DE4026254A1 - Beheizbarer schlauch, insbesondere fuer scheibenwaschanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizschlauch der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Bei dem bekannten Heizschlauch (DE-OS 31 49 623) wird als Heizleiter ein um die Mantelfläche des Innenschlauchs gewendelter Runddraht verwendet. Eine Lagestabilität der bekannten Heizwendel ist nicht gewährleistet, was zu Störungen sowohl bei der Herstellung als auch bei der Benutzung eines solchen Heizschlauchs führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen preiswerten, leicht herstellbaren Heizschlauch der im Oberbegriff genannten Art zu ent­ wickeln, welcher sich durch eine große Formbeständigkeit sowie effektive Heizleistung auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Das erfindungsgemäße Laminatband läßt sich schnell herstellen und leicht verarbeiten. Die Lagestabilität des Laminatbandes ist über die als Träger des Flachbandleiters dienende Kunststoff-Folie gegeben, zumal wenn diese angeklebt ist und/oder, gemäß Anspruch 5, durch Berührung der Bandkanten benachbater Windungen sich selbst axial abstützt. Der im Laminatband vorgesehene Flachbandleiter sorgt für eine flächenhafte Wärmeübertragung; die Wärme ist besser über den Heizschlauch verteilt. Man kommt bereits mit geringen Oberflächentemperaturen am Flachbandleiter aus, was den Werkstoff schont. Man braucht nicht mehr zu besonders wärmebeständigem und damit leider auch kostspieligem Material für den Innenschlauch zu greifen. Man kann für den Innenschlauch, gemäß Anspruch 11, Kunststoff oder ein Elastomer anwenden. Die Verarbeitung des Laminatbandes ist durch die Verwendung des außenseitigen Haftklebers gemäß Anspruch 15 vereinfacht. Aus Stabilitätsgründen empfiehlt es sich dabei, im Innen­ schlauch Verstärkungseinlagen nach Anspruch 17 vorzusehen.

Als Folienlagen für das Laminatband hat sich Terephthalsäure-Polyester bewährt. Besonders vorteilhaft für die Verarbeitung ist es dabei, zwei Folienlagen gemäß Anspruch 2 zu verwenden, zwischen denen der Flach­ bandleiter dann feuchtigkeitsdicht eingeschlossen ist. Dies ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil eindringende Feuchtigkeit durch Elektrolyse auf Dauer die Leiter angreifen und zerstören würde. Als Flachbandleiter kann man, gemäß Anspruch 6, ein Kupferband verwenden. Fallweise wird man dabei auch Widerstandsmaterial nach Anspruch 7 verwenden. Die Bandform des Heizleiters läßt sich schließlich auch nach Anspruch 8 durch ein Flachbündel aus Drähten erzielen.

Die Anwendung läßt sich vereinfachen, wenn man im Heizschlauch doppelte Leitungszüge gemäß Anspruch 9 verwendet, in dem beide Flachbandleiter aus Kupferband gemäß Anspruch 6 bestehen. Es ist besonders einfach dabei, die beiden Anschlüsse für die elektrische Stromquelle am einen Ende des Heizschlauchs zu verwenden, wenn man für die Verbindung der beiden Leiterzüge gemäß Anspruch 10 sorgt. Sofern man gleich Flußmittel bei der Verarbeitung des Flachbandleiters gemäß Anspruch 4 vorsieht, ergeben sich weitere Vorteile für die Kontaktierung der Flachbandleiter. Ein Schrumpf­ schlauch bzw. Schrumpfformstück gemäß Anspruch 16 vereinfacht einen wasserdichten Anschluß.

Bewährt hat sich, die wärmeisolierende Hülle gemäß Anspruch 12 zu gestalten. Diese kann in manchen Anwendungsfällen gemäß Anspruch 13 aufextrudiert sein. Alternativ könnte man aber auch die Hülle in Bandform gemäß Anspruch 14 vorfertigen und dann mantelartig um das auf dem Innenschlauch befindliche Laminatband legen.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Die Erfindung richtet sich dabei auf alle daraus entnehmbaren neuen Merkmale und Merkmals­ kombinationen, auch wenn diese nicht ausdrücklich in den Ansprüchen angeführt sein sollten. In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge, in welcher der erfindungsgemäße Heizschlauch in Bruchstücken gezeigt ist zusammen mit einer zweckmäßig gestalteten elektrischen Anschluß­ technik,

Fig. 2 schematisch die in Fig. 1 verwendete elektrische Schaltung,

Fig. 3 in starker Vergrößerung ein abgemanteles Teilstück des erfindungs­ gemäßen Heizschlauches,

Fig. 4 in Explosionsdarstellung eine Querschnittsansicht durch die Bestandtei­ le eines bei der Erfindung verwendeten Laminatbandes vor ihrer Vereinigung und

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung und starker Vergrößerung das nach der Vereinigung der Bestandteile von Fig. 4 entstehende Laminat­ band.

Ein wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Heizschlauchs 30 ist ein als "Laminat" 10 bezeichnetes besonderes Gebilde. Das in Fig. 5 gezeigte erfindungsgemäße Laminatband 10 umfaßt, wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, zwei Lagen 11, 12 einer Kunststoff-Folie, die vorzugswei­ se aus Terephthalsäure-Polyester besteht. Die Kunststoff-Folie hat Streifen- Form und vorzugsweise eine Streifenbreite kleiner/gleich 10 mm. Die Innenflächen der beiden Folienlagen 11, 12 sind mit einem Heißkleber 19 versehen, zwischen denen dann ein vorzugsweise aber zwei bandförmige Leiter 13, 14 angeordnet werden, die nachfolgend kurz "Flachbandleiter" genannt werden sollen. Diese werden in einem Parallelabstand 15 zueinan­ der angeordnet. Die Flachbandleiter 13, 14 bestehen aus einem Kupferband 16 und/oder Widerstandsmaterial 17. Alternativ könnte der bzw. die Leiter 13, 14 aus einer Litze mit zahlreichen Drähten bestehen, die in einem Flachbündel dicht nebeneinander liegen. Wie durch die Bewegungspfeile 18 in Fig. 4 veranschaulicht, werden die beiden Folienlagen 11, 12 beidseitig der Leiter 13, 14 gegeneinander gedrückt und dabei der Heißkleber 19 mittels zugeführter Wärme aktiviert. Dadurch kommt es zu dem aus Fig. 5 ersichtlichen Verbund, der das erfindungsgemäße Laminatband 10 kennzeich­ net. Im fertigen Laminatband 10 nehmen beide Flachbandleiter 13, 14 einen definierten Randabstand 47 gegenüber den zugehörigen Bandkanten 22, 23 ein. Die Lage der beiden Flachbandleiter 13, 14 ist in dem Laminatband 10 exakt festgelegt.

Das fertige Laminatband wird nun, wie aus Fig. 3 erkennbar ist, um einen Innenschlauch 20 gewickelt. Dabei wird so verfahren, daß die aus Fig. 5 ersichtliche eine Bandkante 22 des Laminatbandes 10 bei einer aus Fig. 3 ersichtlichen Windung 25 an die gegenüberliegende Bandkante 23 der vorausgehenden Windung 24 stößt. Es entsteht daher an den mit 26 bezeichneten Stellen des Wickels ein Stumpfstoß 26 zwischen den Bandkan­ ten 22, 23 benachbarter Windungen 24, 25. Durch das Laminatband 10 ist die Mantelfläche 27 des Innenschlauchs 20 optimal mit den Flachbandlei­ tern 13, 14 überdeckt. Es ist für eine gute Verteilung der erzeugten Wärme und eine gleichmäßige Heizleistung längs der Mantelfläche 27 gesorgt. Die mit der Mantelfläche 27 in Berührung kommende Seite des Laminatbandes 10 oder die Mantelfläche 27 selbst könnte mit einem nicht näher gezeigten Haftkleber ausgerüstet sein, der zusätzlich oder ergänzend auf der Mantelfläche 27 die axiale Lage der Windungen 24, 25 fixiert. Der Querschnitt der Flachbandleiter 13, 14 wird zweckmäßigerweise im Hinblick auf den Durchmesser des Innenschlauches 20 und die Gesamtschlauchlänge so festgelegt, daß eine genügend große Heizleistung zugeführt wird. Bewährt hat sich eine spezifische Heizleistung von ca. 20 Watt pro Meter Heizschlauch 30.

In manchen Anwendungsfällen könnte allerdings auch eine überlappende Lage des Laminatbandes 10 bei benachbarten Windungen 24, 25 vorliegen. In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels könnte man auch nur mit einer äußeren Folienlage 11 im Laminatband 10 auskommen, wenn man die der Mantelfläche 27 des Innenschlauchs 20 zugekehrte Seite der Kunststoff-Folie 11 mit einem Haftkleber ausrüstet, der für ein Festkleben der Windungen an der Mantelfläche 27 sorgt. Die doppelten Folienlagen 11, 12 sind allerdings vorteilhafter, weil sie den bzw. die Flachbandleiter 13, 14 gegenüber Feuchtigkeit allseitig einschließen und zugleich für eine gute elektrische Isolation der Leiter 13, 14 sorgen.

Der Innenschlauch 20 besteht aus einem wärmebeständigen, aber bei Kälte flexibel bleibendem Kunststoff 29. Auch ein Elastomer könnte verwendet werden. In dem Material 29 könnten schließlich auch nicht näher gezeigte Verstärkungseinlagen an sich bekannter Art angeordnet sein. Diese Verstärkungseinlagen werden vorzugsweise in Form eines Geflechts aufgebracht. Ein solches Verstärkungsgeflecht nimmt durch Innendruck im Schlauch erzeugte Radial- und Axialkräfte auf. Die Verstärkungen können aber auch im Material 29 des Innenschlauchs 20 integriert sein. Der Innenschlauch 20 sollte dabei eine solche Wandstärke 28 aufweisen, daß bei einer Krümmung des Schlauches mit einem Radius von ca. 15 mm keine wesentliche Abflachung im Schlauchquerschnitt eintritt, die zu einer unerwünschten Verengung der lichten Weite im Innenschlauch 20 führt.

Dieses Zwischenprodukt aus Innenschlauch 20 und herumgewickeltem Laminatband 10 wird nun zu dem fertigen Heizschlauch 30 dadurch komplettiert, daß man über die Windungen 24, 25 eine wärmeisolierende Hülle 31 aus geschäumten Kunststoff aufbringt. Dieser geschäumte Kunststoff soll auch bei Kälte flexibel bleiben. Auf der Hülle 31 entsteht dabei eine Außenhaut 32, die unporös ist. Das Aufbringen der Hülle 31 geschieht vorzugsweise durch Extrusion. Man könnte aber auch von einem bandförmigen Vorprodukt ausgehen, welches im nachhinein über das gewendelte Laminatband 10 herumgelegt wird.

Der fertige Heizschlauch 30 wird nun konfektioniert. Dazu wird er zunächst in die erforderliche Gebrauchslänge geschnitten, die vom jeweili­ gen Anwendungsfall abhängt. In Fig. 1 und 2 ist die Anwendung für eine beheizte Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeugs dargestellt, wo drei Abschnitte eines solchen Heizschlauchs 30 verwendet werden. Am einen Ende des Heizschlauchs 30 werden die beiden Enden der Flachbandleiter 13, 14 an ein zweiadriges Kabelstück 33 angeschlossen, das in einem zweipoligen Stecker endet oder alternativ einadrig installiert ist, wobei der Rückleiter an Masse gelegt wird. Die Enden der beiden Flachbandleiter 13, 14 werden durch Lötung oder Crimpung mit den Adern des elektrischen Kabelstücks 33 verbunden. Die Verarbeitung wird erleichtert, wenn man dem Heißkleber zugleich ein Flußmittel beigibt, das dann als Löthilfe für den elektrischen Anschluß des Kabelstücks 33 fungiert. Am gegenüberlie­ genden Schlauchende 35 werden die beiden Leiter 13, 14 miteinander kurzgeschlossen, wobei bei Auswahl von geeignetem Material und/oder Querschnitt beide Leitungen 13, 14 heizwirksam werden. Sowohl das Schlauchende 35 als auch der Anschlußbereich des Kabelstücks 33 am Heizschlauch 30 kann dadurch nach außen isoliert werden, daß man Schrumpfschläuche in Verbindung mit einer Schmelzkleber-Abdichtung oder Schrumpfformstücke anwendet. Dadurch erhält man einen guten wasserdich­ ten Abschluß.

Ausweislich der Fig. 1 umfaßt die beheizte Scheibenwaschanlage einen Flüssigkeitsbehälter 36 zur Aufnahme der Waschflüssigkeit, der zweckmäßi­ gerweise seinerseits beheizbar ist, was nicht näher gezeigt ist. Im Inneren dieses Behälters 36 befindet sich eine Pumpe 37, die an das eine Ende eines ersten Heizschlauchs 30 angeschlossen ist und im Betriebsfall die Waschflüssigkeit zu einem Verteilerblock 38 führt, an dem das andere Schlauchende hydraulisch und elektrisch angeschlossen ist. Der Verteiler­ block 38 steht nämlich über eine elektrische Versorgungsleitung 39 mit einer angedeuteten Stromquelle 40 über einen Kabelsatz 41 und einen Thermoschalter 42 in Verbindung. Durch diesen wird eine automatische Einschaltung der Schlauchheizung bewirkt, sobald Frostgefahr besteht und am Schlüsselschalter die zur Fahrbereitschaft erforderlichen Stromkreise eingeschaltet worden sind. Nach Abklingen der Frostgefahr schaltet der Thermoschalter die Schlauchheizung automatisch wieder aus.

Auch die Versorgungsleitung 39 ist über eine zweipolige Kupplung 44 mit den im Verteilerblock 38 integrierten Leiterbahnen kontaktiert. Dazu besitzt der Verteilerblock 38 nicht näher gezeigte komplementäre An­ schlußteile, in welche sowohl diese Kupplung 44 als auch die bereits erwähnten übrigen Stecker 34 von den Heizschläuchen 30 angeschlossen sind. Außer dem vom Flüssigkeitsbehälter 36 kommenden Eingangsschlauch 30 gibt es im vorliegenden Fall noch zwei Ausgangsschläuche 30, die zu je einer Düse 43 führen. An diesen Düsen könnte man bei geeigneter Dimensionierung der Düsenheizung die Flachbandleiter 13, 14 direkt anschließen und damit den sonst separat erforderlichen Kabelsatz für die Düsenheizung einsparen. In der Regel wird an dieser Anschlußstelle die halbe Nennspannung zur Verfügung stehen. Zweckmäßigerweise wird die Rückleitung der Düsenheizung über Masse geführt. Es versteht sich, daß die hydraulische Schaltung der erfindungsgemäßen Heizschläuche 30 in beliebiger an sich bekannter Weise ausgeführt sein kann. Der Verteilerblock 38 dient nicht nur der hydraulischen Verbindung zwischen den eingangs- und ausgangsseitigen Schläuchen 30, sondern auch für deren elektrische Kontaktierung, was in Fig. 2 näher veranschaulicht ist.

Aus Fig. 2 ist entnehmbar, daß die drei Heizschläuche 30 mit ihren beiden Leitern 13, 14 durch den Leitungsverlauf 46 im Verteilerblock 38 elektrisch hintereinander geschaltet sind. An den äußeren Schlauchenden 35 befinden sich die bereits erwähnten Verbindungskontakte 45 zwischen den beiden Leiter-Paaren 13, 14. In den hydraulischen Leitungen des Verteilerblocks 38 befinden sich nicht näher gezeigte Rückschlagventile, die sich jedoch auch in den Heizdüsen befinden können. Dadurch ist eine besonders bequeme Handhabung und Konfektionierung der erfindungsgemäßen Heizschläuche 30 möglich. Der konstruktive Aufbau ist vereinheitlicht.

Bezugszeichenliste

10 Laminatband
11 Folienlage, Kunststoff-Folie
12 Folienlage, Kunststoff-Folie
13 Flachbandleiter, Leitungszug
14 Flachbandleiter, Leitungszug
15 Parallelabstand zwischen 13, 14
18 Bewegungspfeil (Fig. 4)
19 Heißkleber
20 Innenschlauch
21 Streifenbreite von 11, 12
22 Bandkante von 10
23 Bandkante von 10
24 Windung von 10
25 Windung von 10
26 Stumpfstoß zwischen 22, 23
27 Mantelfläche von 20
28 Wandstärke von 20
29 Kunststoff von 20
30 Heizschlauch (eingangsseitig, ausgangsseitig)
31 wärmeisolierende Hülle
32 Außenhaut von 31
33 Kabelstück
34 zweipoliger Stecker von 33
35 Schlauchende von 30
36 Flüssigkeitsbehälter
37 Pumpe
38 Verteilerblock
39 elektrische Versorgungsleitung
40 Stromquelle
41 Kabelsatz
42 Thermoschalter
43 Düse
44 zweipolige Kupplung
45 Verbindungskontakt
46 Leitungsverlauf in 38
47 Randabstand von 13, 14 bei 22, 23

Claims (17)

1. Biegsamer, beheizbarer Schlauch (30) (Heizschlauch) für Scheiben­ waschanlagen, Kraftstoffleitungen od. dgl. mit einem insbesondere aus Kunststoff oder Elastomer bestehenden Innenschlauch (20), mit einem gewendelt auf der Mantelfläche des Innenschlauchs angeordne­ ten Heizleiter (13, 14) und mit einer die Heizleiter-Wendel (24, 25) umschließenden wärmeisolierenden Hülle (31), dadurch gekennzeichnet,
daß zum Wickeln der Wendel (24, 25) ein Laminatband (10) dient, das ein Verbund ist aus
einer als Trägerband dienenden, wärmebeständigen Kunststoff-Folie (11, 12) und aus einem bandförmigen Leiter (Flachbandleiter 13, 14),
der in Randabstand zu den Bandkanten auf dem Trägerband unver­ rückbar angebracht ist.

2. Heizschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminatband (10) aus zwei miteinander laminierten Folienlagen (11, 12) besteht, zwischen denen der bzw. die Flachbandleiter (13, 14) feuchtigkeitsdicht eingeschlossen sind.

3. Heizschlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Folienlagen (11, 12) vorzugsweise aus Terephthalsäure- Polyester bestehen und mit Heißkleber (19) oder einem Kontaktkle­ ber unter Wärme- und Druckeinwirkung laminiert sind.

4. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Heißkleber (19) ein zugleich Flußmitteleigenschaften aufweisender Werkstoff verwendet wird, der als Löthilfe für einen elektrischen Anschluß (33) der Enden des Flachbandleiters (13, 14) dient.

5. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandkanten (22, 23) benachbarter Windungen (24, 25) des Laminatbandes (10) aneinander stoßen (26) und sich gegenseitig abstützen.

6. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbandleiter (13, 14) ein Kupferband ist, vorzugsweise ein weichgeglühtes Kupferband.

7. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbandleiter (13, 14) ein Band aus Widerstandsmaterial ist.

8. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Flachbandleiter (13, 14) ein Flachbündel aus zahlreichen nebeneinanderliegenden Drähten dient.

9. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbandleiter auf dem Trägerband in doppelten Leitungszügen (13, 14) angebracht ist, die zueinander parallel laufen und in isolierendem Abstand (15; 47) angeordnet sind.

10. Heizsclauch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungszüge (13, 14) am einen Schlauchende (35) miteinander verbunden (45) sind und der eine Leitungszug (13) als Hin- und der andere als Rückleitung (14) heizwirksam sind.

11. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschlauch (20) aus wärmebe­ ständigem und bei Kälte flexibel bleibendem Kunststoff oder einem Elastomer besteht.

12. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende Hülle (31) aus einem geschäumten, bei Kälte flexibel bleibendem Kunststoff besteht und eine unporöse, geschlossene Außenhaut (32) aufweist.

13. Heizschlauch nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende, geschäumte Hülle (31) auf die Laminatbandlagen (24, 25) aufextrudiert ist.

14. Heizschlauch nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolierende Hülle (31) in Bandform vorgefertigt, dann mantel­ artig um das herumgewendelte Laminatband (10) gelegt und an den Berührungsstellen befestigt wird.

15. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminatband (10) oder der Innen­ schlauch (20) auf der Außenseite mit einem Haftkleber versehen ist, der zum Festkleben des herumgewendelten (24, 25) Laminatbands (10) am Innenschlauch dient.

16. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlauchende (35) mit einem Schrumpfschlauch oder Schrumpfformstück mit oder ohne Schmelz­ kleber-Beschichtung zur Isolierung der Anschlußenden der Flachband­ leiter (13, 14) dient, insbesondere an den miteinander verbundenen (45) Enden der beiden Leitungszüge (13, 14).

17. Heizschlauch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschlauch (20) eine vorzugswei­ se im Schlauchmaterial (29) integrierte Verstärkungseinlage aufweist, insbesondere in Form eines Geflechts.