DE202004018910U1

DE202004018910U1 - Rohrbegleitheizung

Info

Publication number: DE202004018910U1
Application number: DE202004018910U
Authority: DE
Original assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Current assignee: Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2014-12-07

Abstract

Rohrbegleitheizung mit einem Heizkabel mit mindestens einem Heizelement und einem dieses umgebenden Isoliermantel, insbesondere aus einem thermoplastischen Fluorpolymer, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizkabel am zu beheizenden Rohr mittels eines elektrisch gut leitenden Bandes, insbesondere eines Klebebandes, angebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrbegleitheizung mit einem Heizkabel mit mindestens zwei Leitern und einer Kunststoffummantelung.
Derartige Rohrbegleitheizungen werden beispielsweise in Flugzeugen eingesetzt, um zu verhindern, dass flüssigkeitsführende Rohre in größerer Höhe einfrieren. So sind Heizkabel bekannt, bei denen zwei Leiterdrähte in eine Matrix aus einem PTC-Werkstoff gemeinsam eingeschlossen sind. Durch die Matrix aus PTC-Werkstoff, über die der Strom von einem Leiterdraht zum anderen fließt, ist eine Überhitzung des Heizkabels auszuschließen, d.h. das Heizkabel ist ohne weitere Temperatursicherung einsetzbar. Weiterhin sind Heizkabel bekannt, bei denen ein Widerstandsdraht um die beiden Leiterdrähte gewunden ist, und diese dadurch in regelmäßigen Abständen miteinander verbindet. Auf diese so gebildeten Heizelemente ist ein Isoliermantel, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Fluorpolymer wie FEP, aufextrudiert. Beim Stand der Technik befindet sich über diesem Isoliermantel weiterhin ein Drahtgeflecht als mechanischer Schutz und als Schutzleiter des Heizkabels. Darüber ist ein weiterer isolierender Mantel als Außenmantel, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Fluorpolymer, aufextrudiert. Dieses so gefertigte Heizkabel ist dann parallel oder gewunden zum Rohr geführt und mit diesem gut wärmeleitend verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei im allgemeinen durch die gemeinsame Umwicklung mit einem isolierenden Klebeband, vorzugsweise einem Glasfasergewebeband. Diese Ausführung ist sehr aufwendig in der Herstellung, vor allem aber in der Herstellung von wasserdichten Leitungsverbindungen und -abschlüssen, wie sie beispielsweise in der Druckschrift EP 1091623 beschrieben ist. Hierbei muss zur Herstellung von Schutzleiterverbindungen das Drahtgeflecht aufgedröselt werden und eine zusätzliche Quetschverbindung neben denen für die beiden Leiterdrähte hergestellt werden.
Somit ist es Aufgabe der Erfindung eine einfachere und kostengünstigere Art einer Rohrbegleitheizung herzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Rohrbegleitheizung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weitere Einzelheiten und Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispiele. Die erfindungsgemäße Ausführung der Rohrbegleitheizung hat gleich mehrere Vorteile:

– ein Heizkabel, das lediglich aus dem eigentlichen Heizelement und einem Isoliermantel aus Kunststoff besteht, ist preiswerter als ein Heizkabel, das zusätzlich noch ein Drahtgeflecht und einen weiteren Außenmantel benötigt.
– eine erfindungsgemäße Rohrbegleitheizung ohne Drahtgeflechtschirmung und weiterem Außenmantel hat einen besseren Wärmeübergang vom Heizkabel zur zu erhitzenden Flüssigkeit im Rohr. Dadurch ist eine geringere Leistung erforderlich und es kann bereitzustellende Energie eingespart werden.
– Leitungsverbindungen sind bei der erfindungsgemäßen Rohrbegleitheizung viel einfacher herzustellen, da die Leitungsverbindungen nur für die zwei Leiterdrähte herzustellen sind. Auf das aufwendige Aufdröseln des Drahtgeflechts und Herstellen einer dritten Verbindung dafür kann ganz verzichtet werden.
– der mechanische Schutz, den ein Heizkabel mit Drahtgeflecht hat, ist nicht vermindert, sondern wird durch das elektrisch leitende Band, vorzugsweise ein Metallklebeband mit Aluminium, ersetzt.
– die Funktion eines Schutzleiters, die das Drahtgeflecht darstellt, wird durch das elektrisch leitende Band, vorzugsweise ein Metallklebeband mit Aluminium übernommen, so dass die Schutzfunktion bei Kurzschluss nicht entfällt, sondern in einer preiswerteren und einfacheren Form bestehen bleibt.
– das elektrisch leitende Band, insbesondere ein Metallklebeband, ist meistens auch gut wärmeleitend. Dadurch kann auch Wärme von Heizkabelteilen, die nicht am Rohr anliegen, über das elektrisch leitende Band auf das Rohr übertragen werden. Die Wärmeleitung wird dadurch nochmals verbessert.

Um eine lückenlose mechanische und elektrische Schutzfunktion sicherzustellen, ist das elektrisch leitende Band vorteilhaft in sich überdeckende Lagen wendelartig um das Rohr mit dem Heizkabel gewickelt. Denkbar wäre es aber auch, ein Klebeband parallel zum Heizkabel und Rohr aufzukleben, das das Heizkabel und einen Teil des Rohres überdeckt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist über das elektrisch leitende Band ein isolierendes Band geklebt oder gewickelt, dass das elektrisch leitende Band überdeckt. Dieses Isolierband vereint hierbei vorteilhaft gleich mehrere Funktionen:

– es isoliert das elektrisch leitende Band nach außen
– es erhöht den mechanischen Schutz für die Rohrbegleitheizung
– es unterstützt die Befestigung des elektrisch leitenden Bandes am Rohr

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, ein mehrlagiges Band zu verwenden, das mindestens aus einer elektrisch leitenden Schicht und einer Isolierschicht besteht.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung liegt in der Verwendung eines hosenartigen Anschlusselementes im Bereich der Anschlussverbindungen. Da zur Herstellung von Anschlussverbindungen für die erfindungsgemäße Rohrbegleitheizung lediglich zwei Verbindungen herzustellen sind, kann das Anschlusselement einfacher als bisher, nämlich hosenartig mit nur noch zwei rohrförmigen Ansätzen ausgebildet sein.
Äußerst vorteilhaft ist dabei das Anschlusselement sowohl mit dem Isoliermantel um das Heizelement als auch mit der Isolierschicht um die Anschlussdrähte verschweißbar und verschweißt. Dadurch ist eine dichte Anschlusseinheit hergestellt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und den beispielhaften Ausführungsformen zu entnehmen. Dabei zeigt:
1 perspektivische Darstellung des Heizkabels
2a Rohrbegleitheizung im Schnitt – Rohr und Heizkordel mit elektrisch leitendem Band umwickelt
2b Rohrbegleitheizung im Schnitt – Heizkabel und Rohr mit parallel aufgeklebtem, elektrisch leitendem Band
3 Aufbau des Heizkabels mit Anschlusselement

1: Heizkabel
2,3: Leiterdrahtlitzen
4: PTC-Matrix
5: Isoliermantel
6: Rohr
7: Metallklebeband
8: Isolierklebeband
9,10: Anschlusslitzen
11,12: Ummantelung der Anschlusslitzen
13,14: Quetschverbinder
15,16: Isolierschicht
17: Anschlusselement
17a: zylinderförmiges Ende
17b: rohrartige Ansätze
18,19: Steckkontakte

1 zeigt die perspektivische Ansicht eines beispielhaften Heizkabels 1. Hierbei sind zwei parallele Leiterdrahtlitzen 2,3 in einer Matrix 4 aus einer leitenden polymeren PTC-Zusammensetzung eingebettet. Auf diese Matrix ist eine Isolierschicht 5 aus einem thermoplastischen Fluorpolymer, hier FEP, aufextrudiert.
2a zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Rohrbegleitheizung im Schnitt. Hierbei ist das Heizkabel 1 in gutem wärmeleitendem Kontakt an dem zu beheizenden Rohr 6 angebracht. Dazu wird das Heizkabel 1 und das Rohr 6 mit einem elektrisch gut leitenden Klebeband 7, hier ein Aluminium-Klebeband, gemeinsam lagenweise und lückenlos umwickelt. Durch die stoffschlüssige Verbindung mit dem Rohr 6 ist das Aluminium-Klebeband 7 mit dem Rohr 6 kurzgeschlossen, das meistens geerdet ist.
Das Aluminium-Klebeband 7 übernimmt somit die Funktion eines Schutzleiters für das Heizkabel 1. Zur elektrischen Isolation nach außen hin ist das Aluminium-Klebeband 7 nochmals lagenweise und lückenlos von einem isolierenden Klebeband 8 überwickelt.
2b zeigt alternativ zu 2a eine Version, bei der das elektrisch leitende Band 7 nicht um das Rohr 6 mit dem Heizkabel 1 gewickelt ist, sondern in der das elektrisch leitende Band 7 parallel zum Heizkabel 1 und zu einem Teil des Rohres 6 diese überdeckend aufgeklebt ist.
3 zeigt den Aufbau eines Heizkabels 1 mit einem Anschlusselement 17. Zum Anschließen eines Heizkabels 1 sind die Enden 2a,3a der beiden Leiterdrahtlitzen 2,3 ein Stück freigelegt. Dergleichen sind die beiden Anschlusslitzen 9,10 an ihren Enden 9a,10a von ihrer Ummantelung 11,12 freigelegt. Vorzugsweise ist dabei die Ummantelung 11,12 ebenfalls aus einem thermoplastischen Fluorpolymer wie FEP. Weiterhin sind die Enden 2a,3a der Leiterdrahtlitzen 2,3 mit den Enden 9a,10a der Anschlusslitzen 9,10 über Quetschverbinder 13,14 miteinander verbunden. Zur gegenseitigen Isolierung der Quetschverbindungen sind diese mit einer Isolierschicht 15,16, hier einem Silikonschrumpfschlauch überzogen. An den gegenüberliegenden Enden der Anschlusslitzen 9,10 sind Steckkontakte 18,19 aufgequetscht. Der gesamte Anschlussbereich ist von einem Anschlusselement 17 überdeckt. Dazu ist das Anschlusselement 17 in Form einer Hose ausgeformt, d.h. das eine Ende weist einen dem Heizkabel 1 angepassten zylinderförmigen Bereich 17a auf, das andere Ende ist mit zwei rohrartigen Ansätzen 17b ausgestaltet, die die Anschlusslitzen 9,10 samt ihrer Ummantelung 11,12 aufnehmen. Das Material des Anschlusselementes 17 ist so gewählt, dass es sich sowohl mit dem Isoliermantel 5 der PTC-Matrix 4 als auch mit der Isolierschicht 15,16 der Anschlusslitzen 9,10 verschweißen lässt und in dieser beispielhaften Ausführung auch verschweißt ist. Aus diesem Grund sind daher der Isoliermantel 5, die Isolierschicht 15,16 und das Anschlusselement 17 aus FEP. Durch die Verschweißung einerseits des Mantels 5 mit dem Anschlusselement 17 und andererseits der Isolierschicht 11,12 mit dem Anschlusselement 17 ist der gesamte Anschlussbereich hermetisch dicht ausgeführt. Durch den Verzicht auf ein Drahtgeflecht und einen weiteren Außenmantel ist der Anschlussbereich aber wesentlich einfacher auszugestalten als bei herkömmlichen Lösungen.

Claims

Rohrbegleitheizung mit einem Heizkabel mit mindestens einem Heizelement und einem dieses umgebenden Isoliermantel, insbesondere aus einem thermoplastischen Fluorpolymer, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizkabel am zu beheizenden Rohr mittels eines elektrisch gut leitenden Bandes, insbesondere eines Klebebandes, angebracht ist.
Rohrbegleitheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Band ein Metallband, insbesondere ein Aluminiumband ist.
Rohrbegleitheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch gut leitende Band in überdeckenden Lagen wendelartig um das Rohr mit dem Heizkabel gewunden ist.
Rohrbegleitheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Band lediglich das Heizkabel und einen Teil des Rohres überdeckt.
Rohrbegleitheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über dem elektrisch leitenden Band ein Isolierband angeordnet ist.
Rohrbegleitheizung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierband in überdeckenden Lagen wendelartig über das elektrisch leitende Band gewunden ist.
Rohrbegleitheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Band Teil eines mehrschichtigen Bandes ist, wobei eine weitere Schicht eine Isolierschicht ist.
Rohrbegleitheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein hosenartiges Anschlusselement die Anschlussenden von Heizkabel und Anschlussleitungen umschließt.
Rohrbegleitheizung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement mit dem Isoliermantel das Heizkabels und mit der Isolierschicht der Anschlussleitungen verschweißt oder verklebt ist.