可电加热的介质线及制造这种介质线的方法
【专利说明】可电加热的介质线及制造这种介质线的方法
[0001] 本发明涉及一种可电加热的介质线，其具有壁内嵌入有至少两个电导体的管线、 供电缆线，以及至少一个流体机械波状连接部，其中，所述波状连接部连同用于与供电缆线 相连接的电导体以及电导体上的连接点一起被布置在管线周围，本发明还涉及一种制造这 种具有至少一个波状连接部的可电加热的介质线的方法。
[0002] 可电加热介质线及其制造方法是已知的现有技术。例如，DE10 2010 051 550A1 公开了一种具有至少一个管线部的制造的可电加热介质线，所述至少一个管线部具有集成 的导电装置，并具有至少一个连接装置，特别是插头、螺钉或联接装置。管线部和导电装置 尽可能延伸到或接近连接装置的远离所述管线部的端部，或接近波状连接部、在波状连接 部之前或者在波状连接部中。为了制造这种介质线，管线部上设有导电装置，在管线部的端 部区域中，集成导电装置即其接触导体被露出，借助于接触装置与后者永久地产生电接触， 并且所述接触装置被引出到管线部的外表面以便连接到电能源。连接装置接合到管线部的 端部区域上，或借助于初次成型（primaryshaping)或材料键合而接合。在暴露出位于内 部的以电导体或加热导体的形式公开的集成导电装置后，这些与连接元件进行连接，其在 管线部的端部区域提供波状连接部之后从后者的外端面突出，在那里与连接插头或其他连 接装置进行连接。
[0003] 对于该现有技术中描述的可加热介质线的结构，特别是在接触器的区域中，也就 是说在供电缆线到管线的导电装置的区域中，不能保证在应用了波状连接部，即应用了连 接装置之后，实际上可以创建密封的连接。如果连接不完全密封并保持在操作中，则可以由 振动和热冲击，特别是在温度波动的情况下介质流经管线和/或冷凝形成造成的状态可以 渗透到可加热介质线的电气部分中，并有可能导致一方面腐蚀另一方面导致设施不能对介 质线进行电加热。这里的热冲击应理解为波状连接部中温度的快速、冲动变化，这导致了波 状连接部的外部和内部部件之间的机械应力，因为热量被传递到表面或从表面除去要比到 内部或从内部更快。如果由此所产生的应力超过临界值，则结果可能是对材料的损坏。
[0004] 因此，本发明的目的是升级根据权利要求1前序部分所述的包括至少一个波状连 接部的可加热的介质线，以及制造这种可加热的介质线的方法，效果是该供电缆线到作为 管线或介质线的导电装置的电导体，连同作为介质传送部的介质线一起，被容纳或将被容 纳在所述波状连接部内，相对于流过管线或能够流过管线的介质完全密封，并且完全不受 环境，如湿度的影响。
[0005] 该目的是通过根据权利要求1前序部分的可电加热的介质线来实现的，因为供电 缆线与导体发生材料键合且波状连接部在流体机械和电气两个方面都形成了波状连接部， 由此波状连接部以密封的方式包围电连接点、供电缆线的一部分，以及管线壁的端面。对用 于制造包括至少一个波状连接部的可电加热的介质线的方法，该目的是这样实现的，提供 具有至少两个嵌入式电导体的管线并进行定尺切割，暴露出所述电导体，供电缆线与暴露 的导体发生材料键合，将附接了供电缆线的管线放置到注射成型工具中并定位；并在注射 成型工具中生成流体机械和电气波状连接部，其中，所述管线壁也被环绕且端面被所述波 状连接部密封，借助于材料键合的二次成型（overmolding)而施加在端部，并且所述波状 连接部以密封的方式包围所述供电缆线的一部分。从属权利要求中限定了本发明的发展。
[0006] 通过这种方式产生了可加热的介质线，其中，在第一实例中，集成到管线的最好是 多层的壁中、以位于期望接触点，即，期望接触区域的至少两个嵌入电导体的形式暴露的导 电装置与供电缆线发生材料键合并被放置在，即定位在注射成型工具中的期望位置，即适 合的位置。集成到管线壁的电导体最好是被集成到一个特别是由聚合物材料构成的导电层 中的接触导体，由此实现了对该层，即该管线，也就是该介质可以流经的介质线进行加热的 设施。管线的电导体与供电缆线的材料键合例如可以借助于钎焊或焊接来进行。这里的 供电缆线可以直接与管线的电导体材料键合，或间接地与插入的一个或多个线部分材料键 合，这一个或多个线部分可以例如充当渗流屏障元件，下面将进一步更详细地描述。由此， 在目前的情况下，这里的供电缆线与管线的电导体的材料键合应理解为既是一个直接连接 也是一个通过可以插入在供电缆线与电导体之间的一个或多个线部分的间接连接。
[0007] 设置有供电缆线的管线以其自身和供电缆线二者的期望方向和位置被放置在注 射成型工具中。管线，特别是供电缆线的从注射成型工具中突出的部分借助于该注射成型 工具而被外部密封。利用至少一种注射成型材料来进行管线和供电缆线，即，供电缆线的位 于注射成型工具内的部分，的材料键合二次成型，以便形成所述波状连接部。这里的波状连 接部应被理解为是在其外表面上以任何方式呈现波状的用于连接至其它装置的一种连接 装置。材料键合二次成型应被理解为在所有情况下，即管线与波状连接部，以及供电缆线与 所述波状连接部的连接伙伴的熔融键合表面之间的材料键合。供电缆线具有至少一个绞合 线，后者具有至少一个外护套作为绝缘，由此它的外表面在二次成型的过程中熔融，并与注 射成型材料发生材料键合。在现有技术中，例如，DE10 2010 051 550A1，这是不可能的， 或者至少没有提供。提供了设置有电连接导线或另一种连接装置的连接插头，其可以与连 接元件连接，在为管线部分的端部区域提供波状连接部之后从后者的外表面突出。因此，该 现有技术中没有提供电连接引线，即供电缆线的材料键合二次成型。借助于材料键合二次 成型，不仅管线而且连接了电导体的供电缆线，也就是说，通过创建与所产生的波状连接部 的材料键合接合，以简单的方式创建了用于管线和供电缆线的护套，通过由此产生的波状 连接部而密封，防止湿气和/或介质穿透。通过这种方式，电接触点被形成所述波状连接部 分的注射成型的材料从外部密封或包裹。管线在其端面上也通过在端部借助注射成型的 方式施加的波状连接部包围而密封或包裹。作为密封的结果，可以成功地防止水分渗透入 所述波状连接部的内部，即使在可加热介质线于安装位置被操作而受到振动或剧烈的温度 波动/热冲击的情况下，例如，被安装在车辆，如汽车或卡车中，这种情况下，特别是温度波 动/热冲击时会产生冷凝水。因此这里的"密封"一词在下文中应该被理解为密封防止水 分和/或介质渗透进入波状连接部的内部。波状连接部不仅套住介质输送部分，也就是说 管线，因此是一种流体机械波状连接部，并且还套住电气部分，即，供电缆线，因此同样是一 种电气波状连接部。因此，波状连接部本身组合了流体机械波状连接部和电气波状连接部 二者。通过注射成型，以波状连接部的形式通过最小的努力创建了紧凑的密封单元，所述波 状连接部以密封的方式套住介质输送部分和电气部分，并且可以具有可以符合消费者的要 求和/或所讨论的特定应用的外部形式。波状连接部特别是提供将所述可加热的介质线连 接到一个单元、另一条线，或者对应的配对轮廓（contour)的目的。它可以相应地与该单元 的连接插头或连接装置，或配对轮廓相连。供电缆线的外护套与所述波状连接部之间的材 料键合的产生进一步解除了供电缆线上的任何张力，从而能够尽可能避免对后者的任何损 害，即使由外力产生的损害。
[0008] 可加热介质线的管线具有管状壁，它环绕着介质可以流过的内腔。管状壁最好为 多层设计，特别是具有至少一个，最好是限定管线的内腔的耐介质内层，在它之上是嵌入有 电导体的单层或多层的导电层。内层最好是耐介质的，以防止有时流过内腔的腐蚀性介质 的剥蚀和流经内层并到达所述电导体，因为否则就会有腐蚀的风险，结果该设施会有加热 介质线的故障的风险。电导体可以相对于导电层被布置在期望的径向和/或轴向位置或期 望位置，并相对于所述管线的纵轴保持预先定义的间距。电导体最好布置在至少一个导电 层上，而且被作为顶层的至少一个其它导电层所覆盖。单层或多层的外层可以施加在至少 一个导电顶层上，特别是以电气绝缘和/或绝热层的形式。
[0009] 管线的外表面上最好具有肋状结构或波状轮廓。此外，后者最好产生在其外表面 上，即与介质可以流过的管线的内腔相对的表面上，管线壁形成沿电导体的路线升高的突 出肋部，它们是由电导体产生的。此外，可能的是在其外表面上，即与介质可以流过的管线 的内腔相对的表面上，管线壁形成遵循电导体的路线的槽。借助于这些肋部或槽，在管线的 外表面上产生了与所述电导体的布置相对应的肋状结构或波状轮廓，且在波状连接部的轴 向拉伸方向，即其轴向长度的方向上底切。这用于创建一个与被模制到管线外表面上波状 连接部的额外形状配合。特别地，肋状结构被产生，使得施加在具有电导体的管线的布置于 下方的导电层的卷绕构造上的导电性顶层，在施加的过程中被处理，使得以膜的方式既施 加在导体外表面上，也施加在管线的布置有导体的层的外表面上。这可以例如通过在施加 导电顶层的过程中在管线周围产生真空，使得所述导电顶层被紧密施加到电导体的表面和 电导体所处的内层的表面上。特别有可能借助于管状挤压来产生肋状结构。
[0010] 代替管状挤压工序，可以使用压力挤出工序来包住管线，从而已经提到的波纹轮 廓利用凹槽确保沿电导体的路径延伸。
[0011] 如前所述，导电层最好包括两层，电导体被布置在上面的第一导电层，以及用于覆 盖所述电导体的导电顶层。第一导电层最好相比于导电顶层要薄，并且特别是厚度可以为 0. 1至0. 2mm。导电顶层最好具有与电导体的外径大体对应的厚度；特别是，它应该比对 应电导体的外径稍微大点以便能够牢固嵌入后者。特别是导电顶层的厚度可以是电导体 外径的1. 2倍。然而，导电顶层的厚度最好是足够小以便在已完成的管线的外表面上产生 所希望的肋状结构。导电层最好是导电的塑料层，在要被覆盖的电导体具有大约〇. 5mm的 特定外径，并且管线的外径大约为4至10mm的情况下，导电层的总厚度可以是例如0. 1至 0? 5mm，优选约0? 5至0? 7mm。此外，电导体的外径可以是0? 1至1mm，特别是它可以是已经 提到的〇? 5mm〇
[0012] 除了粘接键合或材料键合以外，通过为管线提供一种外表面肋状结构或波纹轮 廓，能够实现与二次成型的波状连接部的额外形状配合，使得机械拉脱力与用于管线外表 面的平滑设计相比显著增大。因此，可以防止波状连接部与其上连接有供电缆线的管线发 生分离。为管线提供外表面肋状结构或波纹轮廓使得表面积增大，这额外会实现对波状连 接部与管线的任意释放的特别坚固和安全的连接。二次成型波状连接部的连接相比管线表 面的光滑设计而言对拉脱力更牢固，外表面上设置有肋状结构，上面连接了供电缆线的管 线，防止了对供电缆线与管线的电导体的连接的任何损害。
[0013] 为了绝热，可以为管线设置绝热装置，它至少部分地由二次成型的波状连接部容 纳而至少部分地围绕管线，特别是管状包层和/或泡沫形式的绝缘装置。特别是管状包层 形式的绝缘装置可被设计成波纹管和/或平滑管。因此，可以在管线的至少部分外表面上 提供至少一个隔热装置，特别是管状包层和/或泡沫形式的绝缘装置，绝热装置可以按照 围绕管线一部分的构造被放置入注射成