DE102012013674A1 - Hose line has heating element that is provided in outer cover layers of single or multi-layered hose wall is sunk and/or melted and/or pressed - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schlauchleitung mit einer Schlauchwandung und mit zumindest einem dort angeordneten Heizelement, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schlauchleitung sowie eine Schlauchleitung, die zum Bestücken mit zumindest einem Heizelement ausgebildet ist.The invention relates to a hose with a hose wall and with at least one heating element arranged there, a method for producing such a hose and a hose, which is designed for loading with at least one heating element.
Schlauchleitungen mit einer Schlauchwandung und mit zumindest einem dort angeordneten Heizelement sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Schlauchleitung sind im Stand der Technik bekannt. Schlauchleitungen dienen dem Leiten von Medium durch ihr Schlauchlumen hindurch. Die das Schlauchlumen umschließende Schlauchwandung kann ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein. Das zumindest eine Heizelement ist zum Beheizen des durch die Schlauchleitung strömbaren Mediums bei niedrigen Temperaturen vorgesehen. Ohne eine solche Heizmöglichkeit kann das Medium in der Schlauchleitung einfrieren und entsprechend eine Störung beispielsweise beim Betrieb eines Fahrzeugs bzw. von dessen Komponenten, die über die Schlauchleitung mit dem Medium versorgt werden sollen, auftreten. Die Heizelemente können beispielsweise in Form von Litzen in die Schlauchwandung einer Schlauchleitung einextrudiert werden. Nach der Herstellung der Schlauchleitung sind die Litzen von der Außenseite der Schlauchleitung aus üblicherweise nicht sichtbar. Beispielsweise offenbart die
Aus der
Als nachteilig erweist sich bei in die Schlauchwandung integrierten Heizelementen die mangelnde Flexibilität bzgl. einer anwendungsbezogenen Anordnung der Heizelemente, da ein nachträgliches Verändern der Positionierung der Heizelemente, um eine Eignung für eine bestimmte Anwendung zu schaffen, nicht möglich ist. Auch erweist sich das Herstellen einer solchen Schlauchleitung mit in deren Schlauchwandung einextrudierten bzw. integrierten Heizelementen als aufwendig, da die Schlauchwandung komplex aufgebaut und entsprechend der Konfektionierungsprozess zum Herstellen einer solchen Schlauchleitung sehr aufwendig ist.As a disadvantage proves in the hose wall integrated heating elements lack of flexibility regarding. An application-related arrangement of the heating elements, since a subsequent change in the positioning of the heating elements to create a suitability for a particular application is not possible. Also, the production of such a hose with in the hose wall an extruded or integrated heating elements proves to be expensive, since the hose wall is complex and corresponding to the confectioning process for producing such a hose is very expensive.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfacheren Aufbau der Schlauchwandung einer Schlauchleitung, die mit zumindest einem Heizelement versehen wird oder ist, vorzusehen, wobei auch das Verfahren zum Herstellen einer solchen Schlauchleitung gegenüber dem bekannten Verfahren eines Integrierens des zumindest einen Heizelements in die Schlauchleitungswandung deutlich vereinfacht werden soll.The present invention is therefore an object of the invention to provide a simpler construction of the hose wall of a hose, which is or is provided with at least one heating element, wherein the method for producing such a hose over the known method of integrating the at least one heating element in the Hose line wall to be significantly simplified.
Die Aufgabe wird für eine Schlauchleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das zumindest eine Heizelement auf der Außenseite der Schlauchwandung angeordnet und über einen Teilbereich seines Umfangs in die Schlauchwandung eingebettet ist, wobei das zumindest eine Heizelement teilweise in den äußeren Deckbereich einer einschichtigen oder die äußere Deckschicht einer mehrschichtigen Schlauchwandung eingesunken und/oder eingeschmolzen und/oder eingedrückt ist. Für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das zumindest eine Heizelement über einen Teilbereich seines Umfangs in die Schlauchwandung eingebettet wird, wobei das Heizelement teilweise in den äußeren Deckbereich oder die äußere Deckschicht der Schlauchwandung einsinkt und/oder einschmilzt und/oder eingedrückt wird. Für eine Schlauchleitung, die zum Bestücken mit zumindest einem Heizelement ausgebildet ist, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schlauchleitung zumindest im äußeren Deckbereich oder einer äußersten Deckschicht einen Einsinkbereich zum Einbetten des Heizelements aufweist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for a hose according to the preamble of claim 1, characterized in that the at least one heating element is arranged on the outside of the hose wall and embedded over a portion of its circumference in the hose wall, wherein the at least one heating element partially in the outer deck area of a single-layered or the outer cover layer of a multilayer hose wall is sunk and / or melted down and / or pressed in. For a method according to the preamble of claim 4, the object is achieved in that the at least one heating element is embedded over a portion of its circumference in the hose wall, wherein the heating element partially sinks into the outer deck area or the outer cover layer of the hose wall and / or melts and / or is pressed. For a hose line which is designed to be equipped with at least one heating element, the object is achieved in that the hose line has a sinking region for embedding the heating element at least in the outer cover region or an outermost cover layer. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
Dadurch wird eine Schlauchleitung auf der Außenseite von deren Schlauchwandung mit zumindest einem Heizelement versehen, wobei auf einfache Art und Weise das Heizelement zunächst auf der Außenseite der Schlauchwandung, z. B. durch Bewickeln, in einer individuell variierbaren Positionierung angeordnet und nachfolgend das Heizelement teilweise in die Schlauchwandung eingebettet wird. Ein Teil des Umfangs des zumindest einen Heizelements ragt über die Oberfläche der Schlauchwandung vor, der andere Teil ist in diese eingebettet. Das Einbetten kann z. B. mechanisch durch Ausüben einer radialen Druckkraft und/oder einer axialen Zugkraft auf das zumindest eine Heizelement und/oder unter Wärmezufuhr erfolgen, also durch Temperieren des Heizelements und/oder der Schlauchwandung. Letzteres kann z. B. durch Anordnen der Schlauchleitung in einer Temperierkammer erfolgen. Das Heizelement kann auf der Außenseite der Schlauchleitung durch Bewickeln aufgebracht, das Heizelement temperiert und/oder die Schlauchwandung einer Temperierung ausgesetzt werden und das Heizelement teilweise in den äußeren Deckbereich oder die äußere Deckschicht der Schlauchwandung einsinken und/oder einschmelzen und/oder eingedrückt werden. Durch die Wärmezufuhr kann das zumindest eine Heizelement zum Teil in die Schlauchwandung bzw. deren äußeren Deckbereich einsinken, kann zusätzlich jedoch in diese eingedrückt werden. Bei Aufschmelzen der Deckschicht einer mehrschichtigen Schlauchwandung oder des Deckbereichs einer einschichtigen Schlauchwandung beispielsweise über Erhitzen des Heizelements dringt dieses selbständig in die Schlauchwandung ein.As a result, a hose line is provided on the outside of the hose wall with at least one heating element, wherein in a simple manner, the heating element initially on the outside of the hose wall, z. B. by winding, arranged in an individually variable positioning and subsequently the heating element is partially embedded in the hose wall. A part of the circumference of the at least one heating element projects beyond the surface of the hose wall, the other part is embedded in this. The embedding can z. B. mechanically by applying a radial compressive force and / or an axial tensile force on the at least one heating element and / or under heat, so by tempering of the heating element and / or the hose wall. The latter can z. B. be done by arranging the tubing in a tempering. The heating element can be applied to the outside of the hose by winding, the heating element tempered and / or exposed the hose wall of a temperature and sink the heater partially in the outer deck area or the outer cover layer of the hose wall and / or melt and / or be depressed. As a result of the heat supply, the at least one heating element can partly sink into the hose wall or its outer cover area, but can additionally be pressed into it. Upon melting of the cover layer of a multi-layer hose wall or the cover region of a single-layer hose wall, for example via heating of the heating element, this penetrates automatically into the hose wall.
Die äußerste Deckschicht einer mehrschichtigen Schlauchwandung und der äußere Deckbereich einer einschichtigen Schlauchwandung werden hier als Einsinkbereich bezeichnet, da das zumindest eine Heizelement über einen Teilbereich seines Umfangs in diesen einsinken kann. Die Schlauchleitung wird also nicht lediglich außenseitig mit dem zumindest einen Heizelement versehen, insbesondere bewickelt. Vielmehr ist vorgesehen, dass das zumindest eine Heizelement von außen in die Schlauchwandung teilweise eingebettet und dort fixiert wird. Durch das teilweise Einbetten des zumindest einen Heizelements von der Außenseite in die Schlauchwandung ist es möglich, die Kontaktfläche zwischen dem Schlauchwandungsmaterial und dem Heizelement gegenüber einem Anordnen lediglich auf der Außenseite der Schlauchwandung, also ohne ein teilweises Einbetten oder Einsinkenlassen, deutlich zu erhöhen. Durch die größere Kontaktfläche im Bereich des teilweise eingebetteten Heizelements ist ein besserer Wärmeübergang von dem Heizelement in die Schlauchwandung und somit auch in das durch die Schlauchleitung durchströmende Medium möglich.The outermost cover layer of a multi-layer hose wall and the outer cover region of a single-layer hose wall are referred to herein as sink-in areas, since the at least one heating element can sink over a partial area of its circumference. The hose is thus not only provided on the outside with the at least one heating element, in particular wound. Rather, it is provided that the at least one heating element is partially embedded from outside into the hose wall and fixed there. By partially embedding the at least one heating element from the outside into the hose wall, it is possible to significantly increase the contact area between the hose wall material and the heating element with respect to arranging only on the outside of the hose wall, ie without partial embedding or sinking. Due to the larger contact area in the region of the partially embedded heating element, a better heat transfer from the heating element into the hose wall and thus also into the medium flowing through the hose line is possible.
Ferner kann das Einbetten des oder der Heizelemente in die Schlauchwandung auch dazu genutzt werden, einen vergleichsweise großen Schlauchaußendurchmesser zu reduzieren, um die Schlauchleitung nachfolgend in ein Wellrohr einzubringen, das einen geringeren Innendurchmesser aufweist als dem großen Schlauchaußendurchmesser entspräche. Gegenüber einem Anordnen des zumindest einen Heizelementes lediglich auf der Außenseite der Schlauchwandung vermindert sich der Außendurchmesser der mit dem zumindest einen Heizelement versehenen Schlauchleitung aufgrund des teilweisen Einbettens des Heizelements in die Schlauchwandung. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine außenseitige Kapselung der Schlauchleitung, beispielsweise in Form eines Wellrohres, mit einem geringeren Außen- und auch Innendurchmesser vorzusehen als dies beim außenseitigen Umwickeln einer Schlauchleitung mit zumindest einem Heizelement ohne Einbetten des letzteren in die Schlauchwandung möglich wäre. Somit können nicht nur Materialkosten im Hinblick auf das Vorsehen einer kleiner dimensionierten Kapselung, insbesondere eines kleiner dimensionierten Wellrohres, eingespart werden, sondern der zum Anordnen der Schlauchleitung benötigte Bauraum kann hierdurch ebenfalls verringert werden.Furthermore, the embedding of the heating elements or the heating elements in the hose wall can also be used to reduce a comparatively large hose outer diameter to subsequently introduce the hose into a corrugated pipe, which has a smaller inner diameter than the large hose outer diameter would correspond. Compared to arranging the at least one heating element only on the outside of the hose wall, the outer diameter of the hose provided with the at least one heating element decreases due to the partial embedding of the heating element in the hose wall. In this way, it is advantageously possible to provide an outer encapsulation of the hose line, for example in the form of a corrugated pipe, with a smaller outer and inner diameter than would be possible with the outside wrapping a hose with at least one heating element without embedding the latter in the hose wall. Thus, not only material costs with regard to the provision of a smaller-sized encapsulation, in particular a smaller sized corrugated pipe, can be saved, but the space required for arranging the hose assembly can also be reduced thereby.
Nach dem teilweisen Einbetten des zumindest einen Heizelements in die Schlauchwandung bzw. deren äußerste Deckschicht oder deren äußeren Deckbereich kann eine beim anfänglichen Umwickeln der Schlauchleitung mit dem Heizelement aufgebrachte Zugkraft, die aufgrund Einschnürens des Schlauchquerschnitts zum Druckverlust im Innern der Schlauchleitung führen würde, aufgehoben werden. Im Unterschied zum Anordnen des zumindest einen Heizelementes lediglich auf der Außenseite der Schlauchwandung, bei dem zum Ermöglichen eines Halts der Heizelemente auf der Außenseite der Schlauchwandung eine erhöhte Zugkraftaufbringung erforderlich ist, kommt es nach dem teilweisen Einbetten der Heizelemente nicht mehr zu einem erhöhten Druckverlust im Innern der Schlauchleitung aufgrund der erheblichen Reduzierung des hydraulischen Durchmessers der Schlauchleitung, da die Schlauchleitung nicht mehr gequetscht wird. Zwar kann das zumindest eine Heizelement unter Ausüben einer bezüglich des Heizelements axialen Zugkraft auf der Außenseite der Schlauchwandung angeordnet werden, um das Einbetten zu erleichtern. Durch das Vorsehen einer Einsinkschicht für das zumindest eine Heizelement in der Schlauchwandung reduzieren sich die auf diese durch das zumindest eine Heizelement einwirkenden Kräfte jedoch, so dass es im Wesentlichen nicht mehr zu einer Reduzierung des hydraulischen Durchmessers der Schlauchleitung und dem hiermit verbundenen erhöhten Druckverlust kommt bzw. dieser zumindest signifikant reduziert werden kann.After the partial embedding of the at least one heating element in the hose wall or its outermost cover layer or its outer cover area, a tensile force applied to the heating element during initial wrapping of the hose line, which would lead to pressure loss in the interior of the hose line due to constriction of the hose cross-section, can be canceled. In contrast to the arrangement of the at least one heating element only on the outside of the hose wall, in which an increased Zugkraftaufbringung is required to allow a stop of the heating elements on the outside of the hose wall, it comes after the partial embedding of the heating elements no longer to an increased pressure loss in the interior the hose due to the significant reduction of the hydraulic diameter of the hose, as the hose is no longer squeezed. Although the at least one heating element can be arranged by exerting an axial tensile force with respect to the heating element on the outside of the hose wall in order to facilitate embedding. However, by providing a sinking layer for the at least one heating element in the hose wall, the forces acting on it by the at least one heating element are reduced, so that substantially no reduction in the hydraulic diameter of the hose line and the associated increased pressure loss occurs This can be at least significantly reduced.
Vorteilhaft ist zumindest ein Mittel zur Steuerung der Einsinktiefe des Heizelements in die Schlauchwandung vorgesehen. Das Mittel kann ein über die Querschnittsfläche der Schlauchwandung unterschiedlich schnelles Vulkanisieren des Materials herbeiführen, insbesondere das Material im äußeren Deckbereich der Schlauchwandung oder der äußersten Deckschicht der Schlauchwandung langsamer vulkanisieren als im inneren Bereich oder im Bereich der zumindest einen Innenschicht der Schlauchwandung. Durch das Vorbestimmen des schneller vulkanisierenden Bereichs und des entsprechend langsamer vulkanisierenden Bereichs kann die Einsinktiefe als die Grenze zwischen diesen Bereichen definiert werden. Das Mittel kann ferner beispielsweise ein Unterdrucksetzen der Schlauchleitung nach dem Bewickeln mit dem Heizelement sein, wobei durch die radial nach außen gerichtete Druckkraft die Eindringtiefe der Heizelemente in die Schlauchwandung bestimmt werden kann, eine Steuerung der Zugkraft beim Bewickeln der Schlauchleitung mit dem zumindest einen Heizelement, wobei beim Eindringen der Heizelemente über einen Teilbereich ihres Umfangs in die Schlauchwandung die Zugspannung vermindert oder vollständig aufgehoben wird, sowie das Maß des Temperierens der Schlauchleitung und/oder des zumindest einen Heizelementes zum Einbetten desselben sein, wobei über das Maß des Temperierens bestimmt werden kann, bis in welche Tiefe das Material der Schlauchwandung weicher oder geschmolzen wird, um ein Eindringen der Heizelemente zu ermöglichen. Die äußere Deckschicht bzw. der Deckbereich der Schlauchwandung ist vorteilhaft mechanisch so stabil, dass sie bzw. er es ermöglicht, die Schlauchleitung zunächst mit dem oder den Heizelement(en) zu bewickeln. Erst nach Wärmezufuhr oder weiteren Maßnahmen sinkt nachfolgend das zumindest eine Heizelement in die Oberfläche der Deckschicht bzw. des Deckbereichs der Schlauchwandung ein, wird dort eingedrückt oder eingeschmolzen, wobei die Wärme über das zumindest eine Heizelement selbst, das erwärmt wird, oder z. B. in einer Prozesskammer, die im Inneren erwärmt wird, oder auf andere Art und Weise zugeführt wird.Advantageously, at least one means for controlling the sinking depth of the heating element is provided in the hose wall. The agent can bring about a different rapid vulcanization of the material over the cross-sectional area of the hose wall, in particular vulcanizing the material more slowly in the outer cover region of the hose wall or the outermost cover layer of the hose wall than in the inner region or in the region of the at least one inner layer of the hose wall. By predetermining the faster vulcanizing region and the correspondingly slower vulcanizing region, the sinking depth can be defined as the boundary between these regions. The means may further include, for example, pressurizing the Be hose line after winding with the heating element, which can be determined by the radially outward pressure force, the penetration depth of the heating elements in the hose wall, a control of the tensile force when winding the hose with the at least one heating element, wherein the penetration of the heating elements over a partial area its extent in the hose wall, the tensile stress is reduced or completely abolished, as well as the degree of tempering of the hose and / or the at least one heating element for embedding thereof, can be determined by the degree of tempering, to what depth the material of the hose wall softened or melted to allow penetration of the heating elements. The outer cover layer or the cover region of the hose wall is advantageously mechanically stable so that it or it makes it possible to first wind the hose line with the heating element (s). Only after heat or other measures subsequently sinks the at least one heating element in the surface of the cover layer or the cover region of the hose wall, is pressed or melted there, wherein the heat on the at least one heating element itself, which is heated, or z. B. in a process chamber, which is heated in the interior, or otherwise supplied.
Die Tiefe des Einsinkens des zumindest einen Heizelementes in die Schlauchwandung kann somit nicht nur durch die Wahl der Ausgestaltung der Deckschicht bzw. des äußeren Deckbereichs der Schlauchwandung im Hinblick auf Dicke, Viskosität etc. erfolgen, sondern auch insbesondere durch geeignete Wahl der Vorspannung beim Bewickeln der Schlauchleitung mit dem zumindest einen Heizelement, wobei unterstützend die Schlauchleitung durch Druckbeaufschlagung expandiert werden, also sich durch Druckbeaufschlagung radial ausdehnen kann, so dass das zumindest eine Heizelement dabei in die Oberfläche der Schlauchwandung eindringt. Neben dem radialen Erhöhen des Schlauchdurchmessers beispielsweise durch Druckbeaufschlagung im Innern der Schlauchleitung, also im Schlauchlumen, können auch andere Maßnahmen vorgesehen werden, die das Einsinken oder Eindringen des zumindest einen Heizelementes in die Schlauchwandung steuern.The depth of sinking of the at least one heating element in the hose wall can thus be done not only by the choice of the design of the cover layer or the outer deck region of the hose in terms of thickness, viscosity, etc., but also in particular by suitable selection of the bias in the winding Hose line with the at least one heating element, wherein supportive the hose are expanded by pressurization, so can expand radially by pressurization, so that the at least one heating element penetrates into the surface of the hose wall. In addition to the radial increase of the hose diameter, for example by pressurization in the interior of the hose, ie in the hose lumen, other measures can be provided to control the sinking or penetration of the at least one heating element in the hose wall.
Es können hierbei verschiedene Maßnahmen parallel oder nacheinander vorgesehen werden, wie das genannte Wickeln des zumindest einen Heizelements unter Zugspannung in Kombination mit einem Erwärmen des Heizelements und/oder der Schlauchwandung. Das Unterstützen des Einsinkens oder Eingrabens des zumindest einen Heizelementes in die Schlauchwandung kann ferner durch die Materialwahl der Schlauchwandung bzw. bei einer mehrschichtigen Schlauchwandung zumindest der äußersten Deckschicht der Schlauchwandung erfolgen. Diese wird vorteilhaft dahingehend ausgebildet, dass ein Einbetten, wie ein Einsinken, Eingraben bzw. Eindrücken des Heizelements von der Außenseite der Schlauchwandung her in diese ermöglicht wird und/oder durch Aufbringen eines nach außen gerichteten Drucks im Innern der Schlauchleitung, also im Schlauchlumen, das Einbetten bewirkt wird. Zumindest die nach außen gerichtete Deckschicht der Schlauchwandung oder der Deckbereich von dieser kann aus einem Elastomer bestehen, so dass durch Temperieren des zumindest einen Heizelements und/oder der Schlauchleitung ein Einsinken, Einschmelzen oder Eindrücken des Heizelements in die Schlauchwandung möglich ist. Je nach Materialwahl bezüglich der Heizelemente kann hierbei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Heizelement und zumindest dieser äußeren Deckschicht oder diesem Deckbereich der Schlauchleitungswandung entstehen, z. B. wenn das Heizelement mit einer außenseitigen Deckschicht versehen ist, die mit dem Elastomer eine stoffschlüssige Verbindung eingehen kann. Ansonsten wird durch das teilweise Einbetten des zumindest einen Heizelements in die Schlauchwandung der Schlauchleitung eine formschlüssige Verbindung geschaffen.Various measures may be provided in parallel or in succession, such as the mentioned winding of the at least one heating element under tension in combination with heating of the heating element and / or the hose wall. The support of sinking or burying the at least one heating element in the hose wall can also be done by the choice of material of the hose wall or in a multi-layered hose wall at least the outermost cover layer of the hose wall. This is advantageously designed so that an embedding, such as a sinking, burying or pressing of the heating element from the outside of the hose is made possible in this and / or by applying an outwardly directed pressure in the interior of the hose, ie in the hose lumen, the Embedding is effected. At least the outwardly facing cover layer of the hose wall or the cover area thereof may consist of an elastomer, so that by tempering the at least one heating element and / or the hose line sinking, melting or pressing of the heating element into the hose wall is possible. Depending on the choice of material with respect to the heating elements in this case a cohesive connection between the heating element and at least this outer cover layer or this deck area of the hose line wall arise, for. B. when the heating element is provided with an outside cover layer, which can make a cohesive connection with the elastomer. Otherwise, a form-fitting connection is created by the partial embedding of the at least one heating element in the hose wall of the hose.
Die äußere Deckschicht einer mehrschichtigen Schlauchwandung oder der äußere Deckbereich einer einschichtigen Schlauchwandung kann beispielsweise aus einem durch Wärme schmelzbaren und/oder in Schritten vulkanisierbaren und/oder erweichbaren Material, insbesondere aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer oder synthetischen Kautschuk, insbesondere aus peroxidisch vernetztem EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) oder einem thermoplastischen Elastomer, bestehen. Als Materialien für die äußerste Deckschicht oder den äußeren Deckbereich, in die bzw. den das zumindest eine Heizelement eingebettet werden soll, eignen sich ferner solche, die ein verzögertes Vernetzen sowie eine Steuerung der Reaktivität des Materials bzw. Geschwindigkeit des Vernetzens ermöglichen. Als Material für die Deckschicht einer mehrschichtigen Schlauchwandung bzw. den Deckbereich einer einschichtigen Schlauchwandung kann daher z. B. eine langsam vulkanisierende Gummimischung oder ein langsam vulkanisierendes anderes Material wie z. B. ein thermoplastischer Elastomer, vorgesehen werden. Unter „langsam” wird hier verstanden, dass die Deckschicht/der Deckbereich langsamer vulkanisiert als die Innenschicht, beispielsweise um einen Faktor von 1,5 bis 4 langsamer.The outer cover layer of a multi-layer hose wall or the outer cover region of a single-layer hose wall can be made, for example, of a heat-curable and / or in steps vulcanizable and / or softenable material, in particular of a plastic, in particular of an elastomer or synthetic rubber, in particular of peroxidically crosslinked EPDM (Ethylene-propylene-diene monomer) or a thermoplastic elastomer. Further suitable materials for the outermost cover layer or the outer cover region into which the at least one heating element is to be embedded are those which permit delayed crosslinking and control of the reactivity of the material or rate of crosslinking. As a material for the cover layer of a multi-layer hose wall or the top region of a single-layer hose wall can therefore z. As a slow vulcanizing rubber compound or a slow vulcanizing other material such. As a thermoplastic elastomer can be provided. By "slow" is meant here that the cover layer / cover area vulcanizes more slowly than the inner layer, for example by a factor of 1.5 to 4 slower.
Insbesondere ist es ferner möglich, dass die äußere Deckschicht oder der äußere Deckbereich nicht vulkanisiert, hingegen die Innenschicht bereits vollvernetzt vorgesehen wird, so dass das zumindest eine Heizelement in die Deckschicht bzw. den Deckbereich einsinken kann.In particular, it is also possible that the outer cover layer or the outer cover region is not vulcanized, on the other hand, the inner layer is already provided fully crosslinked, so that at least a heating element can sink into the cover layer or the cover region.
Je nach Wahl des Compoundmaterials für die Schlauchwandung kann die äußere Deckschicht bzw. der äußere Deckbereich der Schlauchwandung auch dadurch zum Einbetten des zumindest einen Heizelements geeignet ausgebildet werden, dass die Schlauchleitung auf einem heißen Wasserstrahl gefertigt wird, so dass der Bereich der Schlauchwandung, der in der Nähe des heißen Wasserstrahls angeordnet ist, also nahe am Schlauchlumen, schneller vulkanisiert, wohingegen der äußere vom Schlauchlumen entfernte Bereich weniger schnell vulkanisiert und somit ein Einbetten des zumindest einen dort angeordneten Heizelements zulässt. Ferner ist es möglich, eine von innen nach außen fortschreitende Vulkanisierung der Schlauchwandung vorzusehen, also ein schnelleres Vulkanisieren in der Nähe des Schlauchlumens, also im inneren Bereich der Schlauchleitung, und ein langsameres Vulkanisieren im äußeren Deckschichtbereich der Schlauchwandung. Auch hierdurch ist es möglich, das zumindest eine Heizelement nach dessen Anordnen auf der Außenseite der Schlauchwandung in diese teilweise eindringen zu lassen und erst danach ein vollständiges Vulkanisieren auch dieser Deckschicht bzw. des Deckbereichs der Schlauchleitung vorzusehen.Depending on the choice of the compound material for the hose wall, the outer cover layer or the outer cover region of the hose wall can also be made suitable for embedding the at least one heating element such that the hose line is manufactured on a hot water jet so that the region of the hose wall which is in the vicinity of the hot water jet is arranged, so near the hose lumen, vulcanized faster, whereas the outer area remote from the hose lumen less rapidly vulcanized and thus allows embedding of the at least one heating element arranged there. Further, it is possible to provide a progressing from the inside to the outside vulcanization of the hose wall, ie a faster vulcanization in the vicinity of the hose lumen, ie in the inner region of the hose, and a slower vulcanization in the outer cover layer region of the hose wall. This also makes it possible for the at least one heating element after its placement on the outside of the hose wall to partially penetrate it and only then to provide complete vulcanization of this cover layer or of the cover region of the hose line as well.
Ferner ist es möglich, das Einbetten des zumindest einen Heizelements in die Schlauchwandung in einer geeigneten Atmosphäre vorzusehen. Die die Schlauchleitung umgebende Atmosphäre kann durch geeignete Wahl der Prozessparameter eingestellt werden, um das Einbetten des zumindest einen Heizelements in die Schlauchwandung zu unterstützen. Insbesondere kann ein erhöhter Sauerstoffgehalt in der die Schlauchleitung umgebenden Atmosphäre vorgesehen werden. Die Atmosphäre kann dabei in einer Kammer geschaffen werden, in der das Einbetten der Heizelemente stattfindet. Hierbei können gezielt Prozesshilfsmittel in die Atmosphäre der Kammer eingebracht werden, wie beispielsweise ein erhöhter Sauerstoffgehalt bei verminderter Temperatur, um die Atmosphäre zu modifizieren und somit das Vernetzen der Deckschicht oder des Deckbereichs der Schlauchwandung zu verzögern und somit das Einsinken der Heizelemente in die Deckschicht bzw. diesen Bereich der Schlauchwandung zu ermöglichen bzw. zu unterstützen. Wird das Vulkanisieren der Deckschicht oder des Deckbereichs der Schlauchwandung unter erhöhter Sauerstoffzufuhr durchgeführt, wird das Vernetzen durch die chemische Reaktion des Sauerstoffs mit dem in der Deckschicht oder dem Deckbereich angeordneten Material bzw. Gummimaterial verzögert. Über die Wahl der Höhe der Temperatur kann die Vernetzungstiefe eingestellt werden, wobei eine schnellere Vernetzung bei höheren Temperaturen erfolgt, somit durch Vermindern der Prozesstemperatur die Vernetzungsgeschwindigkeit vermindert werden kann. Die jeweilige Dicke des deaktivierten, nicht vernetzten Deckbereichs der Schlauchwandung bzw. der Deckschicht der mehrschichtigen Schlauchwandung kann somit durch geeignete Wahl der Prozessparameter, wie der Prozesstemperatur, der Mischformel der verwendeten Materialien und des Sauerstoffgehalts während des Vulkanisierens eingestellt werden. Die Deckschicht bzw. der Deckbereich der Schlauchwandung weist entsprechend andere mechanische Eigenschaften als die darunter liegenden Schichten auf, die insbesondere vollständig vulkanisiert werden.Furthermore, it is possible to provide the embedding of the at least one heating element in the hose wall in a suitable atmosphere. The atmosphere surrounding the tubing may be adjusted by appropriate choice of process parameters to assist in embedding the at least one heating element in the tubing wall. In particular, an increased oxygen content can be provided in the atmosphere surrounding the hose line. The atmosphere can be created in a chamber in which the embedding of the heating elements takes place. In this process processing aids can be deliberately introduced into the atmosphere of the chamber, such as an increased oxygen content at reduced temperature to modify the atmosphere and thus delay the crosslinking of the cover layer or the cover region of the hose wall and thus the sinking of the heating elements in the cover layer or To enable or support this area of the hose wall. If the vulcanization of the cover layer or the cover region of the hose wall is carried out under increased oxygen supply, the crosslinking is delayed by the chemical reaction of the oxygen with the material or rubber material arranged in the cover layer or cover region. The choice of the height of the temperature, the crosslinking depth can be adjusted, whereby a faster crosslinking takes place at higher temperatures, thus by reducing the process temperature, the crosslinking rate can be reduced. The respective thickness of the deactivated, non-crosslinked cover region of the hose wall or of the cover layer of the multilayer hose wall can thus be adjusted by suitable choice of the process parameters, such as the process temperature, the mixing formula of the materials used and the oxygen content during vulcanization. The cover layer or the cover region of the hose wall has correspondingly different mechanical properties than the underlying layers, which in particular are completely vulcanized.
Sofern zum teilweisen Einbetten des zumindest einen Heizelements die Schlauchleitung im äußeren Bereich mit einem nicht vollständig vulkanierten oder langsam vulkaniserenden Material versehen ist, erweist es sich als vorteilhaft, unterhalb der Deckschicht der mehrschichtigen Schlauchwandung bzw. dem Deckbereich der einschichtigen Schlauchwandung, also in Richtung des Schlauchlumens, vollständig vulkanisiertes Material zum mechanischen, chemischen und physikalischen Schutz der Schlauchleitung bzw. eines in der Schlauchwandung vorgesehenen Druckträgers zum Sicherstellen einer ausreichend großen Stabilität und Integrität der Schlauchleitung gegenüber physikalischen, chemischen und thermischen Belastungen vorzusehen. Die Schlauchwandung weist somit vorteilhaft im Innern, das Schlauchlumen umgebend, eine gegen mechanische, chemische, physikalische und thermische Einwirkungen und Beschädigungen stabile Innenschicht einer mehrschichtigen Schlauchwandung bzw. inneren Bereich einer einschichtigen Schlauchwandung auf, um trotz des Ermöglichens eines Einbettens des zumindest einen Heizelements in die Schlauchwandung die gewünschte Stabilität der Schlauchleitung als solcher aufrecht zu erhalten.If for partial embedding of the at least one heating element, the hose is provided in the outer region with a not completely vulcanized or slowly vulkaniserenden material, it proves to be advantageous, below the top layer of the multilayer hose wall or the top region of the single-layer hose wall, ie in the direction of the hose lumen , fully vulcanized material for mechanical, chemical and physical protection of the hose assembly or a pressure carrier provided in the hose wall to ensure sufficiently high stability and integrity of the hose assembly against physical, chemical and thermal stresses. The hose wall thus advantageously has an inner layer, which is stable against mechanical, chemical, physical and thermal influences and damage, of a multilayer hose wall or inner region of a single-walled hose wall, in order to allow the at least one heating element to be embedded in the interior Hose wall to maintain the desired stability of the hose as such.
Wird die Deckschicht bzw. der äußeren Deckbereich der Schlauchwandung zunächst nicht vollständig ausvulkanisiert mit dem zumindest einen Heizelement versehen, kann das zumindest eine Heizelement durch punktuelle Erwärmung in die Schlauchwandung teilweise eingebettet werden. Nach dem Einbetten des zumindest einen Heizelements teilweise in die Schlauchwandung ist ein besserer Wärmeübergang von dem zumindest einen Heizelement in die Schlauchwandung und somit ein schnelleres und besseres Auftauen von innerhalb der Schlauchleitung geführtem Medium möglich. Beim punktuellen Erwärmen des zumindest einen Heizelementes zum teilweisen Einbetten in die Schlauchwandung wird das Schlauchmaterial vollständig fertig vulkanisiert, so dass nach dem Einbetten des zumindest einen Heizelementes in die Schlauchwandung die Schlauchleitung fertig konfektioniert und direkt verwendbar ist. Das Ausvulkanisieren der Deckschicht bzw. des äußeren Deckbereichs kann sogar noch im laufenden Betrieb, also bei Verwenden der Schlauchleitung, erfolgen, z. B. durch nachträgliches Erwärmen der Schlauchleitung, Erhitzen des zumindest einen Heizelements, Durchströmen der Schlauchleitung mit einem erhitzten Medium, etc.If the cover layer or the outer cover region of the hose wall is initially not fully vulcanized with the at least one heating element, the at least one heating element can be partially embedded by selective heating in the hose wall. After embedding the at least one heating element partially in the hose wall, a better heat transfer from the at least one heating element into the hose wall and thus a faster and better thawing of guided within the hose line medium is possible. When selectively heating the at least one heating element for partial embedding in the hose wall, the tubing is completely finished vulcanized, so that after embedding of the at least one heating element in the hose wall, the tubing is ready made and ready to use. The vulcanization of the cover layer or the outer deck area can even during operation, so when using the hose, done, for. Example by subsequent heating of the hose, heating the at least one heating element, flowing through the hose with a heated medium, etc.
Zur Unterstützung der Fixierung des in die Schlauchwandung teilweise eingebetteten Heizelements kann zumindest eine Fixiereinrichtung vorgesehen werden. Als Fixiereinrichtung eignet sich hier beispielsweise das Vorsehen eines Klebe-, Gewebe- bzw. Gewebeklebebandes und/oder einer Klammerung, etc. Ferner kann bereits die Auswahl der Materialien für die Deckschicht bzw. den äußeren Deckbereich der Schlauchwandung, das für die Heizelemente verwendete Material bzw. das Material einer eventuell vorgesehenen Ummantelung des Heizelements, beispielsweise einer Litzenummantelung, als Fixiereinrichtung dienen, wobei diese Materialien so aufeinander abgestimmt werden, dass bereits hierdurch eine vollständige Fixierung des zumindest einen Heizelements an der Schlauchwandung nach dem teilweisen Einbetten in diese gegeben ist.To support the fixation of the partially embedded in the hose wall heating element, at least one fixing device can be provided. Here, for example, the provision of an adhesive, tissue or tissue adhesive tape and / or stapling, etc., is also suitable as a fixing device. Furthermore, the choice of materials for the cover layer or the outer cover region of the hose wall, the material or material used for the heating elements, can already be used The material of a possibly provided sheath of the heating element, for example a strand sheath, serve as a fixing device, wherein these materials are coordinated so that a complete fixation of the at least one heating element on the hose wall after the partial embedding is already given in this.
Gegenüber einem bloßen Anordnen des zumindest einen Heizelementes auf der Außenseite der Schlauchwandung kann durch das teilweise Einbetten des zumindest einen Heizelementes in diese eine Art Spur oder Nut geschaffen werden, in der das zumindest eine Heizelement liegt und darin fixiert ist. Dementsprechend reicht eine geringere Haft- bzw. Klebekraft der ggf. zusätzlich vorgesehenen Fixiereinrichtung in Form eines Klebe-, Gewebe- oder Gewebeklebebandes aus, um die Fixierung vorzunehmen, da durch das Einbetten in die Oberfläche der Schlauchwandung bereits eine Fixierung des zumindest einen Heizelements in dieser vorgesehen ist.Compared with merely arranging the at least one heating element on the outside of the hose wall, by partially embedding the at least one heating element in it a type of track or groove can be created, in which the at least one heating element is located and fixed therein. Accordingly, a lower adhesion or adhesive force of the possibly additionally provided fixing device in the form of an adhesive, fabric or tissue adhesive tape is sufficient to carry out the fixation, since embedding in the surface of the hose wall already fixes the at least one heating element in this is provided.
Gegenüber dem Anordnen zumindest eines Heizelementes auf der Außenseite einer Schlauchwandung ist es beim teilweisen Einbetten des zumindest einen Heizelements in die Schlauchwandung möglich, eine geringere Steigung beim Bewickeln vorzusehen, somit eine größere Anzahl von Windungen in Längsrichtung der Schlauchleitung. Hierdurch kann insbesondere auch lediglich partiell eine höhere Erwärmung des durch die Schlauchleitung strömenden oder strömbaren Mediums erzielt werden. Ferner ist es möglich, kürzere Schlauchleitungen vorzusehen, die einen großen Wärmeeintrag aufgrund der mit einer geringeren Steigung und somit engeren Wicklung angeordneten Heizelemente ermöglichen.Compared with arranging at least one heating element on the outside of a hose wall, when the at least one heating element is partially embedded in the hose wall, it is possible to provide a smaller pitch during winding, thus a larger number of windings in the longitudinal direction of the hose line. As a result, in particular only a partial heating of the medium flowing or flowing through the hose line can be achieved. Furthermore, it is possible to provide shorter hose lines, which allow a large heat input due to arranged with a smaller pitch and thus narrower winding heating elements.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben.For further explanation of the invention embodiments of this will be described in more detail below with reference to the drawings.
Diese zeigen in:These show in:
Ferner ist ein Heizelement in Form einer Heizlitze
In den
Wie insbesondere
Wie insbesondere dem Vergleich der Schlauchleitung
Das Einbetten der Heizlitze
Auch über die Sauerstoffzufuhr während der Vernetzung der Deckschicht
Die Eindringtiefe der Heizlitze
Die Innenschicht
Eine im Einsinkbereich bzw. im Bereich der Deckschicht
Es wird also zunächst die Heizlitze auf der Außenseite der Schlauchwandung
Als Materialien insbesondere für die Deckschicht
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von Schlauchleitungen mit in der Schlauchwandung teilweise eingebetteten Heizelementen und Verfahren zu deren Herstellung können noch zahlreiche weitere geschaffen werden, bei denen zumindest ein Heizelement auf der Außenseite der Schlauchwandung angeordnet und über einen Teilbereich seines Umfangs in die Schlauchwandung eingebettet ist bzw. wird.In addition to the embodiments described above and shown in the figures of hose assemblies with partially embedded in the hose wall heating elements and methods for their production, numerous other can be created in which arranged at least one heating element on the outside of the hose wall and over a portion of its circumference in the hose wall is or will be embedded.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schlauchleitunghose
- 22
- Heizlitzeheating strand
- 33
- Wellrohr/KapselungWell pipe / encapsulation
- 1010
- Schlauchwandunghose
- 1111
- Schlauchlumentube lumen
- 1212
- Innenschichtinner layer
- 1313
- Außen-/DeckschichtOutside / top coat
- 1414
- Außenseiteoutside
- 1515
- Muldetrough
- 1616
- Fixiereinrichtungfixing
- 1717
- Deckbereichdeck area
- 1818
- innerer Bereichinner area
- 1919
- Druckträgerprint carrier
- 2020
- äußerer Umfang der Heizlitzeouter circumference of the heating strand
- 100100
- Schlauchleitunghose
- 103103
- Kapselung/WellrohrEncapsulation / corrugated tube
- 110110
- Schlauchwandunghose
- 118118
-
Grenze zwischen
17 und18 border between17 and18 - 140140
- Außenflächeouter surface
- Da1 D a1
-
Außendurchmesser Schlauchleitung
100 Outerdiameter hose line 100 - Da2 D a2
-
Außendurchmesser Schlauchleitung
1 Outer diameter hose line1 - di1 d i1
-
Innendurchmesser der Kapselung
103 Inner diameter of theencapsulation 103 - di2 d i2
-
Innendurchmesser der Kapselung
3 Inner diameter of theencapsulation 3 - S1 S 1
-
Steigung Heizlitze
2 auf Schlauchleitung100 Gradient heating strand 2 onhose line 100 - S2 S 2
-
Steigung Heizlitze
2 auf Schlauchleitung1 Gradient heating strand 2 on hose line1
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1329660 A2 [0002] EP 1329660 A2 [0002]
- DE 29518580 U1 [0003] DE 29518580 U1 [0003]
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---|---|
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2454349A1 (en) * | 1973-11-15 | 1975-07-03 | Rhone Poulenc Sa | FLEXIBLE HEATING PIPE |
DE29518580U1 (en) | 1995-11-21 | 1996-02-15 | Schwalenberg & Co GmbH, 45478 Mülheim | Heated measuring hose with embedded heating and measuring elements |
EP1329660A2 (en) | 2002-01-19 | 2003-07-23 | ContiTech Schlauch GmbH | Heatable flexible multilayer hose |
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-
2012
- 2012-07-11 DE DE201210013674 patent/DE102012013674A1/en active Pending
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