電加熱介質(zhì)管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電加熱介質(zhì)管（1），其具有至少一個具有一體的電傳導(dǎo)裝置（100）的管道部（4）和至少一個連接裝置（2、3），比如插頭、螺絲或連接裝置，所述管道部（4）和導(dǎo)電裝置（100）延伸至或接近連接裝置（2、3）的端部（20、30），該端部離開管道部（4），或接近連接部件(9)、在連接部件(9)之前，或在連接部件(9)內(nèi)。一種制造電加熱介質(zhì)管（1）的方法，制作所述具有至少一個一體的導(dǎo)電裝置（100）的管道部（4）；在所述管道部（4）的至少一個端部區(qū)域（45、46）內(nèi)，該一體的導(dǎo)電裝置被露出，通過接觸裝置（6、7）與后者持久的保持電接觸，并且在管道部外部上給接觸裝置設(shè)定路線用于連接電源。
【專利說明】電加熱介質(zhì)管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電加熱介質(zhì)管，其具有至少一個具有一體化的導(dǎo)電裝置的管道部和至少一個用來建立流體連接的連接裝置，以及制造該介質(zhì)管的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]這種電加熱介質(zhì)管在本領(lǐng)域眾所周知。電加熱裝置在此用于加熱介質(zhì)管線，連接裝置用于在介質(zhì)管和比如發(fā)電機之間建立流體連接。DE102005037B3公開一種可加熱流體管，其具有管道、至少一個加熱電阻和該加熱電阻的至少兩根導(dǎo)電線，其中導(dǎo)電線平行于管道布置，加熱電阻布置在兩根導(dǎo)電線之間并垂直于縱向延伸。還設(shè)置有夾子，其具備與導(dǎo)電線接觸的邊緣。夾子邊緣從外部進入管道材料一定深度。導(dǎo)電線通過夾子與電源連接。
[0003]DE102006413B4公開另一種設(shè)置具有電連接電加熱流體管的方法。流體管具備包圍介質(zhì)輸送通道的內(nèi)橫截區(qū)域、加熱導(dǎo)體、和外橫截區(qū)域。加熱導(dǎo)體布置(heatingconductor arrangement)以熱傳導(dǎo)形式與內(nèi)橫截區(qū)域連接,并且外橫截區(qū)域包圍加熱導(dǎo)體布置。位于內(nèi)橫截區(qū)域和外橫截區(qū)域之間的是中間過渡層，其使加熱導(dǎo)體布置與外橫截區(qū)域分離，并且機械特性上沒有內(nèi)橫截區(qū)域和外橫截區(qū)域穩(wěn)定。中間過渡層可以被摩擦清除(rubbed clean),以允許與加熱導(dǎo)體接觸。外橫截區(qū)域可被切斷并且從流體管端部移除。外橫截區(qū)域被切斷后從中間過渡層移除?？紤]到相對內(nèi)橫截區(qū)域穩(wěn)定性低，中間過渡層從內(nèi)橫截區(qū)域移除。中間過渡層一移除，加熱導(dǎo)體布置的端部被露出，并且可被接觸。
[0004]W02010/080890A1公開了具有矩形撓性管體的電加熱的易彎曲流體管，其包含電阻加熱裝置。該電阻加熱裝置包圍液體流動路徑。在一個實施方式中，發(fā)熱電流路徑通過管體內(nèi)的導(dǎo)電線形成，導(dǎo)電線包圍液體流動路徑以在許多位置橫穿兩個電源線。在另一實施方式中，發(fā)熱電流路徑包含由管體內(nèi)的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的層，其包圍液體流動路徑。整個管體或者包括導(dǎo)電聚合物，或者聚合物層布置在兩個非導(dǎo)電層之間。電源線通過電連接器與電源連接，其中電連接器布置在管體的同一端部，或在相對端，或沿著管體。
[0005]DE202005602公開一種可加熱液體管，其具有嵌入液體管外套內(nèi)的電線。液體流過的塑料軟管形成被中間層包圍的最內(nèi)層，中間層由對電阻具有正溫度特性的導(dǎo)電聚合物和嵌入其內(nèi)的電線構(gòu)成，其中由隔熱材料構(gòu)成的外層包圍管道的外部。中間層為PTC聚合物層形式存在的具有導(dǎo)電顆粒的熱塑性聚合物，其壓鑄在最內(nèi)層上。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中用于連接加熱導(dǎo)體和與連接裝置耦合的技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，并且一般無法自動化，因此需要手工操作，使得生產(chǎn)成本高。進一步，現(xiàn)有技術(shù)中連接裝置不可加熱，或者需要相當(dāng)高的費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于簡化并減少制造電加熱介質(zhì)管線的步驟，其中介質(zhì)管線還能夠容易地加熱流體連接，尤其是利用組成發(fā)電裝置的連接裝置。
[0008]對于權(quán)利要求1前序描述的電加熱介質(zhì)管，該目的通過以下方式實現(xiàn)。管道部和導(dǎo)電裝置延伸至或接近連接裝置的端部，該端部離開管道部或接近連接部件、或在連接部件之前，或在連接部件內(nèi)。對于根據(jù)利要求12前序的方法，該目的通過以下步驟實現(xiàn)。制造具有至少一個一體化導(dǎo)電裝置的管道部，在該管道部的至少一端部區(qū)域露出該一體化的導(dǎo)電裝置，通過接觸裝置與導(dǎo)電裝置電連接，并且在管道部外部上給接觸裝置設(shè)定路線用于連接電源。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的預(yù)制的電加熱介質(zhì)管或其制造方法，不再需要設(shè)置單獨的連接裝置加熱器，因為管道部設(shè)置有延伸至或至少接近連接裝置端部的導(dǎo)電裝置，或者該導(dǎo)電裝置接近發(fā)電機組的連接部件，比如，發(fā)電機組的插座，或在該連接部件前面，或在該連接部件內(nèi)。這能夠使連接裝置具有完全的可加熱性，而無需在連接裝置的外部設(shè)置其他加熱導(dǎo)體。
[0010]這里，作為一體化導(dǎo)電裝置，可以是嵌入管壁內(nèi)的加熱導(dǎo)體，和嵌入設(shè)置在管壁內(nèi)的傳導(dǎo)材料中的電導(dǎo)體。在嵌入的加熱導(dǎo)體中，用于加熱管道部的加熱源是加熱導(dǎo)體，而在嵌入傳導(dǎo)材料內(nèi)的電導(dǎo)體中，在作為極點的電導(dǎo)體之間傳輸電流的傳導(dǎo)材料是加熱源。在后一例子中，電導(dǎo)體為PTC導(dǎo)體，而在第一情形中的加熱導(dǎo)體(heating conductor)是熱導(dǎo)體(heat conductor)。
[0011]為了生成用于在管道部端部區(qū)域建立流體連接的連接裝置，通過一次成形形成連接部件，或安裝連接部件。連接裝置可因此安裝在或連接至管道部的端部區(qū)域，通過一次成形和/或材料焊接，尤其是通過覆蓋(Sheathing)、澆注、鑄造、激光焊接、摩擦焊接和膠接。因此，連接裝置的連接部件可根據(jù)客戶愿望設(shè)計，或設(shè)計為具體的標(biāo)準(zhǔn)形式，因此產(chǎn)生許多的變型，這些變型在現(xiàn)有的制造介質(zhì)管的方法中是不可能的。介質(zhì)管線還可以制作為實際應(yīng)用需要的任意長度而不增加費用。因為不需要額外的加熱導(dǎo)體，尤其是在連接裝置的區(qū)域內(nèi)，因此僅需以嵌入有導(dǎo)電裝置的管道部的形式設(shè)置單個可加熱元件。這可明顯減少材料費用，進而減少制造介質(zhì)管的成本，因為現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)給管道部和連接裝置壓制端子時產(chǎn)生的材料斷片不再發(fā)生。而且，管道部被切割至適當(dāng)尺寸以反映期望的介質(zhì)管整體長度，并且期望的連接部件，以使導(dǎo)電裝置延伸至連接部，或在連接部上，或至少在連接部之前的方式，置于或固定于管道部的端部，或安裝在管道部的端部上。因此，不僅連接裝置之間的介質(zhì)管設(shè)計為可加熱的，連接裝置也設(shè)計為可加熱的。
[0012]通過覆蓋，尤其是覆蓋被露出的管道部的一體化傳導(dǎo)裝置與連接裝置接觸的區(qū)域，連接區(qū)域還可被密封而沒有任何問題。優(yōu)選從連接部件突出的連接元件通過一次成型(primary forming)或材料接合生成,并且與一體化的導(dǎo)電裝置稱合,通過安裝連接插頭或安裝尤其是可插入連接插頭的連接裝置，能夠與電源連接。優(yōu)選在連接部件設(shè)置相應(yīng)的凹處用于插入這種連接器插頭或連接裝置。連接插頭可插入該凹處，尤其是通過密封元件插入，并且從連接部件突出的連接元件可相應(yīng)地被密封。因此，優(yōu)選至少一個連接元件從導(dǎo)電裝置延伸至連接裝置或連接部件的外部。
[0013]如果不為連接裝置設(shè)置加熱或者不打算同時加熱，可不用在管道部的端部區(qū)域上使連接裝置或連接部件經(jīng)歷一次成形或用諸如激光焊接、摩擦焊接或一些其他形成材料接合的工藝等的材料接合工藝耦合，也可在管道部的端部安裝連接裝置或連接部件。
[0014]管道部可為電加熱多層塑料管。管道部的中間層可由填充有至少一個傳導(dǎo)元件的塑形材料構(gòu)成，尤其是填充有導(dǎo)電碳黑、金屬粉或碳毫微管的塑形材料。管道部還優(yōu)選具備至少兩個單獨壓制的導(dǎo)電體或加熱導(dǎo)體，尤其是兩個至四個，優(yōu)選兩個。導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體可設(shè)計為線、束和/或非絕緣導(dǎo)體。因為設(shè)置導(dǎo)電塑形材料，在管材料內(nèi)或管道部壁內(nèi)產(chǎn)生熱量，不需要布置在管道外部的加熱導(dǎo)體，而這正是現(xiàn)有技術(shù)中的問題，如EP1985908A1。特別是，使用填充有傳導(dǎo)元件的塑性材料還在管道部的整個周邊和整個縱向產(chǎn)生均勻分布的熱量輸出。傳導(dǎo)層內(nèi)的至少兩個電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體用來在整個管道部上均勻分布熱量輸出，其中，如前所述，當(dāng)設(shè)置電導(dǎo)體時，電導(dǎo)體形成電極，在其間，電流流過填充有傳導(dǎo)元件的塑性材料。電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體優(yōu)選以大螺距延伸，比如，20mm至150mm的間距，圍繞內(nèi)套或管道部的內(nèi)層纏繞，以能夠或促進管道部的形成和彎曲。電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體因此圍繞內(nèi)套以大螺距纏繞，與沒有這種線圈的布置相比，能夠按期望形成并彎曲管道部，甚至可以具有小的彎曲半徑，因此能夠調(diào)整其尺寸，以適應(yīng)各種安裝空間。
[0015]一體化的導(dǎo)電裝置，尤其是布置在管道部壁內(nèi)的電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體，優(yōu)選可通過激光切割而露出。布置在管道部壁內(nèi)的被纏繞導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體各自的位置能從管道部的外部清楚地確認(rèn)，因為當(dāng)螺距已知時，該位置可根據(jù)在管道部端部可見的導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體端部確定。因此，管道部可插入激光切割裝置而不必進行對齊，利用適當(dāng)?shù)某绦?，?nèi)部導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的位置能被確定，激光能置于期望的位置，從而先被露出、隨后接觸導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體。因此，這種使用激光切割技術(shù)，通過壓鑄來露出導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的工藝能非常容易地自動化，這在現(xiàn)有技術(shù)中，比如DE102006051413B4或DE102005037183B3公開的方法中是不可能的，因為這需要使用有絕緣部的夾子保持連接接觸，其中刀片切割進入原材料并且保持接觸，或刮掉(scratching off)來移除管道部的端部層。在激光切割中，在導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的區(qū)域，表面上的一塊管道部壁材料被移除。這可通過使用激光束燃燒材料完成，其中激光束大致垂直地照射管道部外表面。或者激光束將材料從管道部壁上擊離，其中激光束垂直照射管道部的外表面。
[0016]因此，不僅露出內(nèi)部導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的工藝能夠自動化，而且在端部設(shè)置連接部件的工藝也能夠自動化，因此能夠節(jié)約相關(guān)的成本。
[0017]在內(nèi)部的一體化的傳導(dǎo)裝置，尤其是電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體被露出后，電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體與連接元件連接，在管道部的端部區(qū)域設(shè)置連接部件后，連接元件在管道部外側(cè)向外突出，從而如前所述在管道部的外側(cè)與連接插頭或連接裝置結(jié)合。比如，被露出的導(dǎo)電裝置通過錫焊，比如感應(yīng)錫焊，或焊接，比如脈沖焊接，與連接元件接觸。原則上，也可采用其他結(jié)合方式。
[0018]為了產(chǎn)生管道部的絕緣效果，管道部可至少部分被絕緣管或保護管或護套包圍，其中絕緣效果通過絕緣或保護管或護套與管道部之間的絕緣空隙產(chǎn)生，或者管道部具備絕緣層，比如具有絕緣效果的外層。連接裝置或連接部件可包含至少一個接收槽用于容納包圍管道部的保護或絕緣管、或護套，比如波紋管。絕緣管或保護管或護套用于熱絕緣，并且優(yōu)選從一個連接裝置至另一個連接裝置地包圍管道部。為了提供與連接部件良好的連接，設(shè)置這種接收槽來嵌合保護管或絕緣管或護套的端部很有效?？稍诠艿啦慷瞬繀^(qū)域上設(shè)置連接部件的同時，直接模制接收槽。還能結(jié)合或加上至少一個密封元件，比如雙組分墊圈。除此之外，也在連接裝置上布置單獨的密封元件，諸如O形圈。
[0019]管道部的壁厚可達4mm,優(yōu)選2mm至4mm,更優(yōu)選1.5mm或更小，比如Imm或更小。
如果沒有設(shè)置保護管或絕緣管，也沒有設(shè)置護套，而是管道部的外層同時用作絕緣裝置，4_或可能更小的壁厚可獲得良好的絕緣效果。優(yōu)選在管道部的整個外周錯開該至少兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體，比如錯開10°至360°，優(yōu)選錯開180°。電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的直徑可小于0.5mm,比如0.4mm。電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體以一定間距卷繞或纏繞管道部，比如纏繞間距為20mm 至 60mm,優(yōu)選 40mm η
[0020]管道部可有不同的層，所有層都由相同的材料組成，其中至少一個中間層具有導(dǎo)電性。比如，管道部可具備由介質(zhì)抗性電絕緣材料組成的內(nèi)層，比如聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚酰胺，諸如脂肪族聚酰胺，優(yōu)選ΡΑ12或ΡΑ11。內(nèi)層可具有0.1mm至0.3mm的厚度。對于特定應(yīng)用，如果適用，原則上也可以采用其他尺寸。內(nèi)層之上可有中間過渡層，中間過渡層包括傳導(dǎo)性脂肪族聚酰胺，比如PA12或PA11。導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體嵌入中間過渡層，比如直徑為0.4mm。例如，中間層還具備如上所述的導(dǎo)電元件，諸如導(dǎo)電碳黑、金屬粉或碳毫微管等。中間過渡層由外層包圍，外層可由PA12、PA11或其他聚酰胺，比如脂肪族聚酰胺組成。外層優(yōu)選為非導(dǎo)熱、非導(dǎo)電層，或絕緣層，而是能夠用激光加工，外層可取代保護管或絕緣管或護套發(fā)揮絕緣效果(in terms of insulation effect)。相應(yīng)地,夕卜層可具有比如0.5mm或更大的厚度。中間過渡層和外層和/或中間過渡層和內(nèi)層還可具有布置在它們之間的阻擋層，該阻擋層在露出電導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的激光加工過程中，作為保護體以防止在激光加工中內(nèi)層被穿孔，這會導(dǎo)致介質(zhì)從管道部內(nèi)部流出的危險。
[0021]因為導(dǎo)電裝置從一端側(cè)的連接裝置的遠(yuǎn)端連續(xù)延伸至另一連接裝置的遠(yuǎn)端，本發(fā)明的電加熱介質(zhì)管耗電量低并且高效，因為除了連接電源與介質(zhì)管的導(dǎo)電裝置以外無需其他連接。特別地，高效的根源在于管道部的整個外周被加熱，因此能在管道部的整個外周均勻分布熱量輸出。
[0022]為了詳細(xì)說明本發(fā)明，以下根據(jù)附圖描述本發(fā)明的典型實施方式。其中:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的電加熱介質(zhì)管的第一實施方式示意圖的側(cè)視截面圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的介質(zhì)管的管道部的截面圖，其中導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體以彼此相對180度的方式布置；
[0025]圖3是本發(fā)明另一實施方式的電加熱介質(zhì)管的端側(cè)連接裝置區(qū)域的詳細(xì)示意圖；
[0026]圖3a是具有被插入的連接部件或發(fā)電機插頭的連接裝置的詳細(xì)視圖；和
[0027]圖4是顯示本發(fā)明另一實施方式的介質(zhì)管的連接裝置的示意性側(cè)視截面圖。
[0028]附圖標(biāo)記
[0029]I電加熱介質(zhì)管
[0030]2連接核裝置
[0031]3連接裝置
[0032]4管道部
[0033]5連接插頭
[0034]6連接元件
[0035]7連接元件
[0036]8波紋管
[0037]9連接部件
[0038]10介質(zhì)管線的第一端[0039]11介質(zhì)管線的第二端
[0040]20外端/遠(yuǎn)端
[0041]21外端/遠(yuǎn)端
[0042]31 凹處
[0043]32密封圈
[0044]33接收槽
[0045]34端側(cè)區(qū)域
[0046]35接收槽
[0047]36保持面
[0048]37連接部
[0049]38 O形環(huán)密封
[0050]39 墊圈
[0051]40中間層
[0052]41加熱導(dǎo)體
[0053]42加熱導(dǎo)體
[0054]43 內(nèi)層
[0055]44 外層
[0056]45端部區(qū)域
[0057]46端部區(qū)域
[0058]47第一前表面
[0059]48第二前表面
[0060]49傳導(dǎo)元件
[0061]50 線
[0062]51 線
[0063]80連續(xù)領(lǐng)部
[0064]81絕緣空隙
[0065]90加熱導(dǎo)體
[0066]91 法蘭
[0067]92軸向夾子
[0068]93 領(lǐng)部
[0069]94保持部
[0070]95保持面
[0071]96具有斜邊的面
[0072]97 側(cè)面
[0073]98 側(cè)面
[0074]99伸出的部分區(qū)域
[0075]100導(dǎo)電裝置
[0076]109 9 的前端
[0077]110流體通道[0078]111熱護套
[0079]140連接插座
[0080]141導(dǎo)電體
[0081]142導(dǎo)電體
[0082]144 凹處
[0083]145 凹處
[0084]146 凹處
[0085]147密封圈
[0086]148保持裝置
[0087]a加熱導(dǎo)體的導(dǎo)體見纏繞間距
[0088]α加熱導(dǎo)體相對彼此的角度
[0089]A連接位置的距離
[0090]b管道部的壁厚
[0091]S 螺距
[0092]Sa層的層厚
[0093]Si內(nèi)層的層厚
[0094]Sm中間層的層厚
【具體實施方式】
[0095]圖1是電加熱介質(zhì)管I的側(cè)視截面圖。介質(zhì)管I的兩端部10、11分別設(shè)有連接裝置2、3。介質(zhì)管I還包括管道部4。管道部4為電加熱多層塑料管。管道部4的壁內(nèi)嵌入有導(dǎo)電裝置100。導(dǎo)電裝置100具有兩個大致彼此平行、并沿管道部以大螺距螺旋延伸的加熱導(dǎo)體41、42 (如圖1所示)或?qū)w141、142 (如圖2所示)。圖3僅示出加熱導(dǎo)體的附圖標(biāo)記41、42。然而，很明顯，也可設(shè)置導(dǎo)體141、142。導(dǎo)電裝置100用于加熱管道部4。如果設(shè)置加熱導(dǎo)體41、42，加熱導(dǎo)體41、42產(chǎn)生熱量，然而，如果設(shè)置嵌入傳導(dǎo)塑料內(nèi)的電導(dǎo)體141、142，塑料構(gòu)成熱源，因為電流流過作為電極的電導(dǎo)體之間的塑料。導(dǎo)體141、142也可稱為接觸導(dǎo)體，其作用類似于在管道部4的整個長度上平行布置的電阻。
[0096]如圖2所示，附加的傳導(dǎo)元件49可位于中間層40內(nèi)來提供電導(dǎo)性。管道部4的中間層40內(nèi)的塑形材料可因此填充比如導(dǎo)電炭黑、金屬粉末、碳毫微管等傳導(dǎo)元件，并且具備導(dǎo)電體141、142。根據(jù)圖2所示的實施方式中與中間層40的傳導(dǎo)元件結(jié)合的兩個導(dǎo)體141、142，或根據(jù)圖1所示的加熱導(dǎo)體41、42，在管道部4的整個長度上產(chǎn)生均勻分布的熱量輸出。
[0097]與中間層40相鄰，管道部4具有內(nèi)層43，其可被稱為內(nèi)套(header)，因為其被設(shè)計為類似管套。其具有電絕緣性，使內(nèi)套內(nèi)流動的介質(zhì)與導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體和傳導(dǎo)元件內(nèi)流動的中間層電流絕緣。為了對內(nèi)套內(nèi)流動的諸如SCR催化系統(tǒng)(SCR selective catalytic
reduction,選擇性催化還原)的高純度還原劑AdBlue?等介質(zhì)有抗性,內(nèi)層43具備相應(yīng)的介質(zhì)抗性。例如，內(nèi)層43可由聚偏二氟乙烯或脂肪族聚酰胺構(gòu)成，比如PA12。層厚可為
0.1mm至0.3mm,也可采用其他的層厚。
[0098]管道部4還具備外層44。外層44既不導(dǎo)熱也導(dǎo)電，可由熱絕緣材料構(gòu)成，比如PA12，一種脂肪族聚酰胺。這種三層結(jié)構(gòu)的一例如圖2所示，圖2是管道部4的橫斷面視圖，其中導(dǎo)體141、142相對彼此以180°的α角布置。圖2的管道部4的結(jié)構(gòu)實質(zhì)上與圖1和圖3所示的管道部4的結(jié)構(gòu)相當(dāng)，與圖1和圖3所示的結(jié)構(gòu)相比唯一區(qū)別是兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42相對彼此的布置，在圖1和圖3中，相對彼此以小于180°的α角傾斜，例如α=10°至15。。
[0099]進一步，如圖1所示，管道部4從連接裝置2的外端或遠(yuǎn)端20延伸至連接裝置3的外端或遠(yuǎn)端30。因此，管道部4沿整個介質(zhì)管I延伸，因此在連接裝置2、3的區(qū)域內(nèi)不需要其他導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體來加熱介質(zhì)管。
[0100]具有連接線50、51的連接插頭5用于使兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42與電源電連接。還可使用具有連接線的連接插頭可插入的電連接器。還可使用被連到連接裝置的外部，甚至遠(yuǎn)至電源的連接線。連接插頭插入與兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42結(jié)合的兩個連接元件6、7。為此，管道部4表面上覆蓋導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42的材料被露出。例如，這可通過激光切割進行。在激光切割期間，激光束可燃燒材料，其中激光束垂直或大體垂直外表面而照射管道部4。激光切割還可通過使激光束擊離材料來進行，此時激光束垂直照射管道部的外表面。導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42可通過錫焊或焊接連接，比如通過感應(yīng)錫焊或脈沖焊接。在兩個連接元件6、7與導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42連接之后，連接元件從管道部4突出。連接插頭5配合在從管道部4表面突出的兩個連接元件6、7的端部上。在圖1所示的實施方式中，密封圈32用于密封連接插頭。通過設(shè)置這樣的密封元件，能夠向外密封容納連接插頭或連接元件6、7的凹部31，從而提供保護以特別防止水分的滲透。這在圖1和圖3中示出。當(dāng)通過連接線進行引出時，連接線能用單個的鏈包裝被向外密封，特別是通過為每個連接線設(shè)置很小的密封圈。
[0101]兩端側(cè)的連接裝置2、3布置在管道部4的兩端的區(qū)域45、46。通過覆蓋管道部4的端部區(qū)域45、46，連接裝置2、3形成為連接部件。在這種情形下，兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42首先露出，兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體隨后與兩個連接元件6、7連接，管道部4的兩個端部區(qū)域45、46接著被覆蓋以形成各個連接部件2、3。連接插頭5安裝在兩個連接元件6、7或它們的突出端上，以便能夠與電源連接。例如，連接部件可配置為插頭、螺絲，或結(jié)合部件(screw or coupling contours)。
[0102]根據(jù)圖1所示的實施方式，兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42只在連接裝置2的區(qū)域內(nèi)連接。然而，在設(shè)置兩個以上導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體時，比如，也可以在另一連接裝置3中連接導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體。連接裝置2、3不僅可以有如圖所示的直線形狀，還可設(shè)計為Y形或T形線，使管道部4半徑內(nèi)的電流最優(yōu)化，或者設(shè)計為比如直角插頭。
[0103]如圖4所示，還可設(shè)置連接插座140而不是單獨安裝連接裝置。連接插座通過擴展端部區(qū)域45或46形成。在圖4所示的實施例中，外層44至少在端部區(qū)域46具有較大壁厚。外層44的內(nèi)部設(shè)置有用于插入密封圈147的凹部144、145、146，和發(fā)電裝置上的連接部件9，或發(fā)電裝置插頭和用于將發(fā)電裝置插頭鎖定在連接插座140內(nèi)的限制部148。為了在連接插座140內(nèi)鎖定連接部件或連接插頭，連接或連接插頭具有一個伸出的分區(qū)域99，其被限制部148從后側(cè)緊固。例如，限制部148為彈性環(huán)，并類似于圖3所示的軸向夾子92，具有傾斜的表面或具有斜邊的表面，以使連接器插頭或連接部件易于被接入。
[0104]連接部件的前端或近端109非常接近導(dǎo)電裝置100，并且，通過嵌入管道部4的層的相應(yīng)端側(cè)的截面(the corresponding end-side section of),連接部件還可以相對導(dǎo)電裝置100同心布置。與圖1和圖3的實施方式相反，圖4的實施方式所示的管道部的各個層不在同一平面內(nèi)結(jié)束，其中外層44延伸超過內(nèi)層43和中間層40。
[0105]除了連接插座，可為連接部件9設(shè)置熱護套111。熱護套111是連接部件9的流體通道Iio的一部分，因此直接接觸流過介質(zhì)管I和連接部件9的介質(zhì)或流體。在此，為了避
免腐蝕，尤其是當(dāng)AdBlue?流過時，熱護套ill優(yōu)選由不銹鋼或鋁構(gòu)成。熱護套ill通過
(未加熱的)連接插座140區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)或流體降溫。這改善了具有連接插座140的管道部4的被加熱的部分和連接部件9之間的熱傳導(dǎo)。當(dāng)這些區(qū)域電加熱時，熱護套111對于熱傳導(dǎo)至少起到輔助作用。
[0106]如圖3中的另一實施方式中介質(zhì)管I的詳細(xì)視圖所示，連接部件可為其他形狀。該形狀可根據(jù)各個應(yīng)用調(diào)整，其中還可選擇常規(guī)的SAE插頭構(gòu)造。
[0107]圖3的連接裝置或連接部件具有凹處31用于插入連接插頭5。連接插頭5通過密封元件密封在模制的(molded in)凹處31內(nèi)部，這里是通過諸如O型圈的密封圈32。如圖3所示，兩個連接元件6、7 —方面與兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42連接，另一方面從連接部件突出并進入凹處31內(nèi)。
[0108]連接部件在端側(cè)區(qū)域34還具有接收槽33，在保護管或絕緣管的方向?qū)R，如波紋管8所示。接收槽33用于插入波紋管8的領(lǐng)部80 (collar)的向內(nèi)突出的端側(cè)。波紋管8或波紋管8和管道部4之間的絕緣間隙81用于絕緣布置在兩個連接裝置2、3之間的管道部4的部分。設(shè)置接收槽33允許波紋管8的連續(xù)的領(lǐng)部80被接合和鎖定在接收槽33，以便在處理過程中防止波紋管被故意分離。接收槽33容納墊圈39以防止水分滲透入波紋管8和管道部4之間的間隙內(nèi)，即，絕緣間隙81。比如，可設(shè)置O形圈或雙組分密封部件。雙組分密封部件可同時直接燒注(gated)至連接部件。對密封圈32也是如此,其在凹處31內(nèi)密封連接插頭5。凹處31也可在制造連接裝置的過程中澆注(gated)。
[0109]如圖3所示，為了使具有連接部件9的連接裝置3和發(fā)電裝置結(jié)合，連接裝置3的連接部件在端部區(qū)域相應(yīng)地作成錐形或直徑設(shè)得比如比具有用于容納連接插頭5的凹處31的區(qū)域小。在圖3所示的實施方式中，連接部件9在發(fā)電機一側(cè)具備連接加熱器，其被顯示為加熱導(dǎo)體90。連接部件9還具備伸出的前端法蘭91。伸出的前端法蘭91用于將連接部件9緊固和鎖定在連接裝置3上。連接部件9在法蘭91的區(qū)域內(nèi)通過軸向夾子92被固定。軸向夾子92具備連續(xù)的、向內(nèi)引導(dǎo)的領(lǐng)部93(inwardly directed collar93),其嵌入連接裝置3的接收槽35內(nèi)。當(dāng)壓鑄連接裝置3時，接收槽35同時直接模制(molded in),并且用來在軸向上將軸向夾子92保持在連接裝置3上。
[0110]軸向夾子92的保持部件94用于從后面緊固法蘭91。一方面保持部94具備大體平行于領(lǐng)部93側(cè)壁的保持表面95。另一方面，保持部94具有傾斜的、呈圓錐形或具有斜邊的表面96。軸向夾子92的圓錐部在朝外的方向具備大開口，在朝內(nèi)的方向，即在保持平面95的方向上，具有小開口。當(dāng)法蘭91插入軸向夾子92內(nèi)，軸向夾子92起初可向外轉(zhuǎn)移，同時作用于具有斜邊的表面96，其后在保持面95可緊鄰法蘭91的側(cè)表面97，以便法蘭91利用其他側(cè)表面98緊鄰插頭或結(jié)合部件(coupling contour)的保持面36,并且被容納和鎖定在保持面36和保持面95之間。圖3a示出處于結(jié)合狀態(tài)的軸向夾子和連接部件9。
[0111]為了密封連接部件9，兩個墊圈，具體講密封圈38，比如O形圈，與連接裝置3的連接部37配接。在制造連接裝置3的壓鑄工藝中，也可以同時在墊圈內(nèi)模制。
[0112]管道部4可設(shè)計為電加熱的多層塑料管，即所謂的MLT管(多層技術(shù))。如前所述，聚酰胺可用于所有三層40、43、44，尤其是PAl2或PAl I。比如，圖2所示的內(nèi)層43具有0.1mm至0.3mm的層厚Si,而圖2所示的外層44的層厚Sa的一個示例為0.4mm。外層44可用激光加工以能夠露出導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42，或在激光焊接工藝中附加連接裝置的元件。中間層40可具有0.3mm至1.0mm的層厚Sm。
[0113]為了避免損害內(nèi)層43，在中間層40和內(nèi)層43之間可設(shè)置圖2未示的阻擋層。也可在外層44和中間層40之間設(shè)置阻擋層，以在導(dǎo)體141、142或?qū)嵩?1、42的周圍或在導(dǎo)體141、142或?qū)嵩?1、42被露出時保護中間層免受損壞。在兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的區(qū)域內(nèi)，也可以移除任何阻擋層，以便導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體41、42可與連接元件6、7連接。如果阻擋層設(shè)置在外層和中間層之間，外層可通過激光切割被去除至阻擋層，之后阻擋層可被物理去除，以便導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體可被接觸。
[0114]比如，導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體自身可具有0.4mm的直徑d。如圖2所示，可設(shè)置兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體。然而，也能設(shè)置更多的導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體，比如四個。圖2所示的兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體相對彼此成180°的α角。然而，它們相對彼此也可成10°至360°之間的任何角度。兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體41、42之間的距離，或兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的(windings)纏繞間距可為20mm至60mm,優(yōu)選40mm。兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的斜度S相對較大，可為20mm至150mm,尤其是40mm至80mm。管道部4的總壁厚b比如為4mm或更小,例如2mm或更小,例如1.5mm或更小，例如1.0mm或更小。
[0115]用激光切割的位置可從兩個導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的已知的位置，以及它們在管道部4的兩端的前表面47、48的至少一個上的斜度S導(dǎo)出，以便在激光切割設(shè)備或制造介質(zhì)管I的設(shè)備中，無論管道部4的實際位置，都能容易地找到激光以及激光切割的正確位置。因此導(dǎo)體或加熱導(dǎo)體的位置根據(jù)導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42在前表面47或48的位置，以及斜率S和連接處與前表面的距離A被確定。這使得介質(zhì)管能夠自動流水生產(chǎn)，即，避免手工操作，因為用于確定連接點和激光切割位置的過程可由計算機控制。
[0116]當(dāng)制造介質(zhì)管I時，來自壓鑄系統(tǒng)的管道部4插入激光切割設(shè)備，嵌入管道部壁內(nèi)的兩個導(dǎo)體141、142或加熱導(dǎo)體41、42通過激光切割被露出，并且與連接元件6、7電連接。用于形成連接裝置2、3的各個插頭或連接部件隨后在注塑模制設(shè)備內(nèi)在管道部4的兩端的端部區(qū)域45、46內(nèi)噴射上或以其他方式通過一次成形或材料焊形成。為了能夠與連接插頭5緊密結(jié)合，波紋管8和倆節(jié)部件9、O形圈或其他密封元件可相繼安裝在連接裝置2、3上用于該目的的相應(yīng)位置。這種密封元件還可在注塑模制工藝中或在制造連接裝置2、3期間豐旲制。
[0117]本發(fā)明的電加熱介質(zhì)管除了上述以及附圖所示的實施方式外，還有許多其他實施方式，其中各管道部和導(dǎo)電裝置延伸至或至少接近連接裝置的末端，該端部離開管道部或接近連接部件，或在連接部件之前或在連接部件內(nèi)，或者在至少管道部一端部區(qū)域內(nèi)，一體化的導(dǎo)電裝置被露出，通過接觸裝置保持電連接，并且接觸裝置被導(dǎo)引至管道部的外部用于與電源連接。比如，管道部的端部區(qū)域在嵌入其壁內(nèi)的導(dǎo)電裝置被露出后可設(shè)置連接部件。
【權(quán)利要求】
1.一種電加熱介質(zhì)管(I )，其具有至少一個具有一體的電傳導(dǎo)裝置(100)的管道部(4)和至少一個連接裝置(2、3)，比如插頭、螺絲或連接裝置，其特征在于， 所述管道部(4)和導(dǎo)電裝置(100)延伸至或接近連接裝置(2、3)的端部(20、30)，該端部離開管道部(4)，或接近連接部件(9)、在連接部件(9)之前，或在連接部件(9)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 至少一個連接元件(6、7)從導(dǎo)電裝置(100)延伸至連接裝置(2、3)的外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述連接裝置(2、3)通過一次成型和/或材料焊接連接在或連接至所述管道部的端部區(qū)域(45、46)上，比如通過覆蓋、澆注、鑄造、激光焊接、摩擦焊接、附著粘合。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述管道部(4)包括可電加熱的多層塑料管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述管道部(4)的中間層(40)包括填充有至少一個傳導(dǎo)元件的塑料部件，比如填充有導(dǎo)電碳黑、金屬粉或毫微管的塑料部件。
6.根據(jù)利要求5所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述管道部(4)具備至少兩個嵌入的、比如向內(nèi)突出的電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41,42),比如二至四個，比如兩個電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41、42)，比如線、束和/或非絕緣導(dǎo)體。
7.根據(jù)利要求6所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41、42)以大螺距(S)圍繞管道部(4)的內(nèi)套或內(nèi)層(43)纏繞，比如以20mm至150mm的螺距(S)，從而能夠或促進管道部(4)的形成和彎曲。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 為了對管道部(4)產(chǎn)生絕緣效果,在至少部分包圍管道部(4)的絕緣管或保護管(8)或護套、和管道部(4)之間設(shè)置絕緣空隙(81)，或管道部(4)具備絕緣層，尤其是具有絕緣效果的外層(44)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述連接裝置(2、3)包括至少一個接收槽(33)用于容納包圍管道部(4)或護套(8)的保護或絕緣管。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 至少一個密封裝置模塑在連接裝置(2、3)內(nèi)或模塑在連接裝置(2、3)上，尤其是注塑(injection molding)。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電加熱介質(zhì)管(I)，其特征在于， 所述管道部(4)具有4mm或更小的壁厚(b)，比如Imm或更小，和/或兩個電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41、42)之間的角度(α )測得為10°至360°，尤其是180°，和/或所述電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41、42)的直徑測得為小于0.5mm,比如0.4mm，和/或電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41、42)的纏繞間距離(a)測得為20mm至60mm，比如40mm。
12.一種制造根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電加熱的介質(zhì)管(I)的方法，其特征在于， 制作所述具有至少一個一體的導(dǎo)電裝置(100)的管道部(4)； 在所述管道部(4)的至少一個端部區(qū)域(45、46)內(nèi)，該一體的導(dǎo)電裝置被露出，通過接觸裝置(6、7)與后者持久的保持電接觸，并且在管道部外部上給接觸裝置設(shè)定路線用于連接電源。
13.根據(jù)利要求12所述的方法，其特征在于 為了制造用于在管道部(4)的端部區(qū)域(45、46)內(nèi)建立流體連接的連接裝置(2、3)，通過一次成形形成連接部件，或安裝連接部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其特征在于， 一體的導(dǎo)電裝置(100)，尤其是至少一電導(dǎo)體(141、142)或加熱導(dǎo)體(41、42)，通過激光切割而被露出。
15.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14所述的方法，其特征在于， 所述一體的導(dǎo)電裝置(100)通過感應(yīng)焊接或脈沖焊接與至少一個連接元件(6、7)連接。
【文檔編號】F16L53/00GK103477138SQ201180065267
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2010年11月18日
【發(fā)明者】約爾格·韋斯特米爾, 馬克·海倫布羅克, 埃里克·格拉姆克考, 馬丁·薩克斯, 托馬斯·埃特沙伊德 申請人:福士汽車配套部件責(zé)任有限公司