DE3320420A1

DE3320420A1 - Flexibles elektrisches heiz- oder temperaturmesselement

Info

Publication number: DE3320420A1
Application number: DE19833320420
Authority: DE
Inventors: Heinz 5272 Wipperfürth Eilentropp
Original assignee: HEW Kabel Heinz Eilentropp KG
Current assignee: HEW Kabel Heinz Eilentropp KG
Priority date: 1982-09-13
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1984-12-06

Description

HEW-Kabel

Heinz Eilentropp KG

3. Juni 1983 = _; HEW 8

Flexibles elektrisches Heiz- oder Temperaturmeßelement (Zusatz zu Patent ... (Anmeldung P 32 33 928.3)

Gegenstand des Hauptpatents ist ein flexibles elektrisches Heiz- oder Temperaturmeßelement aus isolierten Adern und einem oder mehreren diese Adern umgebenden Heiz- oder Heßleiter, die durch Freilegung der Leiter der Adern an über : die Länge in Abständen wiederkehrenden, von Ader zu Ader unterschiedlichen j Stellen diese Leiter kontaktieren und zwischen aufeinanderfolgenden Kontaktstellen im Wechsel von einer Ader zur anderen Heizzonen definierbarer Leistung oder Meßzonen bilden, wobei die Adern mit mindestens einer weiteren Ader verseilt oder mit dieser zu einem Bündel oder einer Lage zusammengefaßt sind.

Solche Elemente sind.beliebig ablängbar, durch die Verwendung mindestens einer weiteren Ader, die beispielsweise Meß- oder Ko.ntroll funkt ionen ausüben, aber auch als weitere Speiseader, insbesondere bei Einspeisung von größeren Längen, verwendet werden kann, wird deren Einsatzgebiet wesentlich erweitert. Die .15 Heizelemente nach dem Hauptpatent lassen sich auch mit verhältnismäßig kleinem Schlag etwa auf eine Rohrleitung aufwickeln, so daß die Wärmeverteilung auf die Rohroberfläche gegenüber den bekannten Heizelementen mit parallel verlaufenden Adern erheblich verbessert wird. ■ '·.

Mitunter kann es jedoch vorkommen, daß nach stärkerer Biegebeanspruchung,insbesondere über kleine Biegeradien,und Zurückführen des Elementes in die gestreckte Form der aufgrund der Materialauswahl, z. B. Chrom-Nickel, verhältnismäßig steife Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstelle von der Leiteroberfläche, z. B. der Speiseader, abhebt und damit der leitende Kontakt

zwischen Speiseader und Heizleiter unterbrochen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb eine Verbesserung des flexiblen, ablängbaren Heiz- oder Temperaturmeßelements nach dem Hauptpatent. Die Verbesserung besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf dem jeweils freiliegenden elektrischen Leiter durch zusätzliche Mittel fixiert sind. Auch bei extremen Biegebeanspruchungen bleibt der Kontakt z. B. zwischen den Speiseadern eines Heizkabels und dem verwendeten Heizleiter erhalten, die Betriebssicherheit wird erhöht.

Als besonders vorteilhaft hat es sich in Durchführung der Erfindung erwiesen, die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden elektrischen Leiters durch einen Metallauftrag in schmelzflüssiger feinverteilter Form unter Druck (Flamm- oder Lichtbogenspritzen) unverrückbar zu fixieren. Das gilt insbesondere dann, wenn - wie im Hauptpatent auch vorgesehen - die Adern des Heiz- oder Temperaturmeßelements mit hochtemperaturbeständigen Kunststoffen auf Basis Fluorpolymere, vorzugsweise auf Basis Polytetrafluorethylen, isoliert sind.

Dieses an sich bekannte Verfahren erlaubt es, unmittelbar nach dem Umspinnen der verseilten oder gebündelten Adern mit dem Heiz- oder Meßleiter das flexible Element im kontinuierlichen Durchlauf durch eine Flamm- oder Lichtbogenspritzvorrichtung ohne Beschädigung der Aderisolierung im Bereich der Kontaktstellen die Heiz- oder Meßleiter metallisch mit den Leitern der z. B. Speiseadern sicher zu verbinden.

Eine andere Möglichkeit zur Lösung des geschilderten Problems besteht darin, die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden Leiters durch eine Lot- oder Schweißverbindung zu ■ fixieren. Beispielsweise kann das flexible Leitungselement nach dem Aufbringen des Heiz- oder Meßleiters kontinuierlich durch ein geeignetes Lötbad hindurchgeführt werden. In besonders vorteilhafter Weise kann der Heiz- oder Meßleiter auch durch Ultraschall- oder Laserschweißen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden Leiters dauerhaft fixiert werden.

Abweichend hiervon kann man auch die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden elektrischen Leiters durch einen Kleber festlegen. Bekannt sind z. B. sog. Hochtemperatur-Form-

Keramikkleber, die auch leitfähig sind und im flüssigen Zustand durch Aufstreichen oder durch einen Tauchvorgang auf die Kontaktstellen des Heiz- oder Meßelements aufgetragen werden können. Diese Kleber sichern nach dem Trocknungs- oder Aushärtungsvorgang eine sichere temperaturbeständige Verbindung zwischen Heiz- oder Meßleiter und Speiseleiter.

Eine weitere Möglichkeit zur Sicherstellung der Kontaktierung im Bereich der Kontaktstellen ist die, daß die Heiz- oder Meßleiter auf dem jeweils freiliegenden Leiter durch eine zusätzliche Bandbewicklung aus einem hochtemperatur-' beständigen Material gehalten sind. Zweckmäßig ist es hier, stark schrumpfende Bänder einzusetzen, die im Bereich der Kontaktstellen in die durch Wegnahme der Aderisolierung gebildeten Einkerbungen oder Ausnehmungen eingreifen und damit sicher die Heiz- oder Meßleiter gegen die Leiteroberfläche der Speiseadern pressen.

Vorteilhaft kann die zusätzliche Bandlage, wie z. B. die Aderisolierung auch, aus einem zunächst in ungesinterter Form aufgewickelten und im aufgebrachten Zustand gesinterten Bandmaterial bestehen, z. B. aus einem Polytetrafluorethylen. Man kann in diesem Zusammenhang.auch unter Ausnutzung des Schrumpfeffektes die aufgewickelte Bandlage in die Bereiche der Kontaktstellen begrenzende Abschnitte auftrennen, so daß beim anschließenden Sintern sich das Band manschettenartig in die Kontaktbereiche einzieht und die Heiz- oder Meßleiter mechanisch festklemmt. Für den gleichen Zweck geeignet sind auch z. B. vorgereckte, schrumpffähige Bänder oder Folien.

Zusätzlich können die verwendeten Bänder an ihrer dem Heiz- oder Meßleiter zugekehrten Oberfläche noch mit einem geeigneten Kleber versehen sein.

Die Erfindung sei anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Das flexible ablängbare Heizkabel oder Heizelement 34 besteht aus den beiden Speiseadern 35 und 36 sowie einer weiteren Ader 37, die zu Meß- oder Kontrollzwecken herangezogen v/erden kann, aber auch z. B. in einer Parallelschaltung zur Speiseader 35 zur Vergrößerung des Leitquerschnitts dient, wenn die Einspeisung an größeren Längen nur von einem Ende aus erfolgen soll. Die Leiter 38, 39 und-40 sind sog. Litzenleiter zur Verbesserung der Flexibilität, die Isolierung dieser Leiter ist mit 41 bezeichnet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Isolierung der Leiter 38, 39 und 40 aus einer Polytetrafluorethylen-Bandbewicklung, diese Isolierung ist an der Kontaktstelle 42 rundum entfernt, so daß der Leiter 38 an dieser Stelle freigelegt ist. Der um die verseilten Adern 35, 36 und 37 herumgewickelte Heizleiter 43 - ζ. B. aus einer Chrom-Nickel-Widerstandslegierung greift in die Ausnehmung an der Kontaktstelle ein und kontaktiert den Leiter 38.

Damit dieser Kontakt zwischen Heizleiter 43 und Leiter 38 der Speiseader 35 stets gewährleistet ist, ist der Leiter 43 zusätzlich auf der Oberfläche des Leiters 38 dauerhaft fixiert. Hierzu dient z. ß. die mittels Flamm- oder Lichtbogenspritzen aufgebrachte Lot-Verbundschicht 44, etwa aus einer Zinn-Zink-Legierung. Diese Verbundschicht 44 sichert einmal eine mechanisch feste Verbindung zum Leiter 38, gleichzeitig aber auch zu dem in einer oder mehreren Windungen an der Kontaktstelle befindlichen Heizleiter 43. Die Lot-Verbundschicht 44 kann ebenso aus einer Zink-Aluminium-Legierung oder vorteilhaft auch aus höher schmelzenden Materialien, wie rein Nickel, einer Nickellegierung, Molybdän oder dergleichen bestehen.

Der das Heizkabel nach außen abschließende Mantel 45 kann aus einem geeigneten Silikonkautschuk bestehen, er kann aber auch wieder aus einer Polytetrafluorethylen-Bandbewicklung hergestellt sein, die gegen Temperatureinflüsse, aber auch gegen aggressive Medien unempfindlich ist.

Claims

HEW-Kabel
Heinz Eilentropp KG
3. Juni 1983 HEW 8

Patentansprüche

Flexibles elektrisches Heiz- oder Temperaturmeßelement aus isolierten Adern und einem oder mehreren diese Adern umgebende Heiz- oder Meßleiter, die durch Freilegung der Leiter der Adern an über die Länge in Abständen wiederkehrenden, von Ader zu Ader unterschiedlichen Stellen diese Leiter kontaktieren und zwischen aufeinanderfolgenden Kontaktstellen im Wechsel von einer Ader zur anderen Heizzonen definierbarer Leistung oder Meßzonen bilden, wobei die Adern mit mindestens einer weiteren Ader verseilt oder mit dieser zu einem Bündel oder einer Lage zusammengefaßt sind, nach Patent ... (Anmeldung P 32 33 928.3), dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf dem jeweils freiliegenden elektrischen Leiter durch zusätzliche Mittel fixiert sind.

2. Heiz- oder Temperaturmeßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Ober-" fläche des jeweils freiliegenden elektrischen Leiters durch einen Metallauftrag in schmelzflüssiger feinverteilter Form unter Druck (Flamm- oder Lichtbogenspritzen) unverrückbar fixiert sind.

3. Heiz- oder Temperaturmeßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden elektrischen Leiters durch eine Lötverbindung fixiert sind.
4. Heiz- oder Temperaturmeßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden elektrischen Leiters durch Schweißen,beispielsweise Laserschweißen, fixiert sind.
5. Heiz- oder Temperaturmeßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf der Oberfläche des jeweils freiliegenden elektrischen Leiters durch einen Kleber, beispielsweise Keramikkleber in leitfähiger Form, fixiert sind.
6. Heiz- oder Temperaturmeßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Meßleiter im Bereich der Kontaktstellen auf dem jeweils freiliegenden Leiter durch eine zusätzliche Bandbewicklung aus einem hochtemperaturbeständigen Material gehalten sind.
7. Heiz- oder Temperaturmeßelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallauftrag aus einem höher schmelzenden Metall, beispielsweise Nickel oder Molybdän, besteht.