DE8634784U1

DE8634784U1 - Verbindungsstück für Heizbänder von elektrischen Begleitheizungen

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Publication number: DE8634784U1
Application number: DE19868634784
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1987-02-19

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verbindungsstück für zumindest zweiadrige Heizbänder von elektrischen Begleitheizungen, insbesondere für wärmeisolierte Rohrleitungen, mit mindestens zwei Stromleiterbahnen.

\&Lgr;/ Derartige Heizbänder sind bekannt; sie bestehen aus zwei paraC -Tlellauf enden, mehrdrähtigen verzinnten Kupferleitern und einem dazwischenliegenden Heizelement. Das Heizelement besteht aus einem Kunststoff mit eingebetteten Kohlenstoffteilchen, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizelementes mehr oder weniger viele Strompfade zwischen den als Stromleiterbahnen dienenden Kupferleitern bilden. Steigt die Temperatur, so dehnt sich der Kunststoff aus und die Kohlenstoffpartikel entfernen sich mehr und mehr voneinander. Dadurch werden die Strompfade unterbrochen und der elektrische Widerstand des Heizelementes (quer zur Erstreckungsrichtung der Stromleiterbahnen) , steigt; entsprechend sinken Stromaufnahme und Heizleistung. Beim Abkühlen kehrt sich der Prozeß um und die Heizleistung steigt an. Der Strom fließt also nur an solchen Stellen quer zwischen den Stromleiterbahnen, an denen die Temperatür entsprechend niedrig ist. Das elektrische Ersatzschaltbild des Heizelementes entspricht also einer Serie paralleler regelbarer Widerstände. Ein Überhitzen wird dadurch ausgeschaltet, daß die Strompfade bei zunehmender Temperatur zwangsläufig vermindert werden. Derartige Heizbänder heizen also auf der Fläche zwischen den beiden Strombahnen; sie sind darüberhinaus flexibel und können den Biegungen z.B. von durch sie beheizten Rohrleitungen problemlos folgen. Sofern - wie bevorzugt - das Heizband geerdet werden soll, wird das Heizelement samt der von ihm eingebetteten Stromleiterbahnen von einer elektrisch isolierenden Schicht, z.B. einer Kunststoffhülle aus Polyolefin umgeben. Diese Isolierschicht wird dann mit ei-

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nem metallischen Geflecht aus verzinnter Kupferlitze umschlossen. Die Kupferlitze dient als Erdung des Heizbandes und erlaubt einen einwundfreien Personenschutz und bietet einen zusätzlichen mechanischen Schutz. Für die Anwendung in korrosiver Umgebung und unter Witterungseinflüssen wird das Geflecht der Schutzerdung mit oinem äußeren Korrosionsschutzmantel, z.B. aus Kunststoff, wie Polyolefin, umgeben. Derart aufgebaute Heizbänder werden mit der Oberfläche von zu beheizenden Bauteilen durch Rohrschellen oder dergleichen so verbunden, daß das Heizband mit der Oberfläche des Bauteiles flächigen Kontakt hat. Auf diese Weise können Regenrinnen, Dachflächenbereiche und Wasserleitungen aller Art gegen Frost geschützt werden. Ebenso können Warmwasser-Rohrleitungssysteme auf einer gewünschten Mindesttemperatur von z.B. 45°C gehalten werden, so daß an den Zapfstellen des Rohrleitungssystems auch dann stets warmes Wasser ansteht, wenn in dem Rohrleitungssystem das Warmwasser nicht zirkuliert.

Bei den bekannten Begleitheizungen werden alle erforderlichen elektrisch leitenden Verbindungen mittels besonderer Anschlußkästen vorgenommen, die als Verbindungsstück dienen. Zu diesem Zweck muß das freie Heizbandende von dem zu beheizenden Bauteil fort- und dem Anschlußkasten zugeführt werden, wobei die freien Heizbandenden mittels feuchtigkeitsdichter Wanddurchführungen in den Anschlußkasten hineingeführt werden, wo die abisolierten Enden der Strombahnen, also auch das Geflecht des Erdungsschutzes in einer Klemmleiste festgelegt werden. Die Anschlußkästen sind in der Herstellung kostenaufwendig. Die Montagearbeit beim Verbindungsherstellen ist zeitaufwendig. Besonders bei von der Begleitheizung elektrisch beheizten Rohrleitungssystemen, deren Rohrleitungen mit einem Wärmedämmmaterial umkleidet sind, tritt an den Verbindungsenden der Heizbänder, die zu diesem Zweck aus der Wärmeschutzummantelung der Rohrleitung herausgeführt werden müssen, ein besonders hoher Wärmeverlust auf. Zum Beispiel wird für eine T- oder Y-för-

mige Verzweigung etwa Im des Heizbandes benötigt, der nicht an den Rohrleitungen anliegt und der vergleichsweise kälteren Umgebungsatmosphäre ausgesetzt ist und deshalb die Atmosphäre und nicht das zu schützende Bauteil heizt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, anstelle der bekannten AnschiuBkästün für die Verbindungsenden der Heizbänder ein einfach zu montierendes Verbindungsstück zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungsstück aus mindestens einem elektrisch nichtleitenden, insbesondere flexiblen, Kunststofformteil und zumindest zwei elektrisch, voneinander isolierten Stromleiterbahnen besteht, wobei die Stromleiterbahnen in dem mindesten einen Kunststofformteil eingebettet sind und die freien Enden der Stromleiterbahnen derart aus dem mindestens einen Kunststoffformteil herausragen, daß sie mit den Stromleiterbahnen der mit ihnen zu verbindenden Heizbänder elektrisch leitend verbindbar sind. Die Erfindung basiert also auf dem Grundgedanken, vorgefertigte Verbindungsstücke, insbesondere für Verzweigungspunkte von Heizbändern zu schaffen, die mit den Heizbandenden oder den zuführenden Stromleitungen schnell und sicher verbindbar sind, ohne daß es hierzu eines besonderen Anschlußkastens bedarf.

Durch die Erfindung wird unter anderem erreicht, daß die Verbindungsstücke als relativ flache, konfektionierte Bauteile herstellbar sind, mit denen die Heizbänder in einfacher Weise, wie durch Löten, Quetschen oder Verschrauben verbindbar sind; die Montagezeiten sind dabei vergleichsweise kurz. Bei den Verbindungsstücken handelt es sich um vergleichsweise wenig aufwendige Bauteile. Es ist möglich, die Verbindungsstücke eng an dem zu beheizenden B&uteil anliegen zu lassen und sie sogar

als Heizbänder auszugestalten; dadurch können die Heizbänder selbst im Bereich ihrer freien Enden ihre Heizfunktion ausüber, und samt der Verbindungsstücke völlig innerhalb der etwaigen Wärmeisolation des zu beheizenden Bauteiles verbleiben; hierdurch werden außerordentlich hohe Energieenteile eingespart.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere ein« einfechö nüntierbärkeiu, hohe elektrischs Sicherheit und einen hohen Wirkunsgrad gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.

Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Verbindungsstücke dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig.la ein erstes Verbindungsstück für eine T-förmige Verzweigung von Heizbändern in Draufsicht (Ansicht A gemäß Fig.Ib),

Fig.Ib dasselbe Verbindungsstück in Seitenansicht (Ansicht B gemäß Fig.la);

Fig.2a ein zweites Verbindungsstück für eine unverzweigte Verbindung von Heizbändern in Draufsicht ( Ansicht C gemäß Fig.2b);

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Fig.2b dasselbe Verbindungsstück in Seitenansicht (Ansicht D gemäß Fig.2a) ;

Fig.3a ein drittes Verbindungsstück für den Anschluß eines Heizleiters an ein Stromversorgungskabel in Draufsicht (Ansicht E gemäß Fig.3b);

Fig.3b dasselbe Verbindungsstück in Seitenansicht (Ansicht F gemäß Fig.3a);

Fig.4 ein verzweigtes, begleitbeheiztes Rohrleitungssystem mit durch Verbindungsstücke verbundenen Heizbändern -in ausschnittsweiser Darstellung - sowie

Fig.5 eine Verbindungsstelle zwischen einem Verbindungsstück und einem Heizband im Axialschnitt. ,-

Gemäß Figuren la/b besteht ein erstes Verbindungsstück 10 für eine T-förmige Verzweigung von im einzelnen nicht dargestellten, da an sich bekannten Heizbändern aus einem einstückigen Kunststofformteil 2 und darin eingebetteten, voneinander isolierten Stromleiterbahnen 3A, 4A und 5A sowie Hülsen 6 und einer Schutzummantelung 1. Die freien Enden der Stromleiterbahnen sind in die formteilseitigen Enden der Hülsen 6 eingeschoben und mit diesen elektrisch leitend, z.B. durch Löten, verbunden. An jedem Ende des T-förmigem Kunststoffteils ragen die Hülsen 6 aus den Stirnflächen heraus. Die Hülsen 6 können außen isolierbeschichtet sein und bestehen aus elektrisch leitendem Material. Die drei an einem Ende aus dem Kunststoffformteil 2 jeweils herausragender Hülsen 6 sind in einer Ebene nebeneinander angeordnet und jeweils mit den Stromleiterbahnen 3A, 4A bzw. 5A verbunden. Auf diese Weise ist das Kunststoffformteil 2 sehr flach gehalten und weist lediglich im Überkreuzungsbereich 1OA des Verbindungsstückes 10 eine Verdickung

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1OB auf. Stromleiterbahnen 3, 4 und 5 von im Übrigen aus Figuren 4 und 5 ersichtlichen Heizbändern 11 sind in die Hülsen 6 getrennt voneinander einschieb- und mit diesen, bevorzugt durch Verquetschen, elektrisch leitend verbindbar.

In Figuren 2a bis 3b sind äquivalente Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in Figuren la/b bezeichnet. Das in Figuren 2a/b dargestellte zweite Verbindungsstück 20 dient als Geradeausverbinder zum Verlängern von Heizbändern; es ermöglicht die Verwendung auch kleinerer Heizband-Reststücke ohne großen Aufwand .

Das in Figuren 3a/b dargestellte dritte Verbindungsstück 30 dient als Anschlußstück für ein aus Fig.4 ersichtliches Anschlußkabel 12 an das elektrische Netz z.B. über einen Anschlußkasten 13. Zu diesem Zweck sind die Hülsen 6A verkröpft und auf der Seite des Anschlußkabels auf einem Kreisbogen verteilt angeordnet. Entsprechend weist das Kunststofformteil 2 in diesem Bereich einen etwa kreisrunden Querschnitt auf.

Die Kunststofformteile 2 bestehen bevorzugt aus einem wärme- und kältebeständigen Kunststoff; sie können auch aus miteinander korrespondierenden Halbschalen bestehen, in die die gegebenenfalls von einer Isolationsschicht umgebenen Stromleiterbahnen 3A, 4A und 5A sowie die Hülsen 6 vor dem Zusammenfügen der Halbschalen eingelegt -werden. Danach etwa verbleibende Hohlräume innerhalb der Kunststofformteile 2 können mit Kunststoff ausgeschäumt oder ausgespritzt werden.

Alternativ ist es möglich, die Verbindungsstücke in ähnlicher Weise wie die Heizbänder selbst aufzubauen. Hierzu sind, wie in der Zeichnung nicht eigens dargestellt, zwei Stromleiterbahnen parallel zueinander angeordnet und durch eine Kunststoffbahn miteinander zu einem einheitlichen Ganzen verbunden. Die Kunststoffbahn bildet in Abhängigkeit von der Temperatur

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mehr oder weniger viele Strompfade zwischen den Stromleiterbahnen und kann aus dem gleichen Material hergestellt und in gleicher Weise konfiguriert sein wie die noch zu beschreibenden Heizelemente 14 der Heizbänder 11 (Figuren 4 und 5). In diesem Fall empfiehlt es sich, die beiden spannungsführenden Stromleiterbahnen sowie die sie überdeckende und verbindende Kunststoffbahn mit einer dritten, schichtförmigen Stromleiterbahn zumindest teilweise zu überdecken, wie z.B. auf der Ober- und Unterseite sowie einer Seitenfläche des Verbindungsstückes mittels eines flächigen stromleitenden Drahtgeflechtes oder einer stromleit&nden Folie. Diese dritte Stromleiterb&hn dient dann als Erdungsschutz und wird an allen Verbindungsenden des Verbindungsstückes mit dem Erdungsschutz des zu verbindenden Heizbandes elektrisch leitend verbunden. Wenn die dritte Stromieiterbghn nicht schichtförmig die anderen Stromleiterbahnen überdeckt, wird sie - wie in dien in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen geschehen -in gleicher Weise wie die übrigen beiden Stromleiterbahnen ausgestaltet. In diesem Falle empfiehlt es sich, die beiden außen liegenden Stromleiterbahnen 3A und 5A als spannungsführende und die dazwischenliegende Stromleiterbahn 4A als Erdungsschutz auszugestalten bzw. zu verwenden.

Je nach Art der Verbindung zwischen den Hülsen 6 bzw 6A und den Stromleiterbahnen 3 bis 5 bzw 3B bis 5B, können die Hülsen 6 ganz in die Kunststofformteile 2 eingebettet sein, oder, wie in der Zeichnyng dargestellt, ein Stück aus dem Kunststofformteil 2 herausragen; sie können auch auf ihrer äußeren Oberfläche elektrisch isolierbeschichtet sein.

In Figur 5 ist - in der linken Figurenhälfte - ein Ende eines erfindungsgemäßen Verbindungsstückes dargestellt. Die rechte Figurenhälfte zeigt das Verbindungsende eines Heizbandes 11, dessen Strombahnen 3 und 5 parallel zueinander angeordnet und

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von einem flächigen, als Heizelement 14 dienenden Kunststoffteil mit eingelagerten Kohlenstoffpartikeln verbunden und umhüllt sind. Eine Isolierschicht 8 aus Polyolefin umhüllt das Heizelement 14 mit den darin eingeschlossenen Stromleiterbahnen 3 und 5 auf dem gesamten Umfang. Ein elektrisch leitendes, eis Erdungsschutz dienendes, die Isolierschicht 8 umhüllendes Drahtgeflecht dient als Stromleiterbahn 4. Schließlich ist das

: Heizband von einer Schutzhülle 9 aus Polyolefin auf sBinem gesamten Umfang umschlossen. Die aus dem Heizband 11 stirnseitig

Q herausragenden freien Enden der Stromleiterbahnen 3, 4 und 5 sind mit den Hülsen 6 des Verbindungsstückes durch Verquet -sehen an den freien Hülsenenden elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden und nachträglich von Schrumpfschläuchen

15 als elektriscbem Isolierschutz umhüllt. Eine konische Hülse

16 aus Metall oder Kunststoff verbindet die verbindungsseitigen Enden des Verbindungsstückes einerseits und des Heizbandes 11 andererseits; es dient als Verbiege- und Feuchtigkeitsschutz sowie als Zugentlastung.

In Figur 4 ist ein Rohrleitungssytem für Warmwasser mit einem Warmwasserboiler 17, damit verbundenen Rohrleitungen 18 mit Zapfstellen 19 und die Rohrleitungen 18 umhüllenden Wärmeiso- ·' lierschichten 21 dargestellt. Die Rohrleitungen 18 sind begleitbeheizt; hierzu dienen mit den Rohleitungen 18 durch Rohrschellen 22 in flächigem Kontakt gehaltene Heizbänder 11, die gemeinsam mit den Rohrleitungen von d&n Wärmeisolierschichten 21 umhüllt sind. Eine werksseitig oder auf der Baustelle montierte Spannungsversorgungseinlieit besteht aus einem Anschlußkasten 13 mit Anschlußkabel 12 und einem Anschluß-Verbindungsstück 30. Letzteres nimmt mit seinem konisch ausgebildeten Kältende 7A die Stromleiterbahnen 3B bis 5B des Anschlußkabels 12 und mit seinem flachgehaltenen Warmende 7B die Stromleiterbahnen 3 bis 5 des Heizbandes 11 auf (siehe auch Figur 3a/b). Suwohl das Anschluß-Verbindungsstück

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30 als auch das T-förmige Verzweigungs-Verbindungsstück 10 und das Geradeeus-Verbindungsstück 20 liegen -wie das Heizband 11-eng an der Rohrleitung 18 an und sind von der Wärmeisolierschicht 21 umschlossen.

Bezugszeichervfcijst,e·:

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1	Schutzummantelung
2	Kunststofformteil
3	Stromleiterbahn
3A	Stromleiterbahn
3B	Stromleiterbahn
4	Stromleiterbahn
4A	Stromleiterbahn
4B	Stromleiterbahn
C	&eegr; &lgr;. &igr; — &igr; .* &igr; &igr; O U J. U III J. S J. O D J. U &agr; 1111
5A	Stromleiterbahn
5B	Stromleiterbahn
6	Hülsen
6A	Hülsen
7A	Kaltende
7B	Warmende
8	Isolierschicht
9	Schutzhülle
10	Verbindungsstück
1OA	Überkreuzungsbereich
1OB	Verdickung
11	Heizbänder
12	Anschlußkabel
13	Anschlußkasten
14	Heizelement
15	Schrumpfschläuche
16	Hülse
17	Wasserboiler
18	Rohrleitungen
19	Zapfstellen
20	Verbindungsstück
21	Wärmeisolierschicht
22	Rohrschellen
30	Verbindungsstück

A	Ansicht
B	Ansicht
C	Ansicht
D	Ansicht
E	Ansicht
F	Ansicht

Claims

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DIPL.-PHYS. DR. H. SCHUMACHER

Frühlingstraße 43 ***' *· «··■···<■· «. ..

D-4300 ESSEN 1 EUROPEANPATENTATTORNEY

Mein Zeichen 86 082 Datum 24. Dezember 1986

Günter Kreitz, Kaiserstraße 32, 4050 Mönchengladbach 1

Verbindungsstück für Heizbänder von elektrischen Begleitheizungen

Ansprüche:

1. Verbindungsstück (10,20 oder 30) für zumindest zweiadrige Heizbänder (11) von elektrischen Begleitheizungen mit mindestens zwei Stromleiterbahnen (3A und 5A)

dadurch gekennzeichnet,daß

es aus mindestens einem elektrisch nichtleitenden KunjStstoffor i-teil (2) und zumindest zwei elektrisch voneinander isolierten Stromleiterbahnen (3A und 5A) besteht und die Stromleiterbahnen (3A und 5A) in dem mindestens einen Kunststofformteil (2) eingebettet, sind und ihre freien Enden derart aus dem mindestens einen Kunststoffformteil (2) heraustauchen, daß sie mit den Stromleiterbahnen (3 und 5 bzw 3 bis 5) der zu verbindenden Heizbänder (11) elektrisch leitend verbindbar sind.

2. Verbindungsstück nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiterbahnen (3A und 5A bzw 3A bis 5A) verzweigt sind und die Verzweigungspunkte innerhalb des mindestens einen Kunststofformteiles (2) angeordnet sind.

3. Verbindungsstück nach Anspruch 1 odor 2 gekennzeichnet durch drei jeweils parallel zueinander und in einer gemeinsamen etwa geraden Ebene in dem Kunststofformteil (2) angeordnete, elektrisch voneinander isolierte Stromleiterbahnen (3A bis 5A).

Telefon (02 01) 419 94 NaKonal-Bank Essen (BLZ 360 200 30) 230 J59

Teletex: 201342 - Ruhrpat ·'./:" "/&iacgr; , '·] , Poslgiro Essen (BLZ 360100 43) 123 77-430

Telegrammadresse: Ruhrpatent .*' .* : :.':":' , ', ',"',' Sparkasse Essen (BLZ 360 50105) 1 102 755

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4. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß seine mindestens zwei Stromleiterbahnen (3A und 5A) parallel zueinander angeordnet und durch

I eine zwischen den Stromleiterbahnen (3A und 5A) tempera

te¹ I turabhängig Strompfade bildende Kunststoffbahn miteinander

I zu einem einheitlichen Ganzen verbunden sind.

I 5. Verbindungsstück nach Anspruch 4 gekennzeichnet durch zu-

'i mindest eine dritte, die beiden ersten Stromleiterbahnen

&igr; . (3A und 5A) und die Kunststoffbahn zumindest teilweise

I überdeckende dritte, schichtförmige Stromleiterbahn.

\ 6. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch

I gekennzeichnet, daß das Kunststofformteil (2) derart fle-

i xibel ist, daß es an eine Rohroberfläche flächig an-

I schmiegbar ist.

\ 7. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch

I gekennzeichnet, daß zumindest die freien Enden seiner

I Stromleiterbahnen (3A bis 5A) aus Hülsen (6 bzw 6A) zur

Aufnahme und zum elektrisch leitenden Befestigen von Stromleiterbahnen (3,4,5) der Heizbänder (11) bestehen.

8. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis ⁿ geksnn-■' zeichnet durch das mindestens eine Kunststofformteil (2) im Bereich der freien Enden seiner Stromleiterbahnen umfassewde Hülsen (16) zum mechanischen Verbinden des Verbindungsstückes (10,20 oder 30) mit den zu verbindenden Heizleitern (11).

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