专利名称：可加热介质管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可加热介质管，其具有至少一个管连接器和加热元件，其中该加热元件包含金属丝/金属丝束，尤其是一股或两股金属丝/金属丝束；以及一种制造可加热介质管的方法，所述可加热介质管包括介质管、至少一个管连机器、介质管和管连接器之间的过渡区和至少一个加热元件，其中所述加热元件包括金属丝/金属丝束，尤其是一股或两股金属丝/金属丝束。
背景技术：
可加热介质管及其制造方法在本领域是众所周知的。特别地，在车辆中设置许多介质管来输送大部分液体介质。这些介质管在低温下易于结冰，因此它们需要加热。管连接器用于连接至少两个介质管，或连接介质管和其他结构。介质管通常输送这样的介质:由于相对高的凝固点而在环境温度仍在高水平时易于凝固，这意味着车辆的操作性，比如，会被极大地消弱甚至破坏。对于挡风玻璃清洗系统的水管，以及对于用作具有所谓的SCR催化的柴油发动机的NOx反应添加剂的水溶液的介质管也是这样。EP985908 Al公开了介质管的管连接器，其由具有连接部的连接件构成，该连接部用于与介质管或其他结构以及紧接连接部具有电流通道的过渡部连接。至少在过渡部的区域内电加热设备布置为包括至少部分电流通道。电加热设备布置在过渡部，即，在连接部的外部，用于防止连接件内的各介质结冰或通过融化结冰介质来逆转结冰过程。以线圈方式围绕外部的电阻丝环绕连接件，其中在电流通道区域的内部布置至少一个其他线圈以便当电流流过外部电阻丝时在内部线圈产生感应，从而产生热量。介质管包括周围布置有导热体的内部管线，其中管线和导热体被外壳比如被螺纹管包裹。管连接器连接在介质管的两端。在安装波纹管之前，胶带围绕布置在管线上的导热体缠绕并因此固定在管线上。可选地，该固定可通过使用漆层或胶层实现。管连接器的电阻丝和管线的热输出是电互连的，其中一个管连接器的电阻丝分别电切换为与围绕管线的电阻丝的圈中的一个串联，并且两个管连接器的两个串联连接的连接端延伸到外部，提供与电压源的连接或进一步的连接。可选地，公开了管连接器的电阻丝和围绕管线的线圈以所有电阻丝仅与一个外部线路连接串联连接的形式设置。在各情形中，围绕其缠绕有电阻丝的管线，在与两个管连接器连接之前被定长切割，并且电阻丝安装在管线外部。这在比如DE102005037183B3或EP1519098B1中公开。DE102005037183B3详细记载了管线初始为无限管，并随后切割为限定长度。这种管已经包括用作导电塑料层的电阻丝。作为一种选择该现有技术的出版公开了输电线路融入管内。进一步还公开了管线可包括延伸至加热元件，并夹紧或胶合输电线路的槽。或者输电线路以及管线所需要的其他组件可压制成形，这意味着输电线路和加热元件在一道生产工序内一起制造。相对地，EP1519098B1公开了电加热介质管或液体管，电阻丝围绕内部塑料层螺旋缠绕，且电绝缘带直接围绕塑料层和电阻丝缠绕。电阻丝以双螺旋的形式围绕塑料层缠绕，并且电阻丝的端部与可插入插座或电压源内的插头连接。进一步地，EP1721097B1公开了电加热介质管，其设置有介质管、加热介质管的电缆和至少一个用于连接电缆和电源的电连接器。介质管和电缆完全被外部保护壳包裹，该保护壳包括内横截面超过介质管外横截面的第一管。在电缆的一端或两端电缆与介质管分离并进入分支内。分支延伸到插座上的第二管。外部保护壳包围第一管、分支和第二管，其中分支设置在第一管和第二管之间。这意味着至少在一侧上电缆不是延伸至管连接器而是直接进入分支并在此与连接电源的插头接器连接。因此根据该现有技术的公开文献，不是加热管连接器而是仅加热介质管。EP2107291A2公开了流体管，其中管连接器连接在弹性管的端部。导热体安装在管线内，并且其端部压在布置在管连接器内的管连接段之间。导热体通过连接段与连接线连接，并因此与电源连接。导热体在管线内布置为环状，并在第二管连接器前面的环区域内终止。尽管由于导热体位于管线内部，热量可直接导入介质管或管线内流动的介质中，导热体的金属丝/金属丝束必须对介质管内流动的介质具有高耐性，因而导致导热体的成本较高。进一步地，插入导体环，即对折的导体以期望的螺旋或蜿蜒(波浪)结构进入管线内是费力的。同样这种管线的成本高于导热体在外部延伸的管线，因为这种导热体从内部穿过的管线，其内径以及可能还有壁厚必须相对较大以能够容纳导热体且不会阻碍介质的流动。如果分别提供缠绕有电阻丝的管连接器和缠绕有电阻丝的管线，连接管连接器和管线的各自的电阻丝是昂贵的，因为这是费时的并且必须小心翼翼的以确保适当的电连接，这导致生产过程持续很久。使用连续缠绕工艺，电阻丝围绕管线缠绕，并且管线可配置有胶带或纺织胶带，并且配置有备用段。为了生产各种所需要的可加热介质管，缠绕电阻丝的管必须随后切割至预期长度，胶带或纺织胶带必须从定长切割管的两端移除，各电阻丝必须再次解开，管多余的长度必须被切除，管长度必须调整并且切口必须清洁。在同样可配置缠绕的电阻丝的管连接器端，电阻丝需要再次从端部解开，并且与介质管的电阻丝端连接，尤其是通过压接点连接。因此一方面需要很多工艺步骤来制造包括被包裹的管和管连接器的可加热介质管，或来使管和管连接器或者其上布置的电阻丝彼此连接。另一方面，由于制造配置有电阻丝和纺织胶带或胶带的管随后会被定长切割以适合各自的应用，从而会产生大量的边角料因此物料成本较高；并且由于在管和管连接器端部展开或解开电阻丝，清洁和整理管以产生电阻丝的自由金属丝/金属丝束段用于与其他同样的自由段接触，以及设置压接点，在生成期间人力成本也较高。除了由于边角料的材料损失，还会由于需要大量手工操作导致相对高的生产费用而产生成本。随后，当可加热介质管安装在比如车辆内，尤其是卡车内时，这些压接点承受震动，还可产生引起短路的损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种可加热介质管，其制造费用降至最小，同时在管连接器的区域内以及管连接器之间延伸的介质管的区域内向介质管内流动的介质提供良好的热量输入。对于根据权利要求1前序的可加热介质管，改目的实现在于所述金属丝/金属丝束沿着介质管和至少一个管连接器连续延伸。进一步地，对于根据权利要求11前序的制造可加热介质管的方法，改目的实现在于该介质管配置至少一个管连接器，加热元件的金属丝/金属丝束配置为对折、一体或两部元件或连接形成连续部件的元件，金属丝/金属丝束布置固定在管连接器、过渡区和介质管的外部上，并且金属丝/金属丝束的端部接入用于连接电流源或电压源的馈入连接器内。本发明的进一步特征在从属权利要求中限定。因此制造的可加热介质管，其不再需要切割安装有加热元件的介质管至预期长度，以及随后费力地使加热元件或围绕介质管的金属丝/金属丝束的端部与围绕管连接器的加热元件连接，尤其是压接和密封，尤其是用收缩管配置金属丝/金属丝束和加热元件。相反沿介质管延伸的金属丝/金属丝束也可用于加热一个或多个管连接器，由于它们也沿一个或多个管连接器延伸。因此共用的加热元件用于加热介质管以及一个或多个管连接器。因此加热元件的金属丝/金属丝束沿着介质管和至少一个管连接器不间断地延伸。与现有技术相比，无需设置额外的用于加热管连接器的金属丝/金属丝束，另外可省略配置在管连接器上的金属丝/金属丝束以及这些金属丝/金属丝束和沿介质管的金属丝/金属丝束之间所需要的接合。因此，在介质管和管连接器之间没有设置接合，但是可在两股金属丝/金属丝束之间设置接合或设置与用于使金属丝/金属丝束连接至电流源或电压源的冷导体/电连接件的接合。优选地，一股或两股金属丝/金属丝束在介质管和管连接器之间的过渡区内无接合地延伸，并且沿着管连接器自身和介质管在其各自的外部上连续延伸。用这种方法能够保持介质管和管连接器之间的整个过渡区无接合。尤其是在从基本非欠刚性介质管到刚性管连接器的过渡区内接合很容易遭受由震动引起的损坏。因此优选不设置任何与冷导体的连接，或优选在两股沿介质管和管连接器连续延伸的金属丝/金属丝束之间不设置任何连接。由于加热元件的一股或两股金属丝/金属丝束沿介质管和管连接器连续延伸，因此不再需要任何接合，并且因为仅设置一股或两股金属丝/金属丝束，材料成本也降低。由于待存储的介质管的不同的电阻丝/金属丝束的量减少，需要的金属丝/金属丝束的种类减少，每种金属丝/金属丝束的需求量增大，从而导致成本降低，效率提高。因为金属丝/金属丝束在介质管和管连接器的外部上延伸，不再需要特别注意金属丝/金属丝束相对流过介质管的介质的抗性。这意味着，与比如EP2107291A2相比，可选择更经济的金属丝/金属丝束。因此与现有技术相比能够节约成本，同时由于沿管连接器和介质管，连续缠绕或设置金属丝/金属丝束，能够降低或完全避免不合格连接的风险，或由震动或车辆运行期间其他负面影响造成的接合非故意断开的风险。压接点原则上是损坏点，因为当不断受横向力冲击时它们特别易于损坏。这不仅导致质量问题，而且如果绝缘损坏，会带来短路危险。优选地可通过设置无接合的金属丝/金属丝束来避免。加热元件的金属丝/金属丝束和管连接器或介质管的结合可用如下简单的方法实现:介质管初始配置至少一个管连接器，并且随后加热元件的金属丝/金属丝束沿着介质管和至少一个管连接器布置在其外部上并固定在其上适当的位置。当仅设置一个加热元件时，金属丝/金属丝束可对折布置，即，可形成尤其是固定在管连接器上的环。金属丝/金属丝束的端部随后接入用于连接电流源和电压源的馈入连接器内。如果设置两股金属丝/金属丝束，金属丝/金属丝束可与至少一个管连接器、介质管的过渡区平行并沿管连接器和过渡区延伸。
优选地，金属丝/金属丝束为一体元件，或连接形成连续部件，或通过设备彼此连接。特别地，当使用两个连接部件时可设置两股相同的金属丝/金属丝束。如果金属丝/金属丝束在与介质管连接之前连接形成连续部，加热元件的金属丝/金属丝束和介质管结合的耗费可保持最小。因此能够设置连续的一体的金属丝/金属丝束，或两股金属丝/金属丝束连接形成连续部件，其中如果选择两股相同的金属丝/金属丝束，它们的热量输出相等，因而不必采取其他措施来调节。同样两股金属丝/金属丝束能够彼此平行延伸，这两股金属丝/金属丝束仅通过一个设备比如可为捆扎元件连接，以允许金属丝/金属丝束固定在管连接器的外部上。原则上，在两股金属丝/金属丝束之间能够不设置连接元件。可在金属丝/金属丝束的端部设置至少一个分支点或连接点用于连接与电源连接的连接器。由于设置一体的金属丝/金属丝束或连接形成一体的金属丝/金属丝束，这种冷导体/电连接件连接部，即，这种用于连接与电源(电流源或电压源)连接的冷导体/电连接件的分支或连接点，因此设置在金属丝/金属丝束的端部上，以便在至少一股金属丝/金属丝束的两个端部不是设置大量的连接点或压接点，而是可仅设置两个这种点。对于具有两股初始分离的相同金属丝/金属丝束的加热元件，金属丝/金属丝束可在一端如前所述彼此连接，并且连续的加热元件的连接点(接合)可固定在至少一个管连接器内，以便在金属丝/金属丝束的另一端冷导体/电连接件可再次与电源连接。优选地金属丝/金属丝束围绕管以相对管最短的路径延伸接近管，优选以大约20mm至150mm的螺距，尤其是以40mm至60mm或80mm的螺距。它们以蜿蜓和/或弦形波形式延伸，和/或优选以螺旋形式延伸。原则上金属丝/金属丝束沿着介质管与介质管平行地延伸，能够实现充分的热量输入，同时相对于金属丝/金属丝束的长度材料利用效率高。然而，在弯曲成形和连接金属丝/金属丝束和介质管时，更优选围绕介质管以一定螺距缠绕金属丝/金属丝束。较大的螺距通常允许产生充分的热量，在技术方面螺距可达到150mm。无限螺距，即，与管道平行地延伸金属丝/金属丝束，产生充分热量，但是在技术上有问题。螺距超过150mm会出现问题，当介质管弯曲时，金属丝/金属丝束不能随介质管弯曲，而会脱离介质管。最理想的螺距要考虑技术上和经济上平衡，比如40mm至80mm范围内的螺距，尤其是对于金属丝/金属丝束长度可设置的加热元件，并在围绕管状介质管时，技术是可行的。沿着介质管的金属丝/金属丝束的部分段可在介质管的相对侧上大致彼此平行地围绕介质管缠绕，和/或沿着介质管以很大的螺距，尤其是20mm至150mm,例如40mm至80mm的螺距延伸，和/或以蜿蜒方式和/或螺旋方式延伸。能够良好地向介质管内输入热量，两股金属丝/金属丝束也能够平行延伸。为了在管连接器和介质管以及介质管和管连接器之间的过渡区的区域内产生一致的热量输入，可设置变螺距来进行缠绕。相对较大的达到150mm的螺距可沿介质管设置，然而在介质管的过渡区以及沿介质管时，较小的螺距更合理，以便在加热介质管的整个长度内热量输入大致保持恒定或在特别需要高热量输入的点增大热量输入。特别地，在管连接器区域内材料的厚度比沿管状介质管的纵向延伸的材料的厚度大，因而优选设置较小螺距来缠绕管连接器，并根据需要缠绕介质管的过渡区。在介质管区域内，金属丝/金属丝束的螺距与材料投入相比影响大，因为介质管可具有比如4.5m的长度，然而在管连接器区域内影响则较小，因为仅有较小的尺寸需要缠绕。关于热量输入，其为介质管每米15瓦，管连接器每米1.5瓦。与沿着介质管高达120mm的较大的螺距相反，沿管连接器可设置比如3mm的螺距。当在管连接器区域内设置较小螺距时，可围绕介质管设置螺旋形和/或蜿蜒缠绕或弦形缠绕。同样在管连接器、过渡区和介质管上能够以蜿蜒、螺旋形或弦形的混合形式缠绕。根据需要，加热元件的金属丝/金属丝束厚度或其直径或加热元件的芯厚，尤其是绝缘金属芯的厚度，可小于0.2mm,尤其是0.12mm、0.14mm、0.18mm,具有±0.4mm的公差。当然也可以是中间值，比如0.10mm、0.1lmm或小于0.12mm厚度的金属丝/金属丝束。介质管可具有比如2mm至4mm的内径,尤其是2mm至3mm的内径。设置内径在这个范围内非常经济。管状介质管的壁厚可在比如0.5mm至Imm之间，尤其是0.7mm。管状介质管的外部和环绕介质管和其上缠绕的金属丝/金属丝束的波纹管的内部之间的气隙可大约0.1mm至0.4mm,尤其是0.1mm至0.2mm或0.2mm至0.4mm。这种气隙可确保良好的隔热。加热元件的金属丝/金属丝束在管状介质管的外部上的固定可通过胶带或纺织带实现。也可采用其他固定方法，但是用胶带、纺织胶带或纺织带缠绕，成本较低并且固定的可靠性良好。作为介质管保护设备的波纹管可为闭合波纹管，在组装具有一个管连接器的介质管时，可从介质管的开口端开始，沿着介质管和介质管的过渡区被推至介质管上，并固定在该位置。当介质管具有两个管连接器时，优选设置具有纵向切口的波纹管，这在连接包括端侧管连接器的预装配介质管的组件和加热元件的金属丝/金属丝束组件之后，并且其在介质管、过渡区和管连接器外部上的固定围绕介质管和从外部的两个过渡区布置。然而设置沿径向闭合波纹管成本更低。对于可加热介质管的组装，优选金属丝/金属丝束固定在一个管连接器上并且延伸或连接它们的两段或者金属丝/金属丝束沿管连接器、过渡区和介质管在其外部连续。同样金属丝/金属丝束固定在两个管连接器上，并在缠绕管连接器和介质管的过渡区后能够缠绕介质管。这里可以设置公差补偿，因为缠绕的数量是变化的或者螺距是变化的，尤其是当从一端到另一端缠绕介质管时。同样公差补偿可通过改变螺距自动产生。布置金属丝/金属丝束比如通过在相对的保持器上布置两个管连接器并且设置沿介质管作用金属丝/金属丝束的初始张力，大致在中心沿纵向延伸作用使张应力作用金属丝/金属丝束，尤其是在用于围绕介质管缠绕金属丝/金属丝束的转动运动期间。用这种方法金属丝/金属丝束可围绕介质管缠绕，由于使用初始张力，因而能够实现沿介质管期望的定位和单独的缠绕螺距，并且公差补偿自动产生。优选地至少一个设备用于管和/或管连接器和/或介质管和管连接器之间的过渡区的保护和/或绝缘，尤其是用于包裹介质管的波纹管和用于包裹一个或多个管连接器和到介质管的过渡区的保护盖。这种保护盖不仅围绕管连接器和到介质管的过渡区，而且围绕包裹它们的波纹管的一部分，以便在管状介质管和管连接器之间设置装配部件用于形成完整的可加热介质管，其中可加热介质管用于使其与电源连接的分支点可通过用保护盖包裹避免损坏来保护。特别地当设置两股金属丝/金属丝束时加热元件在端部具有插头，插头通过冷导体/电连接件与加热元件的金属丝/金属丝束连接，即，当加热元件的两股金属丝/金属丝束平行连接时，至少一个捆扎元件可插入两股金属丝/金属丝束之间用于在物理上连接两股金属丝/金属丝束。这种捆扎元件可钩入管连接器上相应的接收设备内并且这可用于使加热元件固定在管连接器上。同样能够设置对折并连续的金属丝/金属丝束的加热元件，在加热元件的端部连接器直接布置用于连接电源，因此完全不用在加热元件的金属丝/金属丝束和用于连接电源的冷导体和电连接件之间设置连接点或压接点。这种加热元件或这种连续的对折的金属丝/金属丝束可在其环区域内再次固定或连接在设置在改点的接收设备上，并且可随后围绕管连接器、到介质管的过渡区和介质管缠绕，优选地加热元件可安装在介质管和/或管连接器上，尤其可安装金属丝/金属丝束、用于在介质管上紧固金属丝/金属丝束的紧固元件和/或用于介质管和/或介质管和管连接器之间的过渡区的保护和/或绝缘的保护设备。适应性安装指金属丝/金属丝束适应于各种应用的要求。因此管道可有各种变型。因此加热元件不会使用与现有技术介质管一样的布置方式和数量。相反，由于围绕在其装配后用于传导介质的组件，金属丝/金属丝束可精确布置在需要向介质管和管连接器输入热量的点上。与集成在管线壁内的金属丝/金属丝束相比，介质管可设置适合的变化的缠绕，尤其是以期望的螺距。按现有技术的要求金属丝/金属丝束嵌入管线内是制造管线的压铸工艺的一部分，并且因此引入变型是更复杂的。并且，适应性安装提供了制造/设置具有较小壁厚的管线的可能性，因此与导致相对增加材料需求的将金属丝/金属丝束嵌入介质管的管壁内相比减少材料需求。因此根据本发明，提供缠绕工艺，其中安装在端部的包括介质管和至少一个管连接器的组件，和包括加热元件的组件彼此分别配置，并且此后仅整合两个组件来形成一件产品，即可加热介质管。另外的接着的组件代表绝缘或保护设备，即，尤其是通过波纹管和保护盖的包裹。通过这种组件，组件系统，即，产生组件构造的可加热介质管，这使得制造大量不同实施方式的可加热介质管成本更低，并且可加热介质管可用较短时间装配。
为了进一步说明本发明的实施方式，下面参照附图进行详细说明，其中图1示出根据本发明第一实施方式的可加热介质管；图2示出具有两个管连接器的介质管的侧面；图3示出根据本发明第一实施方式的加热元件，其为具有冷导体/电连接件连接部和用于连接电源的插头连接器单股对折的金属丝/金属丝束形式；图4示出根据图3的加热元件的电路框图；图5示出根据本发明第二实施方式具有两个彼此连接的金属丝/金属丝束的加热元件的俯视图；图6示出根据本发明的第三实施方式的加热元件的俯视图，该加热元件具有两个在它们的端部分别设置有冷导体/电连接件和插头连接器的金属丝/金属丝束；图7示出根据本发明的另一实施方式的加热元件的俯视图，该加热元件为单股对折环形，并在％5部直接连接有插头连接器；图8示出根据本发明另一实施方式装配完成具有保护盖的可加热介质管的俯视图9示出图8所示弯管连接器的详细视图；图10示出具有加热元件和打开的保护盖的直管连接器的变型的俯视图；图1la示出根据本发明具有平行布置并沿相同方向延伸的金属丝/金属丝束的介质管的俯视图；图1lb示出具有图1la所示的金属丝/金属丝束的介质管的横截面图；图12示出根据本发明的加热元件的金属丝/金属丝束围绕其盘绕的介质管的详细视图；图13示出根据本发明具有沿介质管平行延伸的加热元件的金属丝束的可加热介质管的横截面图；图14为用于说明最佳螺距的图，其为导热体的长度随螺距和管长度的变化曲线；图15示出根据本发明围绕介质管缠绕的加热元件金属丝/金属丝束的详细视图，其中金属丝/金属丝束通过介质管外部上的胶带或纺织带固定；以及图16示出根据本发明的可加热介质管的俯视图，该可加热介质管布置在用于围绕介质管缠绕加热元件的金属丝/金属丝束的缠绕机器中。附图标记I可加热介质管2加热元件10管状介质管11管连接器12过渡区13保护盖14波纹管15中心枢轴16胶带、纺织胶带或纺织带17 气隙18缠绕槽19 肋20金属丝/金属丝束21 环22部分段23部分段24 连接25 连接26冷导体/电连接件27插头连接器28金属丝/金属丝束29连接点或接合30 端部31 端部
32 连接33 连接34插头连接器35捆扎元件40第一保持器41第二保持器42 弹簧43 弹簧44 箭头110管连接器120过渡区130保护盖170 气隙230保持元件Rl加热元件阻抗S 螺距Ih加热元件长度Ie介质管长度s介质管壁厚CliIO 的内径Cl1金属丝/金属丝束的直径s 壁厚Ls气隙大小F 张力
具体实施例方式图1示出可加热介质管I的一段，其包括管状介质管10、具有过渡区12的管连接器11，其中管连接器和介质管10彼此连接，保护盖13通常由两部分构成，S卩，两个半壳，保护性包裹管连接器11和过渡区12以及管状介质管10的一段以及围绕介质管10的波纹管14。在保护盖13端部附着有保持元件230，用于通过特别是插头使管连接器与另一管线、其他结构等连接。加热元件2的金属丝/金属丝束20沿着管连接器11和管状介质管10延伸。金属丝/金属丝束对折布置以便环21固定在比如管连接器11的外部上的中心枢轴15上。因此金属丝/金属丝束由两段22、23组成，这两段彼此平行并且在过渡区12内在介质管10的两个相对侧上彼此分开延伸。然而，这种平行布置不是优选的，因为当介质管弯曲时，金属丝/金属丝束不能保持在其位置，易于脱离介质管表面。为了使两部分金属丝/金属丝束22、23固定在它们的位置，围绕安装有金属丝/金属丝束20的介质管10的外部缠绕胶带或纺织胶带或纺织带16。图1仅示出这个的一部分。原则上，仅能够在狭窄区域提供这种固定，即，不是横跨介质管的整个纵向延伸，而是仅在间隔点上。进一步地，能够横跨介质管10的整个纵向延伸缠绕胶带、纺织胶带或纺织带16或另一种固定设备。根据要求，胶带或纺织胶带或纺织带16可沿着金属丝/金属丝束或可布置在整个区域上，重叠在金属丝/金属丝束和介质管上，下文参考图15详细描述。如前所述布置波纹管14用于安装有加热元件的金属丝/金属丝束20的介质管10的外部保护和绝缘。由于设置波纹管，因而能够形成气隙或提供气腔室来绝缘介质管。这种气隙也布置在管连接器之间或到介质管的过渡区和如图1所示包裹介质管的保护盖13之间。如图8-10所示，具有两段22、23的金属丝/金属丝束20可在一个或多个管连接器11、110外部上的缠绕槽18内延伸。缠绕槽通过管连接器外部上的突出的肋19限定或成形。这允许管连接器外部上的金属丝/金属丝束精确定位，因此允许省略沿着介质管设置的胶带或纺织带的固定。当然，如果没有设置这种缠绕槽，金属丝/金属丝束或加热元件2的金属丝/金属丝束也可在胶带或纺织带或其他固定设备的帮助下的固定在管连接器11、110的区域内。图2和图3示出随后组合并装配来形成完整的根据图1的可加热介质管的预装配组件。图2所示组件是引导流体或介质的组件，其包括管状介质管10和分别具有过渡区12和120的两个管连接器11和110。图3所示的组件为加热元件2，根据图3其包括设置在端部并且与具有插头连接器27的冷导体/电插接件26连接的连接部24、25的对折的金属丝/金属丝束20。因而配置包括两个连接器和一个介质管的第一组件，第二组件设置用于加热并且包括连接有用于连接电源的冷导体/电连接件的加热元件。这两个组件随后彼此“结合”，即，加热元件组件围绕管连接器、过渡区和介质管的外部延伸或缠绕。因此制造工序减少，不再需要定长切割已经装配有加热元件的金属丝/金属丝束围绕其缠绕的介质管，因而导致装配工作减少并且成本降低，根据本发明的两个预装配组件的装配带来较少浪费。在第一组件和第二组件结合之后，接着加热元件至少部分地固定在第一组件的外部上，沿其纵轴的波纹管和后文所谓的狭缝波纹管沿径向安装在介质管10和过渡区12，120和管连接器11，110的外部，并且波纹管14的部分被保护盖13，130包裹。保护盖通常为泡沫状以进一步隔离内部气隙17，170 (见图8-10)。介质管10可不必配置两个管连接器11，110，而仅配置一个管连接器作为第一组件。这种第一组件如上所述地与可能附加有冷导体/电连接件和插头连接器的加热元件的第二组件组合并连接。因此装配波纹管与上述过程相比容易，因为这可从介质管10的自由端开始沿轴向推动进行。随后第二管连接器装配在介质管10的自由端，在两个管连接器上增加内部腔体可能充满泡沫的保护盖。装配完成的可加热介质管I可弯曲成形以适应安装位置。为此介质管10和波纹管14包括可弯曲材料。图4示出根据图3的加热元件的电路框图，其中可看到相对于通常的五个连接点，仅需要两个连接点24，25或者压接点来连接加热元件和冷导体/电连接件26。另外，加热元件仅代表一个单一电阻&，因此与通常的至少四个金属丝/金属丝束的布置或加热元件部分在电路框图中每个代表一个单独的电阻相比，使得实现电连接和卷缆更简单和成本更低。上述同样应用在根据图5的加热元件2的实施方式上，其中，加热元件由两个等长的金属丝/金属丝束20，28组成。这两个金属丝/金属丝束在由连接点29表示的一端彼此连接。再次形成在两端通过连接部24，25与两个依次与插头连接器27连接的冷导体/电连接件26连接的环形加热元件，以与加热元件2的电流源或电压源连接。这种加热元件在连续缠绕工艺中安装在介质管上，然而优选在非连续工艺中进行以避免切断。在连续缠绕工艺中，金属丝/金属丝束一致地从介质管的一端缠绕到另一端上，然而，在非连续缠绕工艺中，如下文参考图16所述，缠绕同时从两端向中心进行。根据图6的加热元件的实施方式，加热元件也包括两股金属丝/金属丝束20，28。然而，这两股不是通过单连接点29彼此连接，而是在一端的区域内再次通过连接部24，25与冷导体/电连接件26连接。在它们的相对端30，31，它们设置有连接部32，33用于与冷导体/电连接件26连接。这两个冷导体/电连接件26同样与插头连接器34连接以与加热元件的电源连接。如图5所示，图6的实施方式可类似地提供连续缠绕，然而其中引起切断，或者提供非连续缠绕，其中不引起切断，并且因此在金属丝/金属丝束的端部不必调整长度。为了在管连接器11或110内连接两股金属丝/金属丝束20，28，设置捆扎元件35。如图6所示其与金属丝束20和金属丝束28均连接。由于捆扎元件35为马镫形状，因而其能够安装在管连接器11的中心枢轴15，例如，即，在中心枢轴15上环绕捆扎元件。在连接有冷导体/电连接件26的金属丝/金属丝束20，28的捆扎元件的外侧延伸的端部30，31，与两股金属丝/金属丝束20，28的相对端同样的方式，作为分支线从可加热介质管延伸离开。这在图10中具体示出。冷导体/电连接件26的连接部32在此作为保护盖13内的压接点示出。冷导体/电连接件26在波纹管14的外部从保护盖13延伸离开。图8和9示出相应的解决方案。冷导体/电连接件固定在相对管连接器期望的位置，尤其是相对加热元件期望的位置，因此基本上能阻止加热元件，比如在卡车运行中发生震动时，与冷导体/电连接件的非自然分离。根据图7的加热元件2的实施方式，其连接为具有插头连接器27的单股金属丝/金属丝束20，通过插头连接器27能够实现与电流源或电压源的连接。连接也可为直接与管连接器或保护盖集成。在这种情形下无需再单独设置插头连接器27。图1la和Ilb示出具有金属丝/金属丝束20的两段22，23的管状介质管10，该两段在介质管的相对侧平行布置。这虽然带来高效的材料投入，且对于提供足够的热量用于加热介质管内流动的介质，原则上热量输入也是充足的，但是不能任意地弯曲介质管是，由于金属丝/金属丝束20的两段22，23会发生移动，即，不能保持在期望位置。这对于沿着介质管的无限螺距的金属丝/金属丝束特别明显，并且即使对于300mm的螺距，金属丝/金属丝束在介质管的外部不可控地滑落，并且当介质管弯曲时，自身形成可能与介质管的弯曲不相当的任意半径。因此优选较小的螺距，尤其是20mm至150mm的螺距S。在图12中示出以这种较小的螺距S用金属丝/金属丝束20围绕介质管10。图12示出金属丝/金属丝束在介质管上如何布置的两种变型，即，缠绕和以波线形式布置，其中显示金属丝/金属丝束的缠绕螺距S有两种变型。如图14中的图表所示，螺距S，在图中用mm表示，可根据图14图表中以Ih表示的加热元件的长度和介质管的长度Ik的变化，其中介质管的长度沿箭头方向增加。根据图14中的图表，20mm和150mm之间的螺距在经济上和技术上是可行的，40mm和60mm之间的螺距是最好的范围。这对具有一股金属丝/金属丝束的加热元件和具有两股彼此平行的金属丝/金属丝束的加热元件均适用，其中在加热元件的端部布置的冷导体/电连接件或支线(feeders)可为零个导体至四个导体。图13再次示出管状介质管10区域内的装配完成的可加热介质管I的横截面图，其中加热元件2的金属丝/金属丝束20的两段22，23布置在管状介质管10的相对侧的点上。通过胶带、纺织胶带或纺织带16固定同样示出，其被波纹管14包围。管状介质管10的内径例如在2mm和4mm之间，尤其是在2mm至3mm之间。管状介质管10的壁厚可在0.5mm至Imm,尤其是0.7mm。金属丝/金属丝束20的直径(I1为0.12mm至0.18mm,尤其是0.14mm。介质管10的外部和波纹管14的内部之间剩下的气隙17的总量Ls可在0.1mm和0.4mm之间，尤其是0.2_，其中由于设置有波纹管，较大的气隙设置在波峰而不是波谷。如图8至图10所示，设置的管连接器可根据剩余的连接在车辆中如何放置为直线形和/或而成一定角度。装配完成的可加热介质管也可随意弯曲，并适应车辆内或管状介质管待安装的地方内的安装空间的局部情况。因此对于沿管状介质管10金属丝/金属丝束20，28需要选择合适的螺距以便当弯曲介质管成形时金属丝/金属丝束保持位置，其中螺距可由于长度补偿在整个介质管变化，因此确保介质管内的介质获得最优加热。可加热介质管的弯曲通常在热量影响下进行以确保持久变形。弯曲成形比如使用过热蒸汽进行或在烤炉内进行。加热元件在管状介质管10的外部上的固定通过胶带或纺织带16实现。如图15所示沿金属丝/金属丝束20或28通过延伸胶带、纺织胶带或纺织带16实施黏接或固定非常经济。这不仅确保金属丝/金属丝束在介质管上的良好固定而且确保胶带、纺织胶带或纺织带16相对低的消耗。可选地，例如使用窄胶带、纺织胶带或纺织带，能够提供沿径向包裹的金属丝束和管状介质管10，其中为了能提供足够的拉应力在包裹时优选沿径向搭接。在图16示出用于在管状介质管10的周围缠绕金属丝/金属丝束20，28的缠绕机器的部分。在该布置中介质管10在两端配备有弯管连接器110和直管连接器11。两个管连接器布置在未详细示出其他方面的缠绕机器的第一保持器和第二保持器40、41上，缠绕机器允许旋转介质管10的配置组件和管连接器11、110转动。这通过图16中的相应箭头示出。在介质管10的大致中心区域沿其纵向延伸的两股金属丝/金属丝束20、28被沿远离介质管方向的张力F作用。张力F是通过咬合在两股金属丝/金属丝束20，28上的弹簧42和43产生的。由于旋转运动和初始张力的结合，在介质管10的外部上在拉应力下能够缠绕金属丝/金属丝束。为了确保在缠绕时不产生重叠，对于两股金属丝/金属丝束20，28的纵向延伸和高度延伸而言，在图16中表示为长度I1和I2以及高度Ii1和匕均设置为相等。长度I1和I2分别从介质管10的端部至张力F作用两股金属丝/金属丝束的位置处测量，高度h和h2分别在张力F作用金属丝/金属丝束20、28的位置处相对介质管10的外部测量。在缠绕时在介质管10的整个长度方向上螺距可具有微小变化，其中由于设置有公差范围，螺距仅可位于公差范围内。然而，在从介质管的一端到另一端连续缠绕时能够有意地变化螺距或在向中心缠绕(不连续缠绕)时能够保持任意变化的螺距。根据特别需要高热量输入的点，为了期望的较大得到热量输入可设置部分可变螺距或较小螺距。缠绕数量高于可加热介质管的剩余区域。通过提供图16所示的缠绕机器沿介质管的金属丝/金属丝束的定位特别精确。除了提到的和图示的可加热介质管的变型，可形成许多其他变型，其中分别设置至少一个管连接器和具有一些，尤其是一股或两股金属丝/金属丝束的加热元件，加热元件沿管连接器和介质管延伸，并且金属丝/金属丝束在介质管和管连接器之间的过渡区没有任何接合并沿管连接器和介质管在各自外部连续延伸。在制造这种可加热介质管期间配置用于流过介质并包裹介质管和至少一个管连接器的第一组件，并随后与包括具有一股或两股金属丝/金属丝束的加热元件的第二组件接合并连接，其中加热元件布置在第一组件的外部上并固定在其上。
权利要求
1.一种可加热介质管(1)，其具有至少一个管连接器(11、110)和加热元件(2)，其中所述加热元件(2)包含金属丝/金属丝束(20、28)，尤其是一股或两股金属丝/金属丝束，其特征在于， 所述金属丝/金属丝束(20、28)沿所述介质管(10)和所述至少一个管连接器(11、110)连续延伸。
2.根据权利要求1所述的可加热介质管(I)，其特征在于， 所述金属丝/金属丝束(20、28)在介质管(10)和管连接器(11、110)之间的过渡区域(12、120)没有任何接合，并沿着所述管连接器(11、110)和所述介质管(10)在其各自的外侧连续延伸。
3.根据权利要求1或2所述的可加热介质管(I)，其特征在于，所述金属丝/金属丝束(20、28)为一体部件，或通过设备(35)连接形成一连续部件，尤其是当设置两个连接部时设置两股相同的金属丝/金属丝束。
4.根据权利要求1、2或3所述的可加热介质管(1)，其特征在于，在所述金属丝的端部设置至少一个分支或连接点(2、25、32、33)用于连接与电源连接的连接器(27)。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的可加热介质管(1)，其特征在于，所述金属丝/金属丝束(20、28)在所述介质管(10)周围以蜿蜒或弦形波或螺旋形式以20mm至150mm的螺距(S)延伸靠近所述管，尤其在所述介质管(10)附近以40mm至80mm的螺距(S)延伸。
6.根据权利要 求5所述的可加热介质管(I)，其特征在于，所述金属丝/金属丝束(20、28)延伸为两股，尤其是相等的、沿所述介质管(10)在其相对侧上大致平行延伸的金属丝/金属丝束部(22、23)。
7.根据以上任一权利要求所述的可加热介质管(10)，其特征在于，所述加热元件(2)的金属丝或金属丝束(20、28)，在管连接器(11、110)和介质管(10)以及介质管(10)和管连接器(11、110)之间的过渡区(12、120)的区域内，以变化的螺距(S)围绕介质管、管连接器和过渡区缠绕以产生均匀的热量输入。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的可加热介质管(1)，其特征在于，所述加热元件(2)的金属丝/金属丝束厚度((I1)小于0.2mm,尤其是0.12mm、0.14mm、0.18mm,具有+/-0.4mm的公差。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的可加热介质管(I)，其特征在于，所述加热元件(2)安装在所述介质管(10)和/或管连接器(11、110)的顶部，尤其是所述金属丝/金属丝束(20、28)、用于在所述介质管(10)上紧固所述金属丝/金属丝束的紧固元件(16)和/或用于绝缘和/或保护所述介质管(10)和/或所述管连接器(11、110)和/或所述介质管(10)和管连接器(11、110)之间的过渡区(12、120)的绝缘和/或保护设备(13、130)被安装。
10.根据以上任一权利要求所述的，或根据权利要求1的前序所述的可加热介质管(10)，其特征在于，所述可加热介质管(10)为模块结构。
11.一种制造可加热介质管(10)的方法，所述可加热介质管(10)包括介质管(10)、至少一个管连接器(11、110)、介质管(10)和管连接器(11、110)之间的过渡区(12、120)和至少一个加热元件(2)，其中所述加热元件(2)包括金属丝/金属丝束(20、28)，尤其是一股或两股金属丝/金属丝束，其特征在于，所述介质管(10)包括至少一个管连接器(11、110)，所述金属丝/金属丝束(20、28)为对折、一体元件或两部元件，或连接形成连续部的元件，所述金属丝/金属丝束(20、28)布置并固定在管连接器(11、110)、过渡区(12、120)和介质管(10)的外侧，并且所述金属丝/金属丝束的端部导入用于连接电流源或电压源的馈入连接器(24、25、27、32、33)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述金属丝/金属丝束(20、28)固定在所述管连接器(11、110)上，并且它们的部分段(22、23)或金属丝/金属丝束(20、28)沿着所述管连接器(11、110)、过渡区(12、120)和介质管(10)在其各自的外侧连续延伸或缠绕。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述金属丝/金属丝束(20、28)的部分段(22、23 )被缠绕于所述介质管(10 )，所述部分段(22、23 )沿着所述介质管(10 )在所述介质管(10)的两个相对侧上大致彼此平行，和/或以较大螺距，尤其是20mm至150mm，和/或以蜿蜒和/或螺旋形式缠绕，尤其是缠绕从所述介质管(10)的中心点以初始张力开始。
14.根据权利要求11、12或13所述的方法，其特征在于，所述金属丝/金属丝束(20、28)以较小螺距(S)布置在管连接器(11、110)的区域内，尤其是小于80mm的螺距，尤其是它们在管连接器(11、110 )周围以螺旋和/或蜿蜒形式或弦形方式围绕管连接器(11、110 )缠绕。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其特征在于，围绕介质管(10)和/或管连接器(11、110)和/或介质管(10)和管连接器(11、110)之间的过渡区(12、120)布置至少一个设备(13、130)，用于介质管(10)和/或管连接器(11、110)和/或介质管(10)和管连接器(11、110)之间的过渡区(12、120)的保护和/或绝缘，尤其是布置用于包裹所述介质管(10)的波管管(14)和用于包裹一个或多个管连接器(11、110)和所述介质管(10)的过渡区(12、120)的保护盖(13、130)以围绕所述一个或多个管连接器(11、110)和所述介质管(10)的过渡区(12、120)。
全文摘要
本发明涉及一种可加热介质管(1)，其具有至少一个管连接器(11、110)和加热元件(2)，其中加热元件(2)具有一些金属丝(20、28)，尤其是一股或两股金属丝，其中所述金属丝(20、28)沿介质管(10)和至少一个管连接器(11、110)连续延伸。一种制造可加热介质管(1)的方法，所述可加热介质管(1)包括介质管(10)、管连接器(11、110)、过渡区(12、120)和至少一个加热元件(2)，其中加热元件(2)具有一些金属丝(20、28)，尤其是一股或两股金属丝，介质管(10)配置至少一个管连接器(11、110)，加热元件(2)的金属丝(20、28)预装配为对折、一体或两部元件或作为连接形成连续部件的元件，金属丝(20、28)紧固在管连接器(11、110)、过渡区(12、120)和介质管(10)的外部上，金属丝的端部导入用于连接电流源或电压源的馈入连接器(24、25、27、32、33)。
文档编号F16L53/00GK103180653SQ201180046032
公开日2013年6月26日 申请日期2011年6月24日 优先权日2010年7月23日
发明者奥特弗里德·施瓦茨科普夫, 曼弗雷德·伯格, 约瑟夫·勃兰特, 托拜厄斯·埃特沙伊德, 马克·海伦布罗克, 马可·伊森伯格, 克里斯托夫·舍恩博格, 马库斯·耶顺内克 申请人:福士汽车配套部件责任有限公司