DE3346191A1

DE3346191A1 - Schlauch mit eingearbeiteter elektrischer heiz- und steuereinrichtung

Info

Publication number: DE3346191A1
Application number: DE19833346191
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Dipl.-Ing. 3253 Hessisch-Oldendorf Spilker
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE3346191C2

Description

Schlauch mit eingearbeiteter elektrischer
~ Heiz- und Steuereinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf einen Schlauch mit in seiner Wandung eingearbeiteter elektrischer Eoeiz- und Steuereinrichtung und diese nach innen und außen abdeckende Folienwendeln und Schlauchteile.
Für den Transport von Flüssigkeiten, die bei Raumtemperatur eine hohe Viskosität aufweisen, sind Schläuche in Benutzung, die eine elektrische Aufheizung in der Schlauchwandung aufweisen, um einen Transport bei passend erhöhter Temperatur zu ermöglichen. Gegenüber Schläuchen, die in der Schlauchwandung mit Hohlräumen versehen sind und die von Heizmedien durchflossen sind, zeichnen sich elektrisch beheizte Schläuche durch eine einfachere Verwendung unter unterschiedlichen Bedingungen aus. Für solche Schläuche sind nur elektrische Anschlüsse erforderlich, die leicht zugänglich sind und eine recht genaue Regelung ermöglichen.
Aus der europäischen Patentanmeldung 8o 811 ist bereits ein elektrisch beheizbarer Schlauch bekannt, wie er eingang beschrieben worden ist. Der darin beschriebene Schlauch läßt jedoch nur verhältnismäßig kleine lichte Weiten zu. Der beschriebene Schlauchaufbau führt zwangsläufig zu einer geringen Flexibilität, wenn Schläuche mit großen Durchmesser, beispielsweise 50 min und mehr hergestellt werden sollen.
Eine solche geringe Flexibilität hat beim praktischen Gebrauch erhebliche Nachteile. Bei einer lichten Weite von ca. loo mm und mehr weisen Schläuche nach der genannten europäischen Patentanmeldung außerdem ein verhältnismäßig hohes Gewicht auf. Für einen Transport von Flüssigkeiten, bei dem ein Unterdruck eintreten kann, sind derartige Schläuche nicht verwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schlauch der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aus der obengenannten Patentanmeldung sich erhebenen Nachteile vermieden werden. Es soll ein elektrisch heizbarer Schlauch geschaffen werden, der bei großem Durchmesser erheblichen tber- und Unterdruck zuläßt und der dennoch bei geringen Gewicht eine große Flexibilität aufweist. Dabei soll der Aufbau es ermöglichen, daß bei ständigem Gebrauch unter Ausnutzung der Flexibilität dennoch eine hohe Lebenserwartung sichergestellt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Heiz- und Steuereinrichtung in der Wandung des Schlauches nach innen und außen mit je einer nachgiebigen Glasfaserschicht abgedeckt ist und außerdem stufenweise nach innen temperaturbeständige Folienschläuche, eine Kunststoffschutzschicht und eine Metalldrahtwendel und ferner stufenweise nach außen Wärmedämmschichten, Stützschichten, Außen-umalage und eine Netalldrahtwendel vorgesehen sind.
Der erfindungswesentliche Gedanlce dieser Erfindung liegt zum Teil also darin, daß die elektrische Heiz- und Steuereinrichtung nach innen und außen mit je einer nachgiebigen Glas£asen#chich t iiberdeckt ist.
Dies ermöglicht eine leichte VfXr£ormbarkeit des Schlauches. Die Ileizvorrichtung ist infolge der weichen Einbettung außerdem nur geringen Drücken durch die Glasfaserschichten ausgesetzt.
Die beiden Glasfaserschichten können zwar gleichartig aufgebaut sein, es ist jedoch sinnvoller, die auf der Innenseite zur elektrischen Heiz- und Steuereinrichtung liegende Glasfaserschicht dünner als die äußere Schicht zu gestalten. Dadurch wird ein Wärmeübergang zum Schlauchinneren hin bevorzugt. Jede der Glasfaserschichten kann aus einer dicken oder dünnen Glasfaserschicht bestehen.
Diese sind dann jeweils nacheinander in entgegengesetzten Winkeln zur Schlrnichlängsachse auf den Schlauch aufgebracht. Die Glasfasern können eine Avivage auieisen, um den Wickelvorgang zu erleichtern. Eine doppelte Glasfaserschicht kann für die innere und die äußere Schicht sinnvoll sein. Für die außenliegende Schicht ist sie aber von größerem Nutzen, da sie die Wärmedämmung verbessert.
Zum wesentlichen Teil des Erfindungsgegenstandes gehört es auch, daß unterhalb der inneren Glasfaserschicht mehrere ineinander liegende Folienschläuche angeordnet sind. Dadurch wird die transportierte Flüssigkeit innerhalb des Schlauches daran gehindert, durch die Schlauchwandung hindurch zu diffundieren. Ein solcher Folien~ schlauch verbund ist zweckmäßigerweise leicht wellig in der Schlauchwand untergebracht, damit Verformungsvorgänge ohne weiteres möglich sind. Eine solche Welligkeit odel Diamantierung kann bei manchen Werkstoffen nützlich sein, da eine hohe Hitzebeständigkeit und Chemikall enfe stigkei t nicht immer mit einer ausreichenden Dehnfähigkeit verbunden ist.
Für die Folienschläuche kommen zahlreiche Werkstoffe in Betracht. Ihre Anwendung richtet sich nach den jeweilig zu erwartenden Anforderungen. Im Vordergrund stehen für die Folienschläuche fluorierte Polymere wie TFA (teilkristallines Copolymerisat aus vorwiegend Tetrafluoräthylen und perfluorierten Co-Komponenten), ET (Äthylentetraflouräthylen), FEP (fluoriertes Äthylen-Propylen-Polymer), PFA (Perflouräthylen-Polymer).
Ferner sind geeignet Polypropylen, Polyamid, Polyester, Polyurethan, Polyvinylidenfluorid, polytrifuormochloräthylen. Die Folienstärke kann bis zu O,1 mm betragen.
Unterhalb des Folienschlauches liegt ein Stützgewebe, das die Funktion hat, die Iteibung zwischen der innen liegenden Me talldrahtwendel und dem Folienschlauch möt#-lichst gering zu halten. Auch diese Stützeinrichtung muß hitze--und chemikalienbeständig sein. Die innen liegende Metalldrahtwendel sollte aus widerstandsfähigem VA-Stahl bestehen. Es sind auch kunststoffummantelte oder in Ausnahmefällen auch verzinkte Stahlwendeln oder Aluminium verwendbar, wenn die zu erwartende Beanspruchung dies zuläßt. Oberhalb der außen liegenden Glasfaserschicht liegt ein weiteres temperaturbeständiges Stützgewebe, um eine feste Anlage für die darauf befindliche Stahldrahtwendel zu ermöglichen. Auch das Stützgewebe hat gewisse Temperaturanforderungen auf sich zu nehmen. Sie liegen jedoch niedriger als die weiter innen liegenden Materialien. Wird unter dem Stützgewebe eine Aluminiumfolie vorgesehen, so kann dies den Wärmedurchtritt nach außen wesentlich behindern. Für die äußere Stützschicht kann ein durch Kalandrierung mit Kunststoff bo#nhi#hte.t#s Gewebe #t.1efl.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es sinnvoll, daß die Heiz- und Steuereinrichtungen aus wendelförmig parallel laufenden und dehnfähigen Flachkabeln bestehen. Auch die Verwendung eines isolierten Drahtes, einer Litze oder ein Band mit mehreren Litzen ist geeignet. Bei der Verwendung von dünnen Glasfaserschichten können Steuer- und Heizeinrichtungen auch in unterschiedlichen Schichtverbänden untergebracht sein. Die Heizeinrichtung sollte dabei jeweils zum Schlauchinneren und die Steuereinrichtung weiter außen liegen.
Es ist sinnvoll, die Ganghöhe bei den verschiedenen durch Wendeln aufgebrachten Folien und Fasermaterialien in unterschiedlichem Winkel vorzusehen. Wenngleich alle Winkel zusammen genommen dem neutralen Winkel von 540 entsprechen i lten, damit unter einem erhöhten Innendruck keine starken Verformungen im Schlauch auftreten, ist dies nicht immer erforderlich.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es sinnvoll sein, daß die dem äußeren Einfluß ausgesetzte Stahldrahtwendel von einer elastischen Maotelschicht abgestützt ist. Zusätzlich kann bei besonderen Bedingungen, wie etwa sehr hohen Temperaturen eine zusätzliche weitere Wärmedämmschicht auf dem Schlauch vorgesehen sein, die wiederum durch eine geklöppelte Faser~ Schicht abgedeckt ist. Die geklöppelte Schicht hat den Vorteil, daß sie den Verformungsvorgängen eines Schlauches recht gut ohne großen Widerstand folgen kann. Als äuBJcre Schutzschicht kann auch ein Mantel aus einem geschlossenzelligen Polyäthylenschaum geeignet sein.
Die in dem Schlauch in verschiedenen Höhen angeordneten Metallwendeln sind jeweils um eine halbe Ganghöhe gegeneinander versetzt, so daß sie dadurch eine besonders wirksame feste Lagerung der 5 chi cht enpaket e erzeugen.
Als Anschlüsse für die Armaturen sind Flanschverbin dungen nach Normvorschriften ebenso möglich, wie Verschraubungen und Schnellkupplungen.
Die Erfindung wird in Verbindung mit einem Schlauchquer schnitt beispielsweise dargestellt. Die Reihenfolge der Schichten von innen nach außen ist wie folgt: 1 VA-Stahldrahtwendel 2 Folien oder Gewebeschutzschicht 3 Foleinschläuche aus TFA. Diese Schicht kann mehrere koaxiale Schlauchfolien umfassen.
4 Glasfaserschicht aus Gewebe oder Faservlies 5 Heiz- und Steuereinrichtung in parallel laufender Wendelform. Die elektrischen Anschlüsse dieser Einrichtung enden in einem Ende des Schlauches und können mit den zugehörigen Aggregaten verbunden werden.
6 Wärmedänmischicht mit Aluminiumfolie als Auflage 7 Stützschicht aus temperaturbeständigen Gewebe 8 Widerstandsfähige Unterlage 9 Stahldrahtwendel le Wärmedämmschicht 11 Geklöppelte Drahtfaserschicht - Leerseite -

Claims

Schlauch mit eingearbeiteter elektrischer Heiz- und Steuereinrichtung Ans p rü ch e 1.) Schlauch mit in seiner Wandung eingearbeiteter elektrischer Heiz- und Steuereinrichtung und diese nach innen und außen abdeckende Folienwendeln und Schlauchteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz-und Steuereinrichtung (5) nach innen und außen mit je einer nachgiebigen Glasfaserschicht (4, 5) abgedeckt ist und außerdem stufenweise nach innen temperaturbeständige Folienschläuche (3), eine IQunststoffstützschicht (2) und eine Metalldrahtwendel (1) und ferner stufenweise nach außen Wärmedärninschichten (6), Stützschichten (7), Außen-umlage (8) und eine Metalldrahtwendel (9) vorgesehen sind.
2.) Schlauch nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrahtwendeln (1, 9) aus VA-Stahl, verzinktem Stahl, kunststoffummanteltem Stahl oder Aluminium bestehen.
3.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Steuereinrichtungen (5) aus wendelförmig parallel laufenden und dehnfähigen Flachkabeln , isolierten Drähten oder Litzen bestehen.
4.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserschichten (4, 6) aus locker aufgebauten Streifen aus Geweben, Vlies oder Gelegen in Wendelform bestehen.
5.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der inneren Glasfaserschicht liegenden Folienschläuche (3) aus einem fluoriertem Polymer oder ähnlich hitze- und chemikalienbeständigen flexiblen Material bestehen.
6.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Folienschlauch (3) liegende Stützschicht (2) aus einem temperatur--und chemikalieldesin durch Kalandrierung beschichteten Gewebe besteht.
7.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Heiz- und Steuereinrichtung (5) liegende Wärmedämmschicht (6) mit einer welligen und/oder Kunststoff beschichteten Aluminiumfolie ummantelt ist.
8.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschicht (7) aus temperatur beständigem Kunststoffadenmaterial besteht.
9.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Metalldrahtwendel (9) auf einer widerstandsfähigen elastischen Mantelschicht (8) aus Gewebe oder einer Kunststoffbahn abgestützt ist.

lo.) Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Metalldrahtwendel (9) durch weitere Wärmedämmschichten (10) und eine geklöppelte Fas#chicht aus Kunststoff oder Metall (11) abgedeckt ist.