiedlichster Steigung und in unterschiedlichster Form bewickelt bzw. mit dem Heizelement versehen werden. Bei einem Einbetten von Litzen in die Rohrwandung oder Schlauchleitungswandung der Medienleitung ist dieser Vorgang Bestandteil des Extrusionsprozesses der Medienleitung und es ist daher stets komplizierter und aufwendiger, diesen Vorgang zu variieren. Im Vergleich zum Einbetten von Litzen in die Wandung der Medienleitung ist es beim adaptiven Bewickeln bzw. Auf- oder Einbringen des Heizelementes auf der oder in die Medienleitung möglich, eine im Vergleich zur rohr- oder schlauchförmigen Medienleitung mit in deren Wandung einextrudierten Litzen geringere Wandstärke der erfindungsgemäßen flexiblen Medienleitung vorzusehen, so dass ein geringerer Materialeinsatz erforderlich und somit eine Kostenreduktion möglich ist.
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Somit wird eine beheizbare Medienleitung vorgesehen, bei der die Beheizung der Medienleitung selbst und von den mit dieser verbundenen Leitungsverbindern über das zumindest eine Heizelement bzw. die zumindest eine Litze erfolgt, die auf der Medienleitung vorgesehen ist bzw. war. Es können damit zahlreiche Verbindungsstellen der Litzen des Heizelementes vermieden werden. Ebenfalls vermieden werden kann das Vorsehen einer großen Variantenvielfalt von Litzen, die ansonsten bevorratet werden, um für die jeweiligen Anwendungsfälle auf Leitungsverbindern und Medienleitungen bei der Vorkonfektionierung angeordnet zu werden. Demgegenüber kann nun eine Medienleitung bereits mit Heizelement versehen vorkonfektioniert werden, wobei eine vorteilhafte adaptive Aufbringung des Heizelementes auf der Medienleitung dazu führt, dass hierüber eine Anpassung an die gewünschte Wärmeleistung möglich ist. Durch das Vermeiden von Verbindungsstellen zwischen Litzen der Leitungsverbinder und den auf der Medienleitung aufgebrachten Litzen des Heizelementes kann ferner eine kompaktere Bauweise realisiert werden, da lediglich die bereits auf der Medienleitung angeordneten Litzen zu den Leitungsverbindern weitergeführt und zu deren Beheizung verwendet werden.
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Ferner erweist es sich als vorteilhaft, einen kontinuierlichen Bewicklungsprozess der zumindest eine medienbeständige Innenschicht und zumindest eine druckaufnehmende Außenschicht aufweisenden Medienleitung mit Heizelement und Fixiereinrichtung bzw. Befestigungsmittel sowie ggf. Druckträger vorsehen zu können, da ein solcher kostengünstig, zugleich jedoch auch flexibel ist, da die kontinuierliche Bewicklung insbesondere auch im Hinblick auf die Steigung und das Vorsehen von abschnittsweise unterschiedlicher Steigung der Heizelementbewicklung auf der Medienleitung an jeweilige Anwendungsfälle angepasst werden kann. Es können somit verschiedene mit Heizelement und Fixiereinrichtung bzw. Befestigungsmittel sowie Druckträger versehene beheizbare Medienleitungen auf Coils aufgewickelt bevorratet werden, bei denen insbesondere die Abstände der abschnittsweisen Heizelementbevorratung an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst bemessen werden können.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Diese zeigen in:
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1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen beheizbaren Medienleitung,
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2 eine perspektivische Ansicht der Medienleitung gemäß 1,
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3 eine perspektivische Ansicht der Medienleitung ohne Heizelement,
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4a eine Seitenansicht einer mit zwei Litzen eines Heizelements umwickelten und in einer ersten erfindungsgemäßen Bearbeitungsstufe abgelängten Medienleitung,
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4b eine Seitenansicht der Medienleitung gemäß 5a in einer zweiten erfindungsgemäßen Bearbeitungsstufe, wobei die Litzen endseitig von der Medienleitung in einem Abschnitt abgewickelt werden und die Medienleitung erneut abgelängt wird,
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4c eine Seitenansicht der Medienleitung gemäß 5a in einer dritten erfindungsgemäßen Bearbeitungsstufe, in der zwei Leitungsverbinder mit den Litzen bewickelt sind und ein Wellrohr sowie Schutzkappen aufgebracht sind,
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4d eine Seitenansicht der fertig montierten erfindungsgemäßen beheizbaren Medienleitung,
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5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen fertig montierten beheizbaren Medienleitung mit offener Schutzkappe, und
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6 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen beheizbaren Medienleitung mit in dem Innenlumen der Medienleitung angeordnetem Heizelement.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht einer beheizbaren Medienleitung 1. Diese umfasst eine flexible Medienleitung 10, die eine ein- oder mehrlagige Innenschicht 11 aufweist, auf deren Außenseite 12 eine druckaufnehmende Außenschicht in Form eines Druckträgers 3 vorgesehen ist. Auf der Außenseite 30 des Druckträgers 3 ist ein Heizelement 2 in Form zweier Litzen 20, 21 zum Beheizen der Medienleitung 10 zum Schaffen der beheizbaren Medienleitung 1 aufgebracht. Diese sind um die mit dem Druckträger 3 versehene Medienleitung 10 herum gewendelt. Dies kann besser der 2 entnommen werden.
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Mit Abstand zu der Medienleitung 10 ist eine Isolations- und/oder Schutzeinrichtung in Form eines Wellrohres 4 angeordnet. Diese kann ebenfalls beispielsweise als Glattrohr ausgebildet sein. Die Isolations- und/oder Schutzeinrichtung dient einerseits dem mechanischen und chemischen Schutz der schlauchförmigen Medienleitung 10 und andererseits der Isolation durch Vorsehen eines Luftspalts 40 zwischen der Innenseite 41 der Isolations- und/oder Schutzeinrichtung und der Außenseite 12 der Innenschicht 11 bzw. der Außenseite 30 des diese umgebenden Druckträgers 3 bzw. der Litzen 20, 21 der Medienleitung 10. Der Luftspalt 40 kann z. B. etwa 0,1 bis 0,4 mm, insbesondere 0,1 bis 0,2 bzw. 0,2 bzw. 0,2 bis 0,4 mm betragen.
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Die Medienleitung bzw. das Innenlumen 13 der Medienleitung 10 kann z. B. einen Innendurchmesser di von 3,2 bis 6 mm aufweisen, je nach dem, wie hoch der Medium-Volumenstrom durch die Medienleitung sein soll bzw. welcher Druckverlust und welche Pulsationsdämpfung als akzeptabel erachtet werden.
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Die Litzen 20, 21 können, gemessen incl. einer außenseitig vorgesehenen Isolierung 28, z. B. einen Außendurchmesser da von etwa 1,3 mm aufweisen. Die Litzen können mit oder ohne die Isolierung 28 vorgesehen werden. Gerade beim Anordnen der Litzen im Innern der Medienleitung erweist sich das Ummanteln der Litzen mit einer Isolierung 28 als vorteilhaft. Unter einer Litze werden eine zur Litze zusammengefasste Anzahl von Heizdrähten, jedoch auch ein einzelner Heizdraht verstanden.
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Die Wandstärke s der ein- oder mehrlagigen Innenschicht 11 der Medienleitung 10 kann beispielsweise 0,5 bis 1,0 mm betragen, um eine ausreichende Übertragung des innerhalb der Medienleitung 10 herrschenden Mediendrucks auf den Druckträger 3 sicherzustellen. Die Innenschicht 11 ist in 1 als lediglich einlagige Innenschicht dargestellt.
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Wie 3 entnommen werden kann, wird die Medienleitung 10 zunächst mit dem Druckträger 3 bewickelt oder versehen. Der Druckträger 3 kann als Gewebe, Gelege, Geflecht, Spiralwicklung etc. ausgebildet und auf der Außenseite der Medienleitung 10 aufgebracht werden. Die zumindest einlagige Innenschicht 11 der Medienleitung 10 besteht aus einem medienbeständigen Elastomermaterial oder einem thermoplastischen Elastomermaterial, um eine ausreichende Flexibilität bzw. elastische Verformbarkeit zum Ermöglichen eines Formbiegens sowie zum Vergleichmäßigen des Drucks des innerhalb der Medienleitung strömenden Mediums vorzusehen. Der Druckträger 3 ist an der Medienleitung 10 stellenweise befestigt oder zumindest an dieser fixiert, beispielsweise durch Fixierstellen 31, die z. B. Klebe- oder Schweißstellen sein können.
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Auf der Außenseite 30 des Druckträgers 3 werden die Litzen 20, 21 durch spiralförmiges Wickeln aufgebracht. Die beiden Litzen 20, 21 werden nachfolgend auf dem Druckträger 3 fixiert oder befestigt, z. B. durch Vorsehen von Befestigungsmitteln oder Fixiereinrichtungen, die insbesondere kontinuierlich entlang der Längserstreckung der Medienleitung 10 angeordnet werden. Wie in 2 angedeutet, können die Befestigungsmittel bzw. Fixiereinrichtungen in Form von Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband 5 vorgesehen sein, das vorteilhaft durch kontinuierliches Umwickeln aufgebracht wird. Beim kontinuierlichen Umwickeln kann das Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband 5 den Litzen 20, 21 folgend aufgebracht werden. Eine stellenweise Anordnung von Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband, also ein in Abständen aufgebrachtes Aufbringen von diesem, kann grundsätzlich zur Fixierung der Position der Litzen 20, 21 verwendet werden, eine Befestigung durch vollständiges Umwickeln ermöglicht jedoch eine sicherere Befestigung.
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Nach dem Fixieren oder Befestigen der Litzen 20, 21 wird das Wellrohr 4 aufgefügt. Dieses kann auf die Medienleitung axial aufgeschoben werden, sofern diese noch nicht mit Leitungsverbindern, wie zu den 4a–d beschrieben, verbunden ist. Es kann auch geschlitzt ausgebildet werden, um nach dem Verbinden der Medienleitung 10 mit Leitungsverbindern das Wellrohr 4 noch durch radiales Aufschieben aufbringen zu können.
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Die mit Druckträger 3 und den beiden Litzen 20, 21 versehene flexible Medienleitung 10 wird vorkonfektioniert und auf einem Coil aufgewickelt. Die gewünschte Länge der Medienleitung 10 wird abgelängt. 4a zeigt die Medienleitung 10, die von dem Heizelement 2 bzw. seinen beiden Litzen 20, 21 umwickelt ist. Die Medienleitung 10 mit den beiden darum gewickelten Litzen 20, 21 ist ein vorkonfektionierter Abschnitt einer solchen langen aus einem kontinuierlichen Bewicklungsprozess einer Medienleitung gewonnenen abgelängten Medienleitung. Die erste Litze 20 ist mit einer Steigung S1 und die zweite Litze 21 ist mit einer Steigung S2 aufgewickelt, wobei beide Steigungen einander entsprechen oder ggf. auch leicht variieren können, um einen optimalen Wärmeeintrag in die Medienleitung zu ermöglichen. Die beiden Litzen werden durch das Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband 5 als Befestigungsmittel auf der Außenseite der Medienleitung 10 befestigt. Dieses folgt der Wendelung der Litzen 20, 21, wie 4a entnommen werden kann.
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Die Medienleitung 10 entsprechend 4a ist auf eine Länge LR+H abgelängt. Diese Länge entspricht der gewünschten Medienleitungslänge lR zuzüglich der Länge, auf der die gewünschte Heizelementlänge lH zum Umwickeln von Leitungsverbindern, mit denen die Medienleitung zum Anschließen an Aggregate etc. in einem Fahrzeug versehen wird, aufgewickelt ist. In 4b sind die an beiden Enden der abgelängten Medienleitung 10 vorgesehenen Überlängen lÜ bzw. Medienleitungsenden 14, 15 zu sehen. Die freien Heizelementenden bzw. die Litzenenden 23, 24, 25, 26 sind ebenfalls in 4b gezeigt. Diese vier freien Litzenenden der beiden Litzen 20, 21 waren zuvor auf dem mit der Überlänge abgelängten Medienleitungsenden 14, 15 angeordnet. Nach dem Abwickeln der Litzenenden 23, 24, 25, 26 von den beiden Medienleitungsenden 14, 15 werden diese, wie in 4b angedeutet, von dem mittleren Medienleitungsabschnitt 16 abgetrennt. Der mittlere Medienleitungsabschnitt 16 weist die gewünschte Medienleitungslänge lR auf, die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderlich ist. Bspw. kann die Medienleitungslänge lR hier 4,5 m oder aber auch nur 0,2 m betragen. Dies ist abhängig von dem jeweiligen späteren Verwendungsort und Verwendungszweck der beheizbaren Medienleitung.
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Nach dem Abtrennen der beiden Medienleitungsenden 14, 15 werden die beiden endseitigen Schnittkanten des mittleren Medienleitungsabschnitts 16 gesäubert und das Wellrohr 4 axial auf die Medienleitung bzw. deren mittleren Medienleitungsabschnitt 16 aufgeschoben, wobei das Wellrohr den Medienleitungsabschnitt vollumfänglich umgibt. Nachfolgend wird an dem einen Ende des mittleren Medienleitungsabschnitts 16 ein erster Leitungsverbinder 6 und an dem anderen Ende ein zweiter Leitungsverbinder 7 angebracht, insbesondere durch Dornen, Laserschweißen, Umspritzen oder ein anderes Fügeverfahren. Nach dem Verbinden des Medienleitungsabschnitts 16 mit den beiden Leitungsverbindern 6, 7, also nach dem Verbinden des „fluidischen” Teils der beheizbaren Medienleitung, also des Teils, durch den das Fluid strömen kann, werden die Litzenenden 23, 24 zum Umwickeln des ersten Leitungsverbinders 6 und die beiden Litzenenden 25, 26 zum Umwickeln des zweiten Leitungsverbinders 7 verwendet. In den Übergangsbereichen 17, 18 von dem mittleren Medienleitungsabschnitt 16 zu den beiden Leitungsverbindern 6, 7 sind somit keine Crimpstellen der Litzen mehr vorgesehen. Vielmehr werden die Litzen 20, 21 durchgängig von der Medienleitung weiter über die beiden Leitungsverbinder hinweg gewickelt bzw. angeordnet. Die Steigung der Wicklung kann dabei an den beiden Leitungsverbindern 6, 7 im Vergleich zur Medienleitung variieren. Wie in 4c zu sehen, ist entlang der Medienleitung eine etwa gleichbleibende Steigung der Wicklung der beiden Litzen 20, 21 vorgesehen, in den beiden Übergangsbereichen 17, 18 sind die beiden Litzen 20, 21 etwa parallel geführt und auf den beiden Leitungsverbindern 6, 7 ist eine sehr viel geringere Steigung der gewickelten Litzen vorgesehen, wobei sich diese bei den beiden Leitungsverbindern 6, 7 ferner noch unterscheidet.
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Die jeweiligen Litzenenden 23, 24, 25, 26 können beispielsweise mit Kaltleitern 8 verbunden werden, die zum Anschluss an eine Strom- oder Spannungsquelle dienen. Dies ist bei dem ersten Leitungsverbinder 6 in 4c und 5 angedeutet. Ferner können die Litzenenden auch miteinander verbunden werden. Hierdurch entsteht eine geschlossene Schleife der beiden Litzen 20, 21, die dann lediglich noch zwei offene Enden, nämlich die beiden Litzenenden 23, 24 aufweist, die mit Kaltleitern 8 verbunden werden, wie in 4c zu sehen.
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Die Litzenenden 23, 24, 25, 26 können auf der Außenseite der Leitungsverbinder 6, 7 durch Formelemente gehalten werden. Ferner kann die Außenfläche der Leitungsverbinder mit einer entsprechenden Strukturierung versehen sein, wie einer Rippenstruktur 170 oder einer Formelemente bildenden Struktur. Es können also Rippen sowie Rillen oder Nuten vorgesehen werden, in die die Litzenenden eingelegt werden können. Hierdurch wird eine stabile Positionierung ermöglicht. Ebenfalls ist es möglich, auch zusätzlich zu dem Einlegen in bzw. zwischen Formelemente, eine Fixierung bzw. Befestigung durch Vorsehen eines Befestigungsmittels wie des Klebe-, Gewebeklebe-, Gewebebandes 5 vorzusehen, das entlang der Medienleitung die Positionierung der Litzen 20, 21 des Heizelementes 2 fixiert.
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Wie 4c weiter entnommen werden kann, werden nach dem Umwickeln der Leitungsverbinder 6, 7 mit den Litzen 20, 21 Schutzkappen 42, 43 zum Schutz und zur Isolation auf den beiden Leitungsverbindern 6, 7 sowie überdeckend die beiden Übergangsbereiche 17, 18 zu dem Medienleitungsabschnitt 16 und auch überdeckend einen Teil des Wellrohres 4 vorgesehen. Durch den zwischen der jeweiligen Außenseite der Leitungsverbinder bzw. der Übergangsbereiche bzw. des Wellrohres und der jeweiligen Innenseite der Schutzkappen vorgesehenen Luftspalt 44 oder Luftraum ist eine gute Wärmeisolation möglich. Da die beiden Leitungsverbinder 6, 7 unterschiedlich geformt sind, nämlich der Leitungsverbinder 6 eine Winkelform aufweist, wohingegen der Leitungsverbinder 7 gerade geformt ist, sind auch entsprechend unterschiedlich geformte Schutzkappen 42, 43 zum mechanischen Schutz aller innerhalb von diesen angeordneter Elemente der beheizbaren Medienleitung sowie zur Isolierung vorgesehen.
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Die Schutzkappe 42 weist einen Abzweigstutzen 45 auf, durch den die Kaltleiter 8 auf die Außenseite der Schutzkappe 42 geführt werden können. An den Abzweigstutzen kann sich eine Ummantelungseinrichtung der Kaltleiter anschließen bzw. teilweise darin aufgenommen sein, wie z. B. ein weiteres Wellrohr 46. Hierdurch ist ein knicksicheres und stabiles Herausführen der Kaltleiter zum Anschließen des Heizelementes an eine Strom- oder Spannungsquelle möglich. Dies ist in 4d zu sehen, wobei die Kaltleiter zum Anschluss an eine Strom- oder Spannungsquelle mit einem entsprechenden Steckverbinder 47 versehen sind. Wie 4d ferner entnommen werden kann, weisen die beiden Schutzkappen 42, 43 jeweils endseitig Verbindungsöffnungen 48, 49 zum Einfügen von Halteelementen zum Rückhalten eines darin eingefügten Steckers oder Steckverbinders zum Verbinden mit einem Aggregat oder anderen Leitungen auf.
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Beim Bewickeln der Medienleitung kann die Steigung über die Längserstreckung der Medienleitung hinweg leicht variieren, was sich durch Ausschöpfen des Toleranzbereichs und Vorsehen einer Steigung innerhalb einer Toleranz ergibt. Ebenfalls ist es möglich, beim kontinuierlichen Bewickeln von einem Ende der Medienleitung zum anderen eine bewusste Varianz der Steigung vorzusehen, zum Schaffen eines Heizelementvorrates oder aber auch zum Erzeugen eines über die Längserstreckung der Medienleitung hinweg unterschiedlichen Wärmeeintrags in diese. Je nachdem, an welcher Stelle ein besonders großer Wärmeeintrag gefordert wird, kann partiell eine variable Steigung bzw. eine geringere Steigung bei höherem gewünschten Wärmeeintrag vorgesehen werden. Entsprechendes ist ebenfalls möglich bei Vorsehen des Heizelements 2 im Innern der flexiblen Medienleitung, wobei beispielsweise das Heizelement in Schleifen und/oder engere und weitere Wellen gelegt wird, um einen Heizelementvorrat und/oder einen über die Längserstreckung der Medienleitung hinweg unterschiedlichen Wärmeeintrag zu schaffen.
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Wie besonders gut 5 zu entnehmen ist, können die Litzen 20, 21 in Wickelnuten 200 auf der Außenseite des oder der Leitungsverbinder 6, 7 geführt werden. Die Wickelnuten werden durch vorstehende Rippen 201 oder Formelemente auf der Außenseite des Leitungsverbinders begrenzt bzw. gebildet. Hierdurch ist eine eindeutige Positionierung der Litzen auf der Außenseite der Leitungsverbinder möglich, so dass eine Fixierung durch ein Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband, wie dies entlang der Medienleitung vorgesehen ist, hier entfallen kann. Sind derartige Wickelnuten nicht vorgesehen, kann selbstverständlich auch im Bereich des Leitungsverbinders 6, 7 eine Fixierung der Litze oder Litzen des Heizelementes 2 durch beispielsweise ein Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband oder eine anderweitige Fixiereinrichtung erfolgen.
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6 zeigt einen Querschnitt durch eine beheizbare Medienleitung 1 mit ummantelndem Wellrohr, bei der die Medienleitung 10 in ihrem Innenlumen 13 bzw. im Innern der innersten Lage 111 der mehrschichtigen Innenschicht 11 auf deren Innenseite 19 Litzen 20, 21 des Heizelements 2 aufweist. Das Heizelement ist also im Innern der Medienleitung angeordnet. Der sonstige Aufbau der Medienleitung mit die Innenschicht 11 ummantelndem Druckträger 3 entspricht der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit auf der Außenseite 12 bzw. 30 angeordnetem Heizelement 2. Als Leitungsverbinder können bei dieser Ausführungsform mit Innenbeheizung der Medienleitung sog. Quickkonnektoren (QC) verwendet werden. Die Konfektionierung der beheizbaren Medienleitung 1 kann z. B. auch durch diskontinuierliche Litzenintegration erfolgen, die ein Vorsehen von mit Leitungsverbindern versehenen Medienleitungsabschnitten ist.
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Die Leitungsverbinder bzw. Quickkonnektoren können in ihren Gehäusen Umlenkeinrichtungen zum Umlenken der Litze(n) bzw. des Heizelements 2 aufweisen. Diese Umlenkeinrichtungen können einstückig mit dem Gehäuse oder als Einsatzteile ausgebildet sein. Zum Verbinden der Leitungsverbinder mit der flexiblen Medienleitung 10 können diese beispielsweise einen endseitigen Verbindungsdorn aufweisen, auf den das Ende der flexiblen Medienleitung aufgesteckt wird. Ferner können die Leitungsverbinder eine Einstecköffnung zum Einstecken eines Verbindungssteckers zu einem Aggregat aufweisen, um die Verbindung zu einem solchen zu ermöglichen.
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Das Gehäuse des Leitungsverbinders kann ferner zumindest eine Öffnung zum Herausführen des oder der freien Endes/Enden des Heizelements 2 aufweisen, um einen Anschluss an Kaltleiter und somit an eine Strom-/Spannungsquelle zu ermöglichen.
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In die flexible Medienleitung kann das Heizelement beispielsweise durch Druckluft eingebracht oder auf andere Art und Weise eingefädelt werden. Als vorteilhaft erweist es sich hierbei, wenn die flexible Medienleitung bzw. deren innerste Innenschicht 111 auf ihrer Innenseite 19 ausreichend glatt ausgebildet ist, um beim Einführen des Heizelements 2 einen geringen Reibungswiderstand aufzuweisen und damit das Einführen zu unterstützen. Insbesondere ist es möglich, die Innenseite der Medienleitung mit einer entsprechend glatten Beschichtung zu versehen, wie einer Fluorpolymer-, insbesondere PTFE-Beschichtung.
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Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von beheizbaren Medienleitungen können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, bei denen jeweils die Medienleitung flexibel bzw. elastisch verformbar ist bzw. aus einem Flexibilität bzw. elastische Verformbarkeit aufweisenden Material besteht und zumindest eine medienbeständige Innenschicht und zumindest eine druckaufnehmende Außenschicht umfasst in Form eines die Innenschicht bzw. die äußerste Lage der Innenschicht außenseitig zumindest teilweise ummantelnden oder umgebenden Druckträgers. Zumindest eine Litze des Heizelements erstreckt sich entlang der Medienleitung auf deren Innen- oder Außenseite, vorteilhaft durchgängig auch entlang dem zumindest einen Leitungsverbinder.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- beheizbare Medienleitung
- 2
- Heizelement
- 3
- Druckträger
- 4
- Wellrohr
- 5
- Klebe-, Gewebeklebe- oder Gewebeband
- 6
- erster Leitungsverbinder
- 7
- zweiter Leitungsverbinder
- 8
- Kaltleiter
- 10
- Medienleitung
- 11
- Innenschicht
- 12
- Außenseite
- 13
- Innenlumen
- 14
- erstes Medienleitungsende
- 15
- zweites Medienleitungsende
- 16
- mittlerer Medienleitungsabschnitt
- 17
- Übergangsbereich
- 18
- Übergangsbereich
- 19
- Innenseite
- 20
- Litze
- 21
- Litze
- 23
- Litzenende
- 24
- Litzenende
- 25
- Litzenende
- 26
- Litzenende
- 27
- Crimpstelle
- 28
- Isolierung
- 30
- Außenseite
- 31
- Fixierstelle
- 40
- Luftspalt
- 41
- Innenseite
- 42
- erste Schutzkappe
- 43
- zweite Schutzkappe
- 44
- Luftspalt
- 45
- Abzweigstutzen
- 46
- Wellrohr
- 47
- Steckverbinder
- 48
- Verbindungsöffnung
- 49
- Verbindungsöffnung
- 111
- innerste Lage der Innenschicht
- 170
- Rippenstruktur
- 200
- Wickelnut
- 201
- vorstehende Rippe
- di
- Innendurchmesser der schlauchförmigen Medienleitung
- da
- Außendurchmesser der Litze
- s
- Wandstärke der Medienleitung
- S1
- Steigung Litze 20
- S2
- Steigung Litze 21
- lH
- Heizelementlänge
- lR
- Medienleitungslänge
- LR+H
- verlängerte Medienleitungslänge
- lÜ
- Überlänge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1985908 A1 [0003]
- DE 102005037183 B3 [0003, 0004]
- EP 1519098 B1 [0003, 0005]
- EP 1721097 B1 [0006]
- EP 2107291 A2 [0007]
- DE 29518580 U1 [0008]
- EP 1329660 A2 [0009, 0014, 0016, 0016]