专利名称：可加热介质管及其制造方法
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多股金属丝/金属丝束，尤其是两股金属丝/金属丝束；一种用于可加热介质管的介质管，其中所述介质管具有至少一个围绕其外侧缠绕的加热元件；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、至少一个管连接器、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多股金属丝/金属丝束，尤其是两股金属丝/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。EP985908A1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设置为包括至少部分电流通道。电加热设备设置在过渡部，即，在连接部的外侧，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。以线圈方式围绕外侧的电阻丝环绕连接件，其中在电流通道区域的内部设置至少一个其他线圈以便当电流流过外侧电阻丝时在内部线圈产生感应，从而产生热量。介质管包括周围设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，胶带围绕设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侧，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侧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侧。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侧保护壳包裹，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。外侧保护壳包围第一管、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，并且其端部压在设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。导热体在管线内设置为环状，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侧延伸的管线，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，并以线圈存储。为了生产各个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设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,在生产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，还会损坏并引起短路。
发明内容
本发明的目的是提供一种可加热介质管，其制造费用降低，同时避免加热元件具有大量的接合，并实现不间断地制造可加热介质管。对于根据权利要求1前序所述的可加热介质管而言，该目的通过金属丝/金属丝束沿着介质管和至少一个管连接器连续延伸实现。进一步地，对于根据权利要求6前序所述的介质管而言，该目的通过分段变化的缠绕螺距实现，其中加热元件围绕介质管以比其余缠绕区域小的螺距分段缠绕。至于根据权利要求7的前序所述的制造可加热介质管的方法言，该目的通过以下方式实现:围绕管状介质管连续缠绕加热元件，并且加热元件被配置并通过至少一个紧固元件紧固在介质管上，介质管根据应用切割为第一长度，该长度相当于期望的介质管长度加上围绕至少一个管连接器和过渡区缠绕所需要的加热元件的长度，紧固件在期望的介质管长度的外侧移除，加热元件从切割为第一长度的介质管解开，期望长度的介质管切割以形成第二介质管，该介质管作为介质管，与至少一个管连机器连接，并且至少一个加热元件围绕至少一个管连接器缠绕。本发明的其他特征在从属权利要求中限定。 如上所述制造的可加热介质管，沿介质管延伸的金属丝/金属丝束加热一个或多个管连接器，并沿一个或多个管连接器延伸。即，使用一个公共的加热元件来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。用加热元件缠绕介质管，并通过紧固元件，尤其是胶带、防止胶带或纺织带，将加热元件固定在介质管的外侧上。介质管切割为第一长度，该长度相当于期望的特定应用的长度加上额外的足够缠绕与介质管或其它设备连接的管连接器的加热元件的长度。在切割介质管至第一长度之后，开始移除紧固元件，接着加热元件从定长切割介质管的其他定长切割段解开，以便在介质管的端部，获得自由的加热元件，尤其是在介质管的两端获得加热元件的两股金属丝/金属丝束。随后，初始的介质管的多余的部分被切割。所剩余的是两次定长切割后的介质管部分，这就是所谓的介质管。至少在一侧，加热元件在特定应用长度的介质管之外的端部保持自由，用于缠绕与介质管连接的管连接器。在其他工艺步骤中，近似管状的介质管与至少一个管连接器连接以形成流体通道。介质管和一个或多个与介质管端部连接的管连接器之间的连接，可通过比如刻槽、激光实现。从被切割为较长的介质管的各个分段解开的加热元件，随后被缠绕或安装在各个管连接器上，为管连接器提供热量。与现有技术相比，与介质管连接的管连接器，不是配置有加热元件的管连接器，而是没有任何加热元件的管连接器。这意味在从介质管到管连接器的过渡区内加热元件不再需要设置压接点或其他连接点。管连接器的紧固可比如通过设置造型元件和/或其他诸如胶带、纺织胶带或纺织带的紧固元件实现。优选地金属丝/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，并且沿着管连接器和介质管在其各自的外侧连续延伸。因此能够保持介质管和管连接器之间的整个过渡区无接合。尤其是在从大致低刚性的介质管到高刚性的管连接器的过渡区内，接合很容易因震动而损坏。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。设置在一个或多个管连接区域内的加热元件的自由端或金属丝/金属丝束端可连接并闭合，或可与各自的冷导体/电连接件连接，以与用于连接电流源或电压源的馈入连接器连接。加热元件的开放端也可与用于连接电流源或电压源的馈入连接器直接连接。在介质管与至少一个管连接器连接之前，可围绕介质管设置用于保护和/或绝缘介质管的设备，尤其是沿轴向被推至介质管的波纹管。如果两个管连接器已经在端部与介质管连接，保护设备也可以沿横向，即，沿径向安装在介质管上，比如利用沿长度方向的波纹管切口。进一步，在介质管和管连接器之间围绕管连接器和/或过渡区可设置一个用于保护/或绝缘管连接器和/或过渡区设备，尤其是一种保护盖，用于包裹至少一个管连接器，至少一个介质管的过渡区，和/或围绕管连接器和过渡区比如波纹管的绝缘设备。这种保护盖不仅围绕管连接器和介质管的过渡区，而且还围绕包裹管连接器和过渡区的波纹管的一部分，以便在管状介质管和管连接器之间设置完整的单元用于形成完整的可加热介质管，其中加热元件用于连接电源的分支可通过使用这种保护盖包裹来保护而免被损坏。优选在介质管的整个长度方向上以分段变化的螺距缠绕加热元件。因此可以在介质管的部分段预留加热元件的备用部分，从而能够从介质管切割出该部分段，此时该部分段的端部预留有期望的加热元件的备用部分，因此能提供足够长的加热元件来缠绕管连接器。与在介质管外侧以相等螺距缠绕加热元件时相比，这里，在解开缠绕管连接器所需要的加热元件后，从介质管切割或舍弃的末端段的长度短。特别地，加热元件以比介质管的其余缠绕区域小的螺距分段设置。沿介质管的轴向加热元件可以相对较大的螺距设置在介质管上，尤其是大约20mm-150mm的螺距，尤其是40mm至80mm的螺距。加热元件可以蜿蜒和/或拉长波形或优选以螺旋形式设置。原则上还能使加热元件的金属丝/金属丝束与介质管平行，因为这允许传导充分的热量，并同时相对于金属丝/金属丝束长度能够提高材料利用效率。较小螺距的加热元件金属丝/金属丝束仅设置在提供加热元件预留长度的段。然而，如果介质管被弯曲成形，更优选地围绕介质管以小于无限的螺距设置金属丝/金属丝束。较大的螺距虽然通常能够提供充分的能量和热量，然而，出于技术方面考虑，沿介质管的加热元件的螺距优选最大仅为150_。对于超过150mm的螺距，如果介质管弯曲，会出现金属丝/金属丝束不能随介质管弯曲而是脱离介质管的问题。要考虑技术上和经济上的平衡，特别是对于金属丝/金属丝束必需的长度而言，理想的螺距因此在40mm至80mm范围内，并且该螺距在围绕管状介质管时，具有技术可行性。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均匀的热量，可设置变螺距来进行缠绕。沿介质管可达到150mm的螺距，然而在介质管的过渡区以及沿介质管，较小的螺距更合适，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。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，每个管连接器为1.5瓦。与沿着介质管高达150mm的螺距相反，沿管连接器可设为比如3mm的螺距。如果在管连接器区域内设置较小的螺距，围绕管连接器可设置螺旋和/或蜿蜒和/或弦形缠绕。在管连接器、过渡区和介质管之间可为诸如螺旋和/或蜿蜒和/或弦形缠绕的混合形式或变化缠绕形式。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，尤其是大约2mm的内径。设置这种内径非常经济。管状介质管的壁厚可在比如0.5mm至Imm之间，尤其是0.7mm。管状介质管的外侧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。如前所述，加热元件的金属丝/金属丝束在管状介质管的外侧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。金属丝可连接形成连续部件，其中尤其是两股相同的金属丝/金属丝束连接在一起。这导致形成连续的金属丝/金属丝束，从而当在管连接器内连接两股金属丝/金属丝束时，优选允许省略其他连接点或压接点。这种加热元件的压接点，尤其是电阻丝的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。这种横向力通过车辆尤其卡车运行期间的冲击、震动和其他负面作用力产生。这些接合点或压接点的任何损坏不仅导致质量问题，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。如前所述，在管连接器上仅需一个接合，其中金属丝/金属丝束可或者在其端部连接在一起，或者与用于连接电流源或电压源的冷导体/电连接件或其他设备连接。进一步地，金属丝/金属丝束可不连接或间接连接，尤其是通过其他管线间接连接。这种管线比如可通过两个串联的单个管线形成。其中形成的整个管线可包括三个插头连接器。一个插头连接器用于连接电流源或电压源，两个插头连接器用于管线的中间连接部彼此连接。可不设置用于连接电流源或电压源的冷导体/电连接件。金属丝/金属丝束可围绕管连接器以螺旋和/或蜿蜒方式缠绕或围绕管连接器以弦形波方式设置。尤其是对于管连接器外侧的蜿蜒，造型元件可设置在支持该蜿蜒的区域内。尤其是金属丝/金属丝束可夹入这种造型元件内或夹在这种造型元件之间以保持金属丝/金属丝束在其位置。优选地，在装配时，加热元件适应性地缠绕管状介质管和/或适应性地安装在介质管和/或管连接器上，尤其能够适应性地连接金属丝/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/或用于绝缘或保护介质管和/或管连接器和/或介质管和/管连接器之间的过渡区的绝缘和/或保护设备。适应性地安装或连接表示金属丝/金属丝束适用于各个具体应用的要求。这会防止像现有技术的介质管那样的装置使用和加热元件的量。相反，由于传导介质的组件在被组装之后，缠绕该组件，所以金属丝/金属丝束可精确设置在需要向介质管和管连接器输入热量的点上。由于适应性地连接加热元件或其金属丝/金属丝束，因此管道可有各种变型。尤其是与集成在介质管的管壁内的金属丝/金属丝束相比，加热元件或其金属丝/金属丝束适应性地安装的介质管可以各种变化的螺距和各种变化的形式缠绕。如果金属丝/金属丝束嵌入介质管的管壁内，这是介质管压铸工艺的一部分，并且改变这种操作更复杂、成本更高。与将金属丝/金属丝束嵌入介质管的管壁内相比，加热元件适应性缠绕或安装至介质管能够提供壁厚相对较小的介质管，因此减少材料投入。因此提供一种可加热介质管，介质管自身和管连接器的加热通过配置在介质管上的过加热元件或金属丝/金属丝束实现。这有助于避免加热元件的金属丝/金属丝束具有大量接合。这也意味着不再需要提供许多种需要存储用于各种应用，并在组装时设置在管连接器和管状介质管上的金属丝/金属丝束。相比之下可配置介质管具有加热元件，其中优选的加热元件和介质管的适应性连接能够实现期望的热量输出。通过在管连接器的金属丝/金属丝束和安装在介质管上的加热元件的金属丝/金属丝束之间避免接合，还能实现紧凑的结构，因为设置在介质管上的金属丝/金属丝束仅通向管连接器，并用于加热管连接器和介质管。优选提供连续缠绕工艺，包括具有紧固元件的加热元件围绕介质管缠绕，这成本较低并且同时可灵活变化，因为对于连续缠绕，围绕介质管缠绕分段的变螺距的加热元件，能够灵活地适应各种应用。因此能够存储不同的配置有线圈形式的加热元件和紧固装置的介质管，其中，尤其是分段加热元件的预留长度可与各种预期的应用相适应。
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1a示出根据本发明的介质管的侧视图，该介质管缠绕有加热元件的两股金属丝/金属丝束的，并且该介质管已经在第一工艺步骤中定长切割；图1b示出根据本发明处于第二工艺步骤的图1a所示的介质管的侧视图，其中金属丝/金属丝束在端部从介质管的一段解开并且介质管再次定长切割；图1c示出根根据本发明处于第三工艺步骤的图1a所示的介质管的侧视图，其中安装有缠绕有金属丝/金属丝束的两个管连接器和波纹管以及保护盖；图1d示出根据本发明的装配完成的可加热介质管；图2a示出根据本发明第二实施方式的介质管的侧视图；图2b示出图2a所示具有加热元件的金属丝/金属丝束的介质管的侧视图，该金属丝/金属丝束已经从端部解开；图3示出根据本发明装配有以蜿蜒方式延伸的金属丝/金属丝束的管连接器；图4示出根据本发明的具有两股连接在一起的金属丝/金属丝束的加热元件的俯视图；图4a示出电路元件替代根据图4的具有冷导体/电连接件的加热元件的电路图；图5示出根据本发明的另一实施方式的加热元件的俯视图，该加热元件具有两股金属丝/金属丝束，并在其末端分别配置有冷导体/电连接件连接部和插头连接器；图5a示出电路元件替代图5所示的端部具有两个冷导体/电连接件的加热元件的电路图；图6示出装配完成的保护盖打开的可加热介质管的另一实施方式的俯视图；图7示出图6所示的弯管连接器的详细视图；图8示出根据本发明具有平行于介质管延伸的金属丝/金属丝束的可加热介质管的横截面图；和图9示出表示最佳螺距的图，其为导热体长度与螺距和管长度的函数关系图。附图标记I可加热介质管2加热元件
4冷导体/电连接件10管状介质管11第一管连接器12介质管端部13介质管端部14中部介质管段15波纹管16紧固件/胶带、纺织胶带或纺织带17第二管连接器18过渡区19过渡区20第一金属丝/金属丝束
21第二金属丝/金属丝束23金属丝/金属丝束端部24金属丝/金属丝束端部25金属丝/金属丝束端部26金属丝/金属丝束端部27压接点28造型元件29保护盖30保护盖31连接分支32孔33孔34接合35捆扎元件40插头连接器41插头连接器42接合43波纹管100介质管112介质管端部113介质管端部114中部介质管段150 气隙170肋结构211管连接器212造型元件213造型元件
214造型元件215造型元件216缠绕槽217 肋Rl加热元件阻抗S 螺距S1金属丝/金属丝束20的螺距
S2金属丝/金属丝束21的螺距Ih加热元件长度Ie介质管长度Lm延长的介质管长度Iu多余长度s介质管壁厚Cli 10 的内径Cl1金属丝/金属丝束的直径s 壁厚Ls气隙大小
具体实施例方式图1a示出围绕其缠绕有加热元件2的管状介质管10。加热元件包括两股金属丝/金属丝束20、21。围绕其缠绕有两股金属丝/金属丝束20、21的管状介质管10是通过连续缠绕管状管获得的长介质管的一段。第一金属丝/金属丝束20以螺距S1缠绕，第二金属丝/金属丝束21以螺距S2缠绕，其中两个螺距彼此相等，或彼此可轻微变化以向介质管提供最佳热量输入。两股金属丝/金属丝束通过紧固件16紧固在介质管10的外表面上，其中，这种紧固元件可为胶带、纺织胶带或纺织带。图1a仅示意性示出这种紧固件。图1a所述的管状介质管10切割为长度Lk+h。该长度相当于期望的介质管长度Ik加上期望的缠绕与介质管连接用于在车辆内连接其它结构的管连接器所需要的加热元件的长度1H。图1b示出定长切割介质管10的两端或介质管端部12、13的盈余长度Ι 。加热元件的自由端或金属丝/金属丝束的端部23、24、25、26也在图1b中示出。两股金属丝/金属丝束20、21的这四个自由端事先设置在待切割的介质管端部12、13上。如图1b所示，金属丝/金属丝束的端部23、24、25、26从两个介质管端部12、13解开后，与中部介质管14分离。中部介质管具有期望的各种应用情形所要求的介质管长度1Κ。例如，介质管长度Ik可为4.5m或仅0.2m。这取决于各自随后的目的或使用可加热介质管的位置。在分离两个介质管端部12、13后，清洁中部介质管14的两个切割边缘，随后波纹管15沿轴向被推至介质管上或中部介质管14上，其中波纹管完全包裹介质管。第一管连接器11安装在中部介质管14的一端，第二管连接器17安装在另一端，尤其是通过刻槽(indenting)工艺或激光工艺或其他连接工艺。在用两个管连接器17、18连接介质管14后，即在连接可加热介质管的“流体”部后，即，流体流过的部分，金属丝/金属丝束端部23、24用于缠绕第一管连接器11，两个金属丝/金属丝束端部25、26用于缠绕第二管连接器17。因此在两个管连接器11、17和中部介质管14之间的过渡区18、19内不再需要任何金属丝/金属丝束压接点。相反金属丝/金属丝20、21以一体形式从整个介质管缠绕/设置，并超出两个管连接器。与介质管相比，缠绕螺距可在两个管连接器11、17附近变化。如图1c所示，两股金属丝/金属丝束20、21以大致恒定的缠绕螺距缠绕，在两个过渡区18、19内两股金属丝/金属丝束20、21大致平行地延伸，并且在两个管连接器11、17上，金属丝/金属丝束以明显较小的螺距缠绕，因此螺距在两个管连接器11、17上进一步变化。各个金属丝/金属丝束端23、24、25、26可与比如作为电流源或电压源连接部的冷导体/电连接件4连接。冷导体/电连接件4在第一管连接器11上，以及和在图5中在所有金属丝/金属丝束端部上标出。进一步地，金属丝/金属丝束可通过第二管连接器17上的，以及和图4中的压接点27连接在一起。因此两股金属丝/金属丝束20、21形成闭环，从而仅包括两个开放端，即，如图1c所示的与冷导体/点连接件连接的两个金属丝/金属丝束端部23、24。金属丝/金属丝束端23、24、25、26可通过图1c所示管连接器11、17外侧的造型元件(form element)保持。进一步地,管连接器的外表面可设置相应的诸如肋结构170或造型元件(form-element-forming)的结构，即，可设置金属丝/金属丝束可嵌入的肋、沟、或槽。这允许稳定的定位。另外，在造型元件内或造型元件之间除了能够嵌入金属丝/金属丝束还能够通过紧固元件提供固定或紧固，紧固元件比如胶带、纺织胶带或纺织带16，用于沿介质管固定加热元件2的金属丝/金属丝束20、21的位置。如图1c所示，在围绕管连接器11、17缠绕金属丝/金属丝束20、21后，设置保护盖29、30以用于保护和绝缘两个管连接器11、17，以及用于遮盖介质管14的过渡区18、19，还用于遮盖波纹管15 —部分。由于管连接器或过渡区或波纹管的外侧和保护盖的相应内部之间的气隙或空气间隔，能够实现良好的绝缘。因为两个管连接器11、17具有不同形状，即，管连接器11为弯管型，而管连机器17为直管形，保护盖29、30也是不同形状以保护和绝缘。保护盖29包括连接分支31，通过分支31冷导体/电连接件4延伸至保护盖29的外侧。连接分支可与冷导体/电连接件的诸如波纹管43的包裹设备连接，或可部分地融入其中。因此冷导体/电连接件可以耐纽绞和稳定的方式安全延伸至外侧，用于使加热元件与电流源或电压源连接。这在图1d中示出，其中冷导体/电连接件配置有相应的用于连接电流源或电压源的插头连接器40。进一步地，如图1d所示，两个保护盖29、30分别在两端具有连接孔32、33，用于插入保持元件，保持元件用于保持与其他结构或管线连接的插头或插头连接器。图2a为装配介质管另一变型的侧视图。介质管100缠绕有加热元件2的两股金属丝/金属丝束20、21，其中在介质管长度范围外的缠绕螺距发生变化。在两个介质管端部112,113上的缠绕螺距小于在中部介质管114上的缠绕螺距。因此选择性设置金属丝/金属丝束，介质管100以分段方式配置，金属丝/金属丝束分别以较小的螺距缠绕，以使金属丝/金属丝束具有充分的冗余，用于从切割件制造可加热介质管时缠绕管连接器。与图1a和图1b相比，这种变型的好处在于介质管端部112、113比介质管端部12、13短，因此减少介质管所使用的材料。以这种方式配置的介质管在随后进一步加工时总是在较小缠绕螺距的区域内切害I]，以便管状介质管100的待舍弃的切割管件比图1a中的短，待切割和舍弃的介质管端部12,13比图2b中的介质管端部112、113长。因此图2a实施方式中的盈余长度1 比图1b实施方式中的短。因为以较小螺距缠绕可在较短的介质管上容纳更多的金属丝/金属丝束。图2b中介质管100或中部介质管114的进一步加工可参照图1a至图1d进行。图3为管连接器211另一实施方式的侧视图。管连接器为弯管并且设置在外侧，其具有用于在管连接器211的外侧保持金属丝/金属丝束20、21的造型元件212、213、214、215。来自管状介质管10与管连接器211连接的金属丝/金属丝束23、24通过两个彼此平行设置的造型元件212、213平行地延伸。在管连接器211的两个相对侧的金属丝/金属丝束接着以蜿蜒方式设置，从而形成角度并穿过两个另外的造型元件212、213，并且在以180°环的形式设置后，穿过其他两个造型元件214、215。除了以图示设置两股金属丝/金属丝束20、21/金属丝/金属丝束端部23、24，还可以任何其他蜿蜒和/或波形和/或螺旋形和/或平行方式设置金属丝/金属丝束端部。两个金属丝/金属丝束端部的路径优选取决于加热运行时流经管连接器211的介质所需要的热量。这同样适用于沿介质管的螺距。例如，在图1c所示的可加热介质管I的实施方式中，对于设定长度为300 ± IOOmm的金属丝/金属丝束，在第一管连接器11中的热量输入为
·1.5±0.5瓦电功率/每管连接器，其中，金属丝/金属丝束长度是两个金属丝/金属丝束端部23、24的总长。对于设定长度为300± IOOmm的金属丝/金属丝束，第二管连接器17中的热量输入也为1.5±0.5瓦。相比之下，对于设定长度为2000mm至3000mm，尤其是2200mm至2400mm的金属丝/金属丝束，两个管连接器11、17之间设置的管状介质管/中部介质管
14、114的热量/电量输入为15±5瓦每米管长，其中金属丝/金属丝束的长度是两股金属丝/金属丝束20、21的总和。图4为具有两个连接在一起的金属丝/金属丝束20、21的加热元件2的俯视图。图4也示出图1c中所示的连接点或压接点27。由于不再需要其他压接点，图4a的电路图也没有示出其他连接点或压接点。因此仅需要考虑两股金属丝/金属丝20、21的阻抗。连接有插头连接器40的冷导体/电连接件4的两个连接点34设置在金属丝/金属丝束端部23,24上，两个金属丝/金属丝束端部25、26通过压接点27连接在一起。图5所示的加热元件，所有金属丝/金属丝束端部23、24和25、26均有开放端，并与相应的冷导体/电连接件连接，所述冷导体/电连接件分别相应地与各自的待插入电流源或电压源内的插头连接器40、41连接。为了在管连接器内固定两股金属丝/金属丝束20、21，设置捆扎元件35。如图5所示，其与金属丝/金属丝束20和金属丝/金属丝束21连接。由于捆扎元件为马镫形，通过马镫形捆扎元件35挂在中心枢轴上，金属丝/金属丝束能够固定在比如管连接器的中心枢轴上。像两股金属丝/金属丝束的相对端一样，连接有冷导体/点连接件4的两股金属丝/金属丝束20、21的金属丝/金属丝束端部25、26，从介质管中作为分支出现。这相当于图1d所示实施方式的变型，其中由于存在冷导体/电连接件的保护盖，冷导体/电连接件和加热元件或金属丝/金属丝束之间的连接被保护以免比如当在卡车内运行时遭受震动，因此基本上避免出现这种导致加热元件非自愿地使自身与冷导体/电连接件分离的情况。金属丝/金属丝束端部自身可接入插头连接器40、41内，并通过插头连接器与电流源或电压源连接，而不是设置与金属丝/金属丝束端部连接的冷导体/电连接件。另外，这种连接也可直接集成在管连接或保护盖上。
如图5a中电路图所示，平行连接的两股金属丝/金属丝束20、21仅包括四个冷导体/电连接件的连接点34、42，而不再有其他压接点。当缠绕介质管时，沿介质管的长度方向螺距可具有微小变化，由于设置有公差，所以螺距位于一定公差范围内。从介质管一端到另一端连续缠绕时能够有意地改变螺距以产生加热元件预留长度或在介质管的整个长度方向上向介质管提供变化的热量输入。对于需要高热量输入的区域，可设置部分变化的螺距或较小的螺距以提供期望的较高的热量输入。如图6和图7所示，金属丝/金属丝束20、21可在一个或多个管连接器11、17外侧的缠绕槽216内延伸。该缠绕槽通过管连接外侧的突出肋217或造型元件限定或形成。这使得在管连接器的外侧能够实现金属丝/金属丝束的精确定位，因此无需像沿介质管时一样通过胶带、纺织胶带或纺织带固定。如果没有设置这种缠绕槽，管连接器11、17区域内的加热元件2的金属丝/金属丝束的固定也能够实现，比如通过胶带、纺织胶带或纺织带或其他固定设备。图8为管状介质管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的两股金属丝/金属丝束20、21设置在管状介质管10的相对侧。图中，金属丝/金属丝束的通过胶带、纺织胶带或纺织带16固定，并由波纹管15包裹。管状介质管10的内径Cli可比如在2mm至4mm之间，尤其是2mm至3mm之间。管状介质管10的壁厚可为0.5mm至Imm,尤其是0.7mm。金属丝/金属丝束21可具有0.12mm至0.18mm的直径(I1,尤其是
0.14mm。介质管10的外侧和波纹管15的内部之间剩余气隙150的尺寸Ls可在0.1mm和
0.4mm之间，尤其是0.2mm，其中如果设置的是波纹管，则波峰处的气隙大于波谷处的气隙。如图9所示，螺距S在图中用mm表示，可根据图9中以米表示的热元件长度Ih以及介质管长度Ik变化，其中介质管的长度沿箭头方向增加。介质管上的在20mm和150mm范围内的螺距在经济上和技术上是可行的，优选40mm和80mm之间的螺距。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设置的冷导体/电连接件或支线(feeders)可为零个导体至四个导体。除了上述提到的和附图所示的可加热介质管的变型实施例，许多其他实施方式也是可行的，其中加热元件的金属丝/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，并且沿管连接器和介质管在各自外侧连续延伸。在制造这种可加热介质管时，开始围绕介质管连续缠绕，加热元件配置并通过至少一个紧固元件紧固在介质管上，介质管切割特定长度以适用于各种运用，并且该长度相当于期望的介质管长度加上缠绕至少一个管连接器和过渡区所需要的加热元件的长度，紧固件在期望的介质管长度的外侧移除，加热元件从期望的介质管长度解开，介质管与至少一个管连接器连接，并且加热元件围绕至少一个管连接器缠绕。
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、17、211)和加热元件(2)，其中所述加热元件(2)包含多个金属丝/金属丝束(20、21)，尤其是两股金属丝/金属丝束，其特征在于， 所述金属丝/金属丝束(20、21)沿所述介质管(10)和所述至少一个管连接器(11、17、211)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、21)在介质管(10)和管连接器(11、17、211)之间的过渡区域(18、19)没有接合，并沿着所述管连接器(11、17、211)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/金属丝束围绕所述管连接器(11、17、211)以螺旋形和/或蜿蜒形缠绕或在所述管连接器(11、17、211)附近以弦波形方式设置。
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， 所述加热元件(2)安装在所述介质管(10)和/或管连接器(11、17、211)，尤其在于安装所述金属丝/金属丝束(20、21)、用于在所述介质管(10)上紧固所述金属丝/金属丝束的至少一个紧固元件(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、17、211)和/或所述介质管(10)和管连接器(11、17、211)之间的过渡区(18、19)的绝缘和/或保护设备(15、29、30)。
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、21)连接形成一个连续部件，尤其是设置两股相同的金属丝/金属丝束。
6.根据以上任一权利要求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、21)不连接或不直接连接，尤其是通过其他管间接连接。
7.一种介质管，其用于根据以上任一先权利要求所述的可加热介质管(1)，其中，所述介质管具有至少一个缠绕在其外侧的加热元件(2 )，其特征在于， 缠绕螺距分段变化，其中所述加热元件(2)围绕所述介质管以比剩余缠绕区域小的螺距分段缠绕。
8.—种制造根据权利要求1-6中任一项所述的可加热介质管(I)的方法，所述可加热介质管(I)包括介质管(10)、至少一个管连接器(11、17、211)、介质管(10)和管连接器(11、.17、211)之间的过渡区(18、19)和至少一个加热元件(2)，其中所述加热元件(2)包括多个金属丝/金属丝束(20、21)，尤其是两股金属丝/金属丝束，其特征在于， 所述加热元件围绕管状介质管连续缠绕，所述加热元件通过至少一个紧固元件(16)紧固或固定在所述介质管上，其中所述介质管切割为第一长度用于特定应用，所述长度相当于所述期望的介质管长度(Ik)加上缠绕所述至少一个管连接器(11、17、211)和过渡区(18、.19)所需要的加热元件的长度(1H)，所述紧固元件(16)在期望的介质管长度(Ik)外侧的区域(12、13、112、113)内被移除，所述加热元件(2)从所述切割为所述第一长度的介质管解开，所述介质管切割至期望的介质管长度(Ik)以形成第一介质管(14、114)，所述介质管(14、114)用作所述介质管(10)， 并与所述至少一个管连接器(11、17、211)连接，以及所述加热元件围绕所述至少一个管连接器(11、17、211)缠绕。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于， 在用至少一个管连接器(11、17、211)连接介质管(14、114)之前，设置至少一个围绕介质管(10)用于保护和/或绝缘介质管(10)的设备(15)，尤其是一个波纹管沿轴向被推至介质管(10)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于， 所述加热元件(2)的开放端(23、24、25、26)与用于连接电流源或电压源的馈入连接器(40、41)直接连接或间接连接。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于， 所述(2)的开放端(23、24、25、26)彼此连接，尤其是彼此连接于管连接器(11、17、211)的区域。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于， 设置至少一个设备(29、30)围绕介质管(10)，用于绝缘和/或保护管连接器(11、17、211)和过渡区(18、19)，尤其是设置保护盖(29、30)，用于包裹所述至少一个管连接器(11、17,211)和所述至少一个介质管(10)的过渡区(18、19)，以围绕介质管(10)，和/或围绕介质管(10)的保护和绝缘设备(15)。
13.根据权利要求8-12任一 所述的方法，其特征在于， 所述加热元件(2 )以分段变化的螺距、沿纵向缠绕管状介质管。
14.根据权利要求8-13任一所述的方法，其特征在于， 在组装介质管期间，所述加热元件(2)缠绕在介质管上，和/或所述加热元件(2)安装在所述介质管和/或所述管连接器(11、17)上。
全文摘要
本发明涉及可加热介质管(1)，其具有至少一个管连接器(11、17、211)和加热元件(2)，其中加热元件(2)具有一些金属丝(20、21)，尤其是两股金属丝，并且所属金属丝(20、21)沿介质管(10)和至少一个管连接器(11、17、211)连续延伸。在制造这种可加热介质管(1)的方法中，加热元件围绕管状介质管连续缠绕，并且加热元件配置在介质管上，加热元件通过至少一个紧固元件(16)紧固或固定，介质管切割为第一长度用于特定的应用，所述长度相当于期望的介质管长度(lR)加上围绕所述至少一个管连接器(11、17、211)和过渡区(18、19)缠绕所需要的加热元件长度(lH)，紧固元件(16)在期望的介质管长度(lR)外侧的区域内(12、13、112、113)移除，加热元件(2)从介质管上切割为第一长度的段解开，介质管切割为期望的管长度(lR)以形成第二介质管(14、114)，介质管(14、114)与至少一个管连接器(11、17、211)和介质管(10)连接，并且加热元件至少围绕至少一个管连接器(11、17、211)缠绕。
文档编号F16L53/00GK103180654SQ201180046055
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, 马库斯·耶顺内克, 克里斯托夫·舍恩博格, 霍斯特·普拉姆 申请人:福士汽车配套部件责任有限公司