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Patent Searching and Data


Title:
HEATING SLEEVE AND METHOD FOR PRODUCTION AND USE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/083858
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heating sleeve (1, 20, 23, 30, 33, 40) for electrical heating of a pipe (13), a container and/or a moulded part from the outside, having at least one electrically conductive heating section (21, 24, 31, 38, 41) in the form of a heating resistor for heating at least sections of the heating sleeve (1, 20, 23, 30, 33, 40). In order that electrical heating of pipes, containers and moulded parts can be carried out more cost effectively, more reliably and at the same time more efficiently, the heating sleeve (1, 20, 23, 30, 33, 40) is a shrink-fit sleeve with a diameter (D) that can be shrunk by heating, at least in sections, in order to be shrunk onto the pipe (13), container and/or moulded part, and the at least one heating section (21, 24, 31, 38, 41) has at least one thermoplastic (4) and at least one electrically conductive filler (5) finely distributed in a matrix of the at least one thermoplastic (4), and the at least one electrically conductive heating section (21, 24, 31, 38, 41) is designed to apply an electrical heating voltage or electrical heating current to shrink the diameter (D), at least in sections, as a result of heating the at least one heating section (21, 24, 31, 38, 41) and/or to inductively heat the at least one heating section (21, 24, 31, 38, 41) by way of an alternating magnetic field and to shrink the diameter (D), at least in sections, as a result of the inductive heating of the at least one heating section (21, 24, 31, 38, 41).

Inventors:
ÖZGÜC RASIT (DE)
KOPIETZ LUKAS (DE)
JOEMANN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/078876
Publication Date:
April 25, 2024
Filing Date:
October 17, 2023
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E V (DE)
International Classes:
F16L11/127; B29C61/02; F16L53/35; H05B3/12; H05B3/58
Attorney, Agent or Firm:
COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche Heizschlauch (1,20,23,30,33,40) zum elektrischen Beheizen einer Rohrleitung (13), eines Behälters und/oder eines Formteils von außen, mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Heizabschnitt (21,24,31,38,41) in Form eines Heizwiderstands zum wenigstens abschnittsweisen Erwärmen des Heizschlauchs (1,20,23,30,33,40), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Heizschlauch (1,20,23,30,33,40) als Schrumpfschlauch mit einem wenigstens abschnittsweise durch Erwärmen schrumpfbaren Durchmesser (D) zum Aufschrumpfen auf die Rohrleitung (13), den Behälter und/oder das Formteil ausgebildet ist und dass der wenigstens eine Heizabschnitt (21,24,31,38,41) wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff (4) und wenigstens einen in einer Matrix des wenigstens einen thermoplastischen Kunststoffs (4) fein verteilten elektrisch leitfähigen Füllstoff (5) aufweist und dass der wenigstens eine elektrisch leitfähige Heizabschnitt (21,24,31,38,41) zum Anlegen an eine elektrische Heizspannung oder einen elektrischen Heizstrom zum wenigstens abschnittsweisen Schrumpfen des Durchmessers (D) infolge Erwärmung des wenigstens einen Heizabschnitts (21,24,31,38,41) und/oder zum induktiven Erwärmen des wenigstens einen Heizabschnitts (21,24,31,38,41) über ein magnetisches Wechselfeld und zum wenigstens abschnittsweisen Schrumpfen des Durchmessers (D) infolge der induktiven Erwärmung des wenigstens einen Heizabschnitts (21,24,31,38,41) ausgebildet ist. Heizschlauch nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der wenigstens eine elektrisch leitende Füllstoff (5) kohlenstoffbasiert, insbesondere Ruß und/oder Graphit, und/oder durch metallische Partikel, vorzugsweise Eisen- und/oder Kupferpartikel, gebildet, ist und/oder dass der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff (4) ein Polyolefin, insbesondere Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Fluorethylenpropylen (FEP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Viton, Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE) ist.

3. Heizschlauch nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Heizschlauch (1,20,23,30,33,40) wenigstens abschnittsweise aus einem mittels Extrusion geformten Rohschlauch (7) gefertigt ist und/oder dass der Heizschlauch (1,20,23,30,33,40) wenigstens abschnittsweise mittels Aufweitens des Durchmessers (d) eines Rohschlauchs (7) zum Aufziehen auf die Rohrleitung (13), den Behälter und/oder das Formteil hergestellt ist.

4. Heizschlauch nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s Moleküle des wenigstens einen thermoplastischen Kunststoffs (4), insbesondere vor einem Aufweiten des Durchmessers (d), miteinander vernetzt sind und dass, vorzugsweise, das Vernetzen der Moleküle des wenigstens einen thermoplastischen Kunststoffs (4) mittels Elektronenbestrahlung erfolgt ist.

5. Heizschlauch nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Durchmesser (d) des Rohschlauchs (7) durch Recken aufgeweitet ist.

6. Heizschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Heizschlauch (7) mehrere wenigstens im Wesentlichen konzentrische Schichten (34,35,36) aufweist und dass eine bezogen auf den wenigstens einen Heizabschnitt (38) innere Schicht (34) und/oder äußere Schicht (36) elektrisch isolierend gegenüber dem wenigstens einen Heizabschnitt (38) ausgebildet ist. Heizschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Heizschlauch (20,30,33) seinen beiden gegenüberliegenden Enden zugeordnet Kontakte (22) zum Anlegen der Heizspannung oder des Heizstroms aufweist und dass, vorzugsweise, der wenigstens eine Heizabschnitt (21,31,38) umlaufend und/oder über wenigstens im Wesentlichen die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs (20,30,33) vorgesehen ist. Heizschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Heizschlauch (23,40) wenigstens zwei wenigstens über annähernd die gesamte Längserstreckung umfangsseitig elektrisch voneinander getrennte Heizabschnitte (24,41) aufweist und dass, vorzugsweise, der Heizschlauch (23,40), insbesondere einem Längsende, zugeordnet wenigstens zwei Kontakte (27,43) zum Anlegen der Heizspannung oder des Heizstroms aufweist und/oder jedem Heizabschnitt (24,41) ein Kontakt (27,43) zugeordnet ist. Heizschlauch nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die wenigstens zwei Heizabschnitte (24) einem Längsende zugeordnet, vorzugsweise mit einer umlaufenden wenigstens abschnittsweise elektrisch leitenden Schelle (26), miteinander verbunden sind oder dass die wenigstens zwei Heizabschnitte (41) mittels wenigstens zwei sich wenigstens im Wesentlichen über die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs (40) erstreckenden, elektrisch leitfähigen Verbindungsabschnitte (42) elektrisch parallel miteinander verschaltet sind. Heizschlauch nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die spezifischen Widerstände der wenigstens zwei Heizabschnitte (42) jeweils wenigstens doppelt so groß, vorzugsweise wenigstens fünffach so groß, insbesondere wenigstens zehnfach so groß, sind wie jeweils die spezifischen Widerstände der wenigstens zwei Verbindungsabschnitte (42) und/oder dass die wenigstens zwei Verbindungsabschnitte (42) mit den wenigstens zwei Heizabschnitten (41) koextrudiert sind, wenigstens ein Draht, Band und/oder Drahtgeflecht aufweisen und/oder durch eine leitfähige Beschichtung, insbesondere Lackierung gebildet werden.

11. Heizschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der wenigstens eine Heizabschnitt (24,31,41) umfangsseitig über einer Länge von weniger als 70%, vorzugsweise weniger als 50%, insbesondere weniger als 30%, des Umfangs vorgesehen ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Heizschlauchs (1,20,23,30,33,40), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem ein Rohschlauch (7) mit wenigstens einem Heizabschnitt (21,24,31,38,41), umfassend wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff (4) und wenigstens einen leitfähigen, in der Matrix des thermoplastischen Kunststoffs (4) fein verteilten, Füllstoff (5) extrudiert wird, bei dem der Durchmesser (d) des extrudierten Rohschlauchs (7), vorzugsweise durch Recken, aufgeweitet wird und bei dem, vorzugsweise, der wenigstens eine Heizabschnitt (21,24,31,38,41) mit zwei elektrischen Kontakten (22,27,43) zum Anlegen einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms verbunden wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Rohschlauch (7) aus wenigstens zwei unterschiedlichen Extrudaten (3) koextrudiert wird und bei dem wenigstens ein Extrudat (3) keinen elektrisch leitenden Füllstoff (5) aufweist und bei dem mit dem wenigstens einen, keinen elektrisch leitenden Füllstoff (5) aufweisenden, Extrudat (3) ein sich in Längsrichtung erstreckender elektrisch nichtleitender Nichtheizabschnitt (32,37) und/oder ein innere und/oder äußerer umlaufender, elektrisch nicht leitender Nichtheizabschnitt (37) koextrudiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem aus wenigstens einem Extrudat (3) mit wenigstens einem elektrisch leitenden Füllstoff (5) wenigstens zwei sich in Längsrichtung erstreckende Heizabschnitte (24) koextrudiert werden und bei dem, vorzugsweise, die wenigstens zwei Heizabschnitte (24), insbesondere mit einer umlaufenden Schelle (26), umfangsseitig elektrisch leitend verbunden werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der Rohschlauch (7) nach dem Extrudierten und vor dem Aufweiten derart mit Elektronen bestrahlt wird, so dass Moleküle des thermoplastischen Kunststoffs (4) untereinander vernetzt werden und/oder bei dem der Rohschlauch (7) vor dem Aufweiten erwärmt und nach dem Aufweiten abgekühlt wird.

16. Verfahren zum Schrumpfen eines Heizschlauchs (1,20,23,30,33,40), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder hergestellt nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem der Heizschlauch (1,20,23,30,33,40) auf eine Rohrleitung (13), einen Behälter und/oder ein Formteil aufgezogen wird, bei dem wenigstens zwei Kontakte (22,27,43) wenigstens eines Heizabschnitts des aufgezogenen Heizschlauchs (1,20,23,30,33,40) an eine Heizspannung oder einen Heizstrom angeschlossen werden und die Heizspannung oder der Heizstrom den wenigstens einen Heizabschnitt (21,24,31,38,41) in Form eines Heizwiderstands erwärmt und/oder der wenigstens eine Heizabschnitt (21,24,31,38,41) induktiv über ein magnetisches Wechselfeld erwärmt wird und bei dem der Heizschlauch (1,20,23,30,33,40) infolge der Erwärmung des wenigstens einen Heizabschnitts (21,24,31,38,41) unter Verkleinerung des Durchmessers (D) auf die Rohrleitung (13), den Behälter und/oder das Formteil aufgeschrumpft wird.

Description:
Heizschlauch sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung

Die Erfindung betrifft einen Heizschlauch zum elektrischen Beheizen einer Rohrleitung, eines Behälters und/oder eines Formteils von außen, mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Heizabschnitt in Form eines Heizwiderstands zum wenigstens abschnittsweisen Erwärmen des Heizschlauchs. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizschlauchs sowie ein Verfahren zum Schrumpfen eines solchen Heizschlauchs.

Heizschläuche der genannten Art sind seit geraumer Zeit in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Sie werden insbesondere als Begleitheizung zum Beheizen von Rohrleitungen, Behältern, Formteilen und dergleichen verwendet. Die Heizschläuche können dabei infolge ihrer schlauchförmigen Gestalt die Rohrleitungen, Behälter oder Formteile wenigstens abschnittsweise aufnehmen, um diese gleichmäßig über ihren Umfang von außen zu beheizen. Zu diesem Zweck sind in den Heizschläuchen ein Heizdraht oder mehrere Heizdrähte vorgesehen, die elektrisch leitfähig sind und so hochohmig sind, dass sie einen Heizwiderstand bilden, an den eine Heizspannung oder ein Heizstrom angelegt werden kann. Infolge der an einen Heizschlauch angelegten Heizspannung oder des Heizstroms heizt sich der Heizdraht auf, der die entstehende Wärme dann an den Heizschlauch und die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil im Inneren des Heizschlauchs abgibt.

Begleitheizungen sind auch in Form von Heizbändern, Heizkabeln und Heizschnüren bekannt, die sich um Rohrleitungen, Behälter und Formteile wickeln lassen. Die Heizbänder, Heizkabel und Heizschnüre weisen ebenfalls einen Heizdraht auf, an dessen Enden eine Heizspannung oder ein Heizstrom angelegt werden kann, um den Heizdraht im Sinne einer Widerstandsheizung aufzuheizen. Die Heizbänder, Heizkabel und Heizschnüre geben dann Wärme an die Rohrleitungen, Behälter und Formteile ab, um welche die Heizbänder, Heizkabel und Heizschnüre zuvor herumgewickelt worden sind. Heizbänder, Heizkabel und Heizschnüre können dabei regelmäßig mit recht engen Biegeradien gewickelt werden. Dabei ist aber darauf zu achten, dass diese nicht zu eng aneinander und nicht zu weit voneinander beabstandet gewickelt werden, um einerseits ein Überhitzen der Heizbänder, Heizkabel und Heizschnüre zu verhindern und andererseits die Rohrleitungen, Behälter und Formteile hinreichend aufheizen zu können. Dies ist bei Heizschläuchen weniger problematisch, jedoch sind die Heizschläuche meist deutlich teurer als Heizbänder, Heizkabel und Heizschnüre, da die Heizschläuche vorab konfiguriert und an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden müssen. Die Wicklung der Heizdrähte von Heizschläuchen kann anschließend nicht oder nur noch sehr bedingt variiert werden.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Heizschlauch und die Verfahren jeweils der eingangs genannten und zuvor näher erläuterten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine elektrische Beheizung von Rohrleitungen, Behältern und Formteilen kostengünstiger, zuverlässiger und zugleich effizienter erfolgen kann.

Diese Aufgabe ist bei einem Heizschlauch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Heizschlauch als Schrumpfschlauch mit einem wenigstens abschnittsweise durch Erwärmen schrumpfbaren Durchmesser zum Aufschrumpfen auf die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil ausgebildet ist und dass der wenigstens eine Heizabschnitt wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff und wenigstens einen in einer Matrix des wenigstens einen thermoplastischen Kunststoffs fein verteilten elektrisch leitfähigen Füllstoff aufweist und dass der wenigstens eine elektrisch leitfähige Heizabschnitt zum Anlegen an eine elektrische Heizspannung oder einen elektrischen Heizstrom zum wenigstens abschnittsweisen Schrumpfen des Durchmessers infolge Erwärmung des wenigstens einen Heizabschnitts und/oder zum induktiven Erwärmen des wenigstens einen Heizabschnitts über ein magnetisches Wechselfeld und zum wenigstens abschnittsweisen Schrumpfen des Durchmessers infolge der induktiven Erwärmung des wenigstens einen Heizabschnitts ausgebildet ist. Durch die Ausgestaltung des Heizschlauchs als Schrumpfschlauch mit wenigstens einem Heizabschnitt umfassend fein verteilte leitfähige Partikel, kann der Heizschlauch problemlos und schnell nachträglich auf unterschiedliche Rohrleitungen, Behälter oder Formteile angebracht, insbesondere aufgeschoben, werden. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass ein guter Wärmekontakt und Wärmeübergang zwischen dem Heizschlauch und dem zu beheizenden Gegenstand bereitgestellt werden, wenn der Heizschlauch in der richtigen Größe und mit dem richtigen Schrumpffaktor ausgewählt wird. Der Heizschlauch liegt dann nach dem Schrumpfen eng an dem zu beheizenden Gegenstand an. Zur Beheizung ist im wenigstens einen Heizabschnitt des Heizschlauchs in dem wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff ein leitfähiger Füllstoff fein verteilt, der aus kleinen separaten Partikeln besteht. Das Schrumpfen des Heizschlauchs kann folglich den Heizabschnitt nicht beschädigen.

Durch das Schrumpfen wird dagegen regelmäßig der elektrische Widerstand des wenigstens einen Heizabschnitts gesenkt. Dies ist bedarfsweise bei der Menge und der Art der leitfähigen Partikel im wenigstens einen Heizabschnitt vorab zu berücksichtigen. Dabei soll einerseits sichergestellt werden, dass der wenigstens eine Heizabschnitt den elektrischen Strom zuverlässig leitet. Anderseits soll der Leitung des elektrischen Stroms ein hinreichend großer Widerstand entgegengesetzt werden, so dass im wenigstens einen Heizabschnitt ein hinreichend großer Wärmestrom erzeugt wird, sobald die Heizspannung oder der Heizstrom an den Heizschlauch angelegt wird.

Das Aufheizen des Heizschlauchs durch Anlegen einer Heizspannung oder eines Heizstroms an den Heizschlauch soll einerseits ein Aufheizen des Heizschlauchs und Beheizen des Gegenstands bewirken, der vom Heizschlauch umschlossen ist. Andererseits kann durch das erstmalige Anlegen der Heizspannung oder des Heizstroms ein Aufheizen des Heizschlauchs bewirkt werden, das das Aufschrumpfen des Heizschlauchs auf die Rohrleitung, den Behälter, das Formteil oder dergleichen bewirkt. Hierzu muss eine Mindesttemperatur überschritten werden, die wesentlich durch den verwendeten thermoplastischen Kunststoff oder die verwendeten thermoplastischen Kunststoffe bestimmt wird. Ein Aufschrumpfen des Heizschlauchs mittels eines Heißluftgebläses ist nicht erforderlich, so dass ein Arbeitsschritt eingespart oder wenigstens vereinfacht werden kann. Gleichwohl kann es aber möglich sein, den Heizschlauch mit einem Heißluftgebläse aufzuschrumpfen. Grundsätzlich kann der Heizschlauch zur Begleitheizung wie zum Aufschrumpfen mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom beaufschlagt werden.

Die genannte Aufgabe ist ferner nach Anspruch 12 gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Heizschlauchs, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

- bei dem ein Rohschlauch mit wenigstens einem Heizabschnitt umfassend wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff und wenigstens einen leitfähigen, in der Matrix des thermoplastischen Kunststoffs fein verteilten Füllstoff extrudiert wird,

- bei dem der Durchmesser des extrudierten Rohschlauchs, vorzugsweise durch Recken, aufgeweitet wird und

- bei dem, vorzugsweise, der wenigstens eine Heizabschnitt mit zwei elektrischen Kontakten zum Anlegen einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms verbunden wird.

Das Extrudieren von Extrudaten umfassend einerseits wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff und andererseits wenigstens einen leitfähigen Füllstoff ist bereits aus anderen Anwendungen bekannt, wobei vorliegend abweichend zu den bekannten Verfahren kein Rohschlauch extrudiert wird. Es kommt jedoch auch hier auf ein möglichst homogenes Vermischen von Füllstoff und thermoplastischem Kunststoff an, um einen zufriedenstellenden Heizabschnitt des Heizschlauchs herzustellen. Welche Anteile und Verhältnisse von thermoplastischem Kunststoff und elektrisch leitendem Füllstoff zweckmäßigerweise zu verwenden sind und wie homogen die Verteilung des elektrisch leitfähigen Füllstoffs sein sollte, hängt stark davon ab, welcher thermoplastische Kunststoff und welche Art des elektrisch leitfähigen Füllers verwendet wird. Zudem kann die Partikelgröße als auch deren Porosität und Oberflächenbeschaffenheit von erheblicher Bedeutung sein. Gleichwohl wird der Fachmann in der Lage sein, bereits durch eine überschaubare Anzahl von Versuchen ein geeignetes Extrudat bereitzustellen bzw. dieses weiter zu optimieren.

Wenn der Rohschlauch extrudiert ist, wird dieser aufgeweitet, was mit einem Reckverfahren erfolgen kann, wobei der Rohschlauch insbesondere in radialer und/oder Umfangsrichtung gereckt werden kann. Dabei kann der Rohschlauch erwärmt und unter Vergrößerung des Durchmessers gedehnt werden. Der gedehnte Rohschlauch kann in dieser Form durch Abkühlen sozusagen eingefroren werden. Damit an den Heizschlauch eine Heizspannung oder ein Heizstrom angelegt werden kann, kann der wenigstens eine Heizabschnitt mit wenigstens zwei elektrischen Kontakten versehen sein, über welche der wenigstens eine Heizabschnitt an eine Spannungsversorgung oder Stromversorgung angeschlossen werden kann. Hier kommen beispielsweise Kabelanschlussschellen, Rohrschellen und Bandschellen in Frage. Es können anstatt Schellen aber auch lediglich punktuelle, nicht umlaufende Kontakte verwendet werden, die auch aus anderen Anwendungen bekannt sein können.

Wenn der wenigstens eine Heizabschnitt des Heizschlauchs induktiv über ein magnetisches Wechselfeld erwärmt wird, sind entsprechende Kontakte grundsätzlich entbehrlich. Der Heizschlauch kann grundsätzlich sowohl zu Schrumpfen des Heizschlauchs als auch zum Beheizen einer Rohrleitung, eines Behälters und/oder eines Formteils induktiv erwärmt werden. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, den Heizschlauch induktiv zu schrumpfen und die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil durch Anlegen einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms an Kontakte des Heizschlauchs zu beheizen.

Im Übrigen ist der Begriff der Schelle vorliegend sehr breit zu verstehen und soll auch andere Elemente umfassen, auch wenn diese üblicherweise nicht als Schellen bezeichnet werden. Die Schellen sollen auf oder in einem entsprechenden Abschnitt des Heizschlauchs vorgesehen sein und dort wenigstens einen Heizabschnitt elektrisch leitend kontaktierten oder mehrere Heizabschnitte elektrisch leitend miteinander verbinden. Hier kommen auch, insbesondere umlaufende, Bänder, 0- Ringe und dergleichen in Frage. Die Schellen müssen auch nicht aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein. Die Schellen können auch aus einem einen elektrisch leitenden Füllstoff fein verteilt aufnehmenden Kunststoff gebildet sein, ähnlich wie der eigentliche Heizschlauch selbst. Auch kann die Schelle ähnlich wie der eigentliche Heizschlauch selbst als Schrumpfschlauch zum Aufschrumpfen auf den eigentlichen Heizschlauch ausgebildet sein.

Im Übrigen ist die zuvor genannte Aufgabe nach Anspruch 16 gelöst durch ein Verfahren zum Schrumpfen eines Heizschlauchs, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder hergestellt nach einem der Ansprüche 12 bis 15,

- bei dem der Heizschlauch auf eine Rohrleitung, einen Behälter und/oder ein

Form teil aufgezogen wird,

- bei dem wenigstens zwei Kontakte wenigstens eines Heizabschnitts des aufgezogenen Heizschlauchs an eine Heizspannung oder einen Heizstrom angeschlossen werden und die Heizspannung oder der Heizstrom den wenigstens einen Heizabschnitt in Form eines Heizwiderstands erwärmt und/oder der wenigstens eine Heizabschnitt induktiv über ein magnetisches Wechselfeld erwärmt wird und

- bei dem der Heizschlauch infolge der Erwärmung des wenigstens einen Heizabschnitts unter Verkleinerung des Durchmessers auf die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil aufgeschrumpft wird.

Der Heizschlauch kann in seiner aufgeweiteten Form infolge des vergrößerten Durchmessers einfach auf die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil aufgezogen werden. Der entsprechende Gegenstand befindet sich dann wenigstens teilweise in dem Heizschlauch, wobei zwischen dem entsprechenden Gegenstand und dem Heizschlauch vorzugsweise ein gewisses Spiel besteht. Der Gegenstand ist dann also locker in dem Heizschlauch aufgenommen. Der Heizschlauch sitzt dann noch nicht stramm auf dem Gegenstand. Um dies wenigstens abschnittsweise zu erreichen, kann der Heizschlauch mit den wenigstens zwei Kontakten des Heizabschnitts an eine Heizspannung oder einen Heizstrom angeschlossen werden, die den Heizabschnitt erwärmt, da der Heizabschnitt im Sinne eines Heizwiderstands ausgebildet ist. Der (spezifische) Widerstand des Heizabschnitts ist dabei so hoch, dass der elektrische Strom entsprechend der Heizspannung oder des Heizstroms unter Erzeugung eines hohen Maßes an Wärme durch den Heizabschnitt strömt. Es wird letztlich ein hohes Maß an elektrischer Energie im Heizabschnitt dissipiert und in Form von Wärme abgegeben. Die Wärme führt jedoch auch zur Eigenerwärmung des Heizschlauchs. Wird dabei eine Mindesttemperatur überschritten, versucht der Heizschlauch sich ähnlich eines Formgedächtnismaterials wieder in die ursprüngliche Größe mit geringerem Durchmesser zusammenzuziehen. Man spricht hierbei auch vom Schrumpfen. Infolge des Schrumpfens legt sich der Heizschlauch eng an die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil an, wobei man auch von Aufschrumpfen spricht.

Das Aufschrumpfen des Heizschlauchs kann auch induktiv erfolgen, indem der wenigstens einen Heizabschnitt einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird. Hierzu kann sich einer Induktionsspule bedient werden. Eine mit einem Wechselstrom durchflossene Induktionsspule erzeugt ein - in seiner Richtung wechselndes - magnetisches Feld, das durch einen magnetischen Fluss gekennzeichnet ist. Wird in dieses Magnetfeld ein Heizabschnitt eingebracht, so wird in diesem eine Spannung induziert. Die induzierte Spannung erzeugt einen Stromfluss (Lenz'sche Regel). Im Heizabschnitt kommt es an den leitfähigen Partikeln zu Wirbelstromverlusten, die an den leitfähigen Partikeln in Wärme umgewandelt werden. Grundsätzlich wäre es regelmäßig auch denkbar, dass das Aufschrumpfen des Heizschlauchs durch Erwärmen des Heizschlauchs mit Hilfe eines Heißluftgebläses erfolgt. Die Wärme wird dann über warme Luft direkt auf den Heizschlauch übertragen. Es wird so ein sehr guter und enger Kontakt zwischen einerseits dem Heizschlauch und andererseits der Rohrleitung, dem Behälter und/oder dem Formteil und mithin ein guter Wärmeübergang von dem Heizschlauch an den vom Heizschlauch umgebenen Gegenstand sichergestellt. Dadurch ist es möglich, den entsprechenden Gegenstand wenigstens in dem entsprechenden Abschnitt sehr genau zu temperieren, ohne eine lokale Überhitzung zu riskieren. Gleichzeitig ist dies auch sehr effizient möglich, da Wärmeverluste durch Luftspalte zwischen dem Gegenstand und dem Heizschlauch vermieden werden können. Letztlich wird auch die Gefahr beseitigt, dass der Heizschlauch durch einen Bruch des darin verbauten Heizdrahts beschädigt und unbrauchbar wird. Bei dem erfindungsgemäßen Heizschlauch kann dagegen eine bereichsweise Beschädigung des Heizabschnitts toleriert werden, wenn dieser hinreichend breit ausgebildet ist. Dann verbleibt immer noch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten des Heizschlauchs.

Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausgestaltung des Heizschlauchs ist der wenigstens eine elektrisch leitende Füllstoff kohlenstoffbasiert und wird insbesondere aus Ruß und/oder Graphit gebildet. Der elektrisch leitende Füllstoff kann ergänzend oder im Gegensatz dazu auch durch metallische Partikel gebildet werden, wobei sich insbesondere Eisen und/oder Kupferpartikel anbieten können. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine thermoplastische Kunststoff ein Polyolefin, insbesondere Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Fluorethylenpropylen (FEP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Viton, Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE) sein. Die physikalischen und insbesondere die elektrischen Eigenschaften des Heizschlauchs werden dabei in nicht unerheblichem Maße durch die Wahl der Materialien bestimmt. Daher kann der Fachmann durch eine geeignete Wahr der Materialen Einfluss auf die gewünschten physikalischen Eigenschaften des Heizschlauchs nehmen. Dabei sind die genannten Materialien allesamt zu relativ geringen, wenn auch unterschiedlichen Kosten verfügbar. Der Heizschlauch kann wenigstens abschnittsweise aus einem mittels Extrusion geformten Rohschlauch gefertigt sein. Dies ist ein sehr zuverlässiges und kostengünstiges Verfahren zur Bildung eines Heizschlauchs. Alternativ oder zusätzlich kann der Heizschlauch wenigstens abschnittsweise mittels Aufweitens des Durchmessers des durch Extrusion oder eine andere Weise hergestellten Rohschlauchs hergestellt werden. Das Aufweiten kann beispielsweise ähnlich der Blasfolienherstellung durch Einblasen von unter Überdruck stehender Blasluft in den Rohschlauch erfolgen. Der Rohschlauch wird dabei in radialer Richtung geweitet. Der Heizschlauch in der aufgeweiteten Form dient dabei zum Aufziehen auf die Rohrleitung, den Behälter und/oder das Formteil und ist mithin in einem hierfür geeigneten Maße aufgeweitet. Alternativ zu einer Extrusion kann der Heizschlauch auch ausgehend von einer Folie gebildet werden, die wenigstens einen Heizabschnitt hat und die an den Rändern miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, wird. Auf diese Weise kann auch ein Rohschlauch gebildet werden, der sich dann auf die beschriebene Weise weiterverarbeiten lässt.

Um dem Heizschlauch, insbesondere dem Rohschlauch, ein hohes Maß an Formgedächtnis für das spätere Schrumpfen mitgeben zu können, kann es sich anbieten, wenn die Moleküle des wenigstens einen thermoplastischen Kunststoffs wenigstens teilweise miteinander vernetzt sind. Wenn dies vor dem Aufweiten des Durchmessers erfolgt, kann dies noch zu einem stärker ausgeprägten Formgedächtnis führen. Eine Möglichkeit, die Vernetzung zweckmäßig, einfach, zuverlässig und reproduzierbar bereitzustellen, besteht darin, den wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff mit Elektronen zu bestrahlen. Dieses Verfahren ist grundsätzlich beispielsweise aus der Kunststofffolienherstellungbekannt.

Das Aufweiten des Durchmessers eines Rohschlauchs kann unabhängig davon durch Recken aufgeweitet werden. Der Rohschlauch wird dabei in radialer Richtung gestreckt, und zwar über die elastische Streckgrenze hinaus, so dass sich die Moleküle in die Streckrichtung ausrichten. Das Ausrichten hat zur Folge, dass die Moleküle enger aneinander liegen und somit größere Anziehungskräfte zwischen den Molekülen wirken. Das Strecken kann bei erhöhter Temperatur erfolgen, wobei anschließend ein Abkühlen erfolgt, um die Ausrichtung der Moleküle im Wesentlichen beizubehalten. Wird der thermoplastische Kunststoff anschließend erwärmt, richten sich die Moleküle wieder zufälliger, mithin isotroper, aus, wobei sich der Heizschlauch zusammenzieht, mithin schrumpft.

Für einige Anwendung kann es nachteilig sein, wenn der Heizschlauch im Wesentlichen elektrisch leitfähig ist. In solchen Fällen kann es sich daher anbieten, wenn der Heizschlauch mit mehreren Schichten ausgebildet wird, die vorzugsweise wenigstens im Wesentlichen konzentrisch zueinander ausgerichtet sein können. Die Schichten sind dann entweder konzentrisch oder nur im Wesentlichen konzentrisch zueinander ausgerichtet. Auf eine mathematisch exakte konzentrische Anordnung kommt es mithin nicht zwingend an. Wenn die Rohrleitung, der Behälter und/oder das Formteil aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt ist, kann vermieden werden, den entsprechenden Gegenstand beim Beheizen mit dem Heizschlauch unter Strom zu setzen, wenn eine innere Schicht elektrisch isolierend ausgebildet wird. Der elektrisch leitende Heizabschnitt des Heizschlauchs kommt dann nicht direkt in Kontakt mit der elektrisch leitenden Rohrleitung, dem elektrisch leitenden Behälter und/oder dem elektrisch leitenden Formteil.

Alternativ oder zusätzlich kann aber auch eine äußere Schicht elektrisch isolierend gegenüber dem wenigstens einen Heizabschnitt ausgebildet sein. In einem solchen Fall ist die Gefährdung durch einen Stromschlag ebenso vermindert wie das Risiko eines Kurzschlusses. Es ist aber auch ausgeschlossen, dass sich der Strom des Heizabschnitts auf einen den Heizschlauch berührenden weiteren Gegenstand überträgt.

Wenn der Heizschlauch seinen beiden gegenüberliegenden Enden zugeordnet Kontakte zum Anlegen der Heizspannung oder des Heizstroms aufweist, kann der Heizschlauch ohne eine aufwendige Leitungsführung mit einer Heizspannung oder einem Heizstrom beaufschlagt werden. Zudem kann eine gleichmäßige Stromdichte und damit eine gleichmäßige Erwärmung des Heizschlauchs erreicht werden. In einem solchen Fall kann es sich aus diesen Gründen auch anbieten, wenn der wenigstens eine Heizabschnitt umlaufend und/oder über wenigstens im Wesentlichen die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs vorgesehen ist. Der wenigstens eine Heizabschnitt kann also über die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs vorgesehen sein oder auch nur über wenigstens im Wesentlichen die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs. Es kann also funktional unschädlich sein, wenn sich der wenigstens eine Heizabschnitt nicht ganz über die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs erstreckt.

Alternativ oder zusätzlich kann der Heizschlauch auch wenigstens zwei wenigstens über annähernd die gesamte Längserstreckung umfangsseitig elektrisch voneinander getrennte Heizabschnitte aufweisen. Die Heizabschnitte können also über nur annähernd über die gesamte Längserstreckung umfangsseitig elektrisch voneinander getrennt sein oder vorzugsweise über die gesamte Längserstreckung umfangsseitig elektrisch voneinander getrennt sein. Umfangsseitig kann hierbei und im Folgenden grundsätzlich etwa als entlang des Umfangs oder in Umfangsrichtung verstanden werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Strom in den wenigstens zwei getrennten Heizabschnitten in unterschiedliche Richtungen, insbesondere in entgegengesetzte Richtungen, beispielsweise in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung, strömt. Das erlaubt es letztlich, den Heizschlauch von einer Seite über entsprechende Kontakte an den wenigstens zwei getrennten Heizabschnitten an die Heizspannung oder den Heizstrom anzuschließen. Je nach der Länge des Heizschlauchs kann so eine erhebliche Leitungslänge zum Anschluss des Heizschlauchs eingespart werden. Erforderlich ist dies jedoch nicht. Es können auch wenigstens zwei sich in Längsrichtung erstreckende Heizabschnitte vorgesehen sein, die dennoch an einander gegenüberliegenden Längsenden mit Kontakten zum Anlegen einer Heizspannung oder eines Heizstroms versehen sind. Alternativ oder zusätzlich kann jedem Heizabschnitt ein Kontakt zugeordnet sein. An dem gegenüberliegenden Ende in Bezug auf die elektrischen Kontakte und den Anschluss der Heizspannung oder des Heizstroms können die wenigstens zwei Heizabschnitte elektrisch miteinander verbunden sein, um den entsprechenden Stromkreis zu schließen. Der Einfachheit halber können die wenigstens zwei Heizabschnitte über eine elektrisch leitende Schelle miteinander verbunden werden, welche die Heizabschnitte kontaktierend vorgesehen wird. Die Schelle sollte dann wenigstens in einem solchen Ausmaß elektrisch leitend sein, dass die wenigstens zwei Heizabschnitte über die Schelle elektrisch miteinander verbunden werden.

Wie zuvor bereits erwähnt worden ist, kann der Begriff der Schelle vorliegend sehr breit verstanden werden. Bedarfsweise umfasst der Begriff der Schelle auch Elemente, die üblicherweise nicht als Schellen bezeichnet werden. Die Schellen sollen auf oder in einem entsprechenden Abschnitt des Heizschlauchs vorgesehen sein und dort wenigstens einen Heizabschnitt elektrisch leitend kontaktierten oder mehrere Heizabschnitte elektrisch leitend miteinander verbinden. Hier kommen auch, insbesondere umlaufende, Bänder, O-Ringe und dergleichen in Frage. Die Schellen müssen auch nicht aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein. Die Schellen können auch aus einem einen elektrisch leitenden Füllstoff fein verteilt aufnehmenden Kunststoff gebildet sein, ähnlich wie der eigentliche Heizschlauch selbst. Auch kann die Schelle ähnlich wie der eigentliche Heizschlauch selbst als Schrumpfschlauch zum Aufschrumpfen auf den eigentlichen Heizschlauch ausgebildet sein.

Im Falle der wenigstens zwei Heizabschnitte können dem Heizschlauch folglich einem Längsende zugeordnet wenigstens zwei Kontakte zum Anlegen der Heizspannung oder des Heizstroms zugeordnet sein. Die Versorgung des Heizschlauchs von einer Seite mit der Heizspannung oder dem Heizstrom kann dann ausreichend sein. Dabei kann der Einfachheit halber jedem Heizabschnitt ein Kontakt zugeordnet sein, um unnötige Kontakte und Leitungen einzusparen.

Die wenigstens zwei Heizabschnitte können auch über wenigstens zwei Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sein, wobei sich die Verbindungsabschnitte wenigstens im Wesentlichen über die gesamte Längs erstreckung des Heizschlauchs erstrecken können. Die Verbindungsabschnitte können eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die dazu führt, dass die Verbindungsabschnitte wenigstens prinzipiell als elektrisch parallel miteinander verschaltet anzusehen sind. Wenn die Verbindungsabschnitte einen deutlich, insbesondere sehr viel, niedrigeren Widerstand aufweisen als die Heizabschnitte, kann der Heizschlauch in einem Ersatzschaltbild als Parallelschaltung der Heizwiderstände der Heizabschnitte angesehen werden. Mithin kann der Heizwiderstand der Heizabschnitte mit zunehmender Länge des Heizschlauchs abnehmen. Die Leistung bezogen auf die Länge des Heizschlauchs steigt dann mit zunehmender Länge des Heizschlauchs an. Bei in Reihe geschalteten Heizwiderständen der Heizabschnitte kann dagegen der Heizwiderstand mit der Länge des Heizschlauchs größer werden und nimmt die auf die Länge des Heizschlauchs bezogene Leistung ab, so dass im Falle einer solchen Reihenschaltung die Heizwiderstände der Heizabschnitte gezielt eingestellt werden sollten, um die gewünschte längenspezifische Leistung bereitstellen zu können. Die Parallelschaltung der Heizwiderstände ist dabei hinsichtlich der Herstellung und der Nutzung der Heizschläuche zweckmäßiger. Die auf die Länge des Heizschlauchs bezogene Leistung ist dann bei vorgegebener Spannung der Stromquelle nicht beschränkt.

Zu diesem Zweck sind die Verbindungsabschnitte im Gegensatz zu den Heizabschnitten so niederohmig, dass in den Verbindungsabschnitten gegenüber den Heizabschnitten kein nennenswerter bzw. ein sehr geringer, insbesondere zu vernachlässigender, Wärmestrom erzeugt wird. Die spezifischen Widerstände der wenigstens zwei Heizabschnitte können daher jeweils wenigstens doppelt so groß, vorzugsweise wenigstens fünffach so groß, insbesondere wenigstens zehnfach so groß, ist wie jeweils die spezifischen Widerstände der wenigstens zwei Verbindungsabschnitte sein.

Alternativ oder zusätzlich können die wenigstens zwei Verbindungsabschnitte mit den Heizabschnitten koextrudiert sein. Die Leitfähigkeit der Verbindungsabschnitte kann dann gezielt in diesem Bereich durch Einbringen leitfähiger Füllstoffe in die Matrix eines thermoplastischen Kunststoffs eingestellt werden. Es kann sich dabei bedarfsweise aber nicht zwingend um den gleichen thermoplastischen Kunststoff und/oder Füllstoff wie in den Heizabschnitten handeln. Es kann alternativ oder zusätzlich in den Verbindungsabschnitten auch wenigstens ein metallischer Draht, ein metallisches Band und/oder ein metallisches Drahtgeflecht vorgesehen sein. Der Draht, das metallische Band und/oder das Drahtgeflecht kann im thermoplastischen Kunststoff des Verbindungsabschnitts vorgesehen sein oder auf diesem aufgebraucht sein, etwa nach dem Koextrudieren des Heizschlauchs und/oder Rohschlauchs. Die erhöhte Leitfähigkeit im Bereich der Verbindungsabschnitte kann alternativ oder zusätzlich auch durch Aufbringen einer leitfähigen Beschichtung, insbesondere in Form einer Lackierung, auf den Bereich der Verbindungsabschnitte erreicht werden.

Um eine über den Umfang des Heizschlauchs variierende Beheizung der Rohrleitung, des Behälters und/oder des Formteils zu ermöglichen, kann der wenigstens eine Heizabschnitt umfangsseitig über eine Länge von weniger als 70 %, vorzugsweise weniger als 50 %, insbesondere weniger als 30 % des Umfangs vorgesehen sein. Der übrige Teil des Umfangs des Heizschlauchs kann dann isolierend oder teilweise durch wenigsten einen weiteren Heizabschnitt gebildet werden.

Bei einem ersten besonders bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines Heizschlauchs kann der Rohschlauch aus wenigstens zwei unterschiedlichen Extrudaten koextrudiert werden, wobei wenigstens ein Extrudat keinen elektrisch leitenden Füllstoff aufweist. Mit dem wenigstens einen, wenigstens im Wesentlichen keinen elektrisch leitenden Füllstoff aufweisenden Extrudat kann dann ein sich in Längsrichtung erstreckender elektrisch nichtleitender Nichtheizabschnitt und/oder ein innerer und/oder äußerer umlaufender, elektrisch nicht leitender Nichtheizabschnitt koextrudiert werden.

Wenn sich ein mit dem nichtleitenden Extrudat gebildeter Abschnitt in Längsrichtung des Heizschlauchs erstreckt, können entsprechende Bereiche gezielt vom Beheizen ausgeschlossen werden. Wenn wenigstens zwei solcher, sich in Längsrichtung erstreckender Abschnitte des Heizschlauchs vorgesehen sind, können diese umfangsseitig zwei separate, elektrisch leitfähige Heizabschnitte voneinander trennen, so dass der Strom in diesen Heizabschnitten in unterschiedliche, insbesondere entgegengesetzte, Richtungen strömen kann.

Durch die Koextrusion eines inneren, umlaufenden Nichtheizabschnitts, etwa im Sinne einer Nichtheizschicht, kann eine elektrische Isolation zwischen dem Heizschlauch und dem vom Heizschlauch zum Beheizen umschlossenen Gegenstand bereitgestellt werden. Wenn zusätzlich oder alternativ ein äußerer umlaufender Nichtheizabschnitt, etwa im Sinne einer Nichtheizschicht, vorgesehen ist, besteht eine zuverlässige elektrische Isolation des Heizschlauchs gegenüber möglichweise den Heizschlauch außen berührenden elektrisch leitenden Gegenständen. Dies ist beispielsweise aus Sicherheitsgründen und/oder zur Vermeidung von Kurzschlüssen bevorzugt.

Alternativ oder zusätzlich können aus wenigstens einem Extrudat mit wenigstens einem elektrisch leitenden Füllstoff zwei sich in Längsrichtung erstreckende und umfangsseitig wenigstens im Wesentlichen voneinander getrennte Heizabschnitte koextrudiert werden. So kann der Strom in einem Heizabschnitt in eine und in dem anderen Heizabschnitt in die andere Richtung strömen, um variierende Stromdichten bereitzustellen und/oder um einen Anschluss des Heizschlauchs an lediglich einer Seite an die Heizspannung oder den Heizstrom zu ermöglichen.

Damit die wenigstens zwei Heizabschnitte elektrisch miteinander verbunden werden können, kann eine umfangsseitig umlaufende Schelle oder eine andere, insbesondere umlaufende, Verbindung vorgesehen sein, die wenigstens abschnittsweise elektrisch leitend und dort die Heizabschnitte kontaktierend ausgebildet ist, und zwar wenigstens im Verbindungsbereich zwischen zwei umfangsseitigbenachbarten Heizabschnitten. Ein zuvor, insbesondere durch Extrusion, hergestellter Rohschlauch kann vor dem Aufweiten des Rohschlauchs derart mit Elektronen bestrahlt werden, so dass sich Moleküle des thermoplastischen Kunststoffs untereinander vernetzen. Auf diese Weise kann dem Rohschlauch ein gewisses Formgedächtnis für das spätere Schrumpfen vermittelt werden. Alternativ wird der Rohschlauch vor dem Aufweiten erwärmt und nach dem Aufweiten abgekühlt. Auch dann kann dem Rohschlauch ein gewisses Formgedächtnis mitgegeben werden. Bei einem erneuten Erwärmen zieht sich der Heizschlauch dann zusammen und kann so auf einen Gegenstand aufgeschrumpft werden. Dies ist prinzipiell von der Herstellung von elektrisch isolierenden Schrumpfschläuchen bekannt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1A-B ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Heizschlauchs und ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schrumpfen des Heizschlauchs jeweils in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 einen zweiten erfindungsgemäßen Heizschlauch in einer perspektivischen Seitenansicht,

Fig. 3 einen dritten erfindungsgemäßen Heizschlauch in einer perspektivischen Seitenansicht,

Fig. 4 einen vierten erfindungsgemäßen Heizschlauch in einer perspektivischen Seitenansicht,

Fig. 5 einen fünften erfindungsgemäßen Heizschlauch in einer perspektivischen Seitenansicht und Fig. 6A-C einen sechsten erfindungsgemäßen Heizschlauch in einer perspektivischen Seitenansicht, einer Ersatzschaltung und einer perspektivischen Schnittansicht.

In der Fig. 1A ist ein Verfahren zum Herstellen eines Heizschlauchs 1 darstellt. Bei diesem Verfahren wird zunächst mittels eines Extruders 2 und eines Extrudats 3 umfassend einen thermoplastischen Kunststoff 4 und einen partikelförmigen Füllstoff 5 aus elektrisch leitenden, feinen Partikeln durch eine entsprechende Düse 6 ein Rohschlauch 7 extrudiert. Dabei werden die elektrisch leitenden Partikel des Füllstoffs 5 entweder im Extruder 2 im thermoplastischen Kunststoff 4 fein verteilt oder es wird dem Extruder 2 ein Rohmaterial aus einem thermoplastischen Kunststoff 4 zugeführt, in dem der Füllstoff 5 bereits fein verteilt vorhanden ist. Der so extrudierte Rohschlauch 7 weist dann eine Matrix aus dem thermoplastischen Kunststoff 4 als kontinuierliche Phase auf, in der der partikelförmige Füllstoff 5 aus elektrisch wenigstens abschnittsweise leitenden Partikeln als disperse Phase fein verteilt ist. Der Rohschlauch 7 ist daher elektrisch leitfähig, wobei die elektrische Leitfähigkeit des Rohschlauchs 7 sehr homogen im Rohschlauch 7 bzw. dem entsprechenden Heizabschnitt 8 verteilt ist.

Der Rohschlauch 7 wird nach dem Extrudieren durch eine Bestrahlungseinrichtung 9 hindurchbewegt oder in eine solche eingebracht, in der der Rohschlauch 7 mit Elektronen bestrahlt wird. Durch die Bestrahlung des Rohschlauchs 7 vernetzen Moleküle des thermoplastischen Kunststoffs 4 untereinander. Entsprechende Bestrahlungseinrichtungen 9 sind aus anderen Anwendungen grundsätzlich bekannt. Der fertig vernetzte Rohschlauch 7 wird bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren zugeschnitten und anschließend mittels einer äußeren Wärmequelle 10 erwärmt. Der so erwärmte Rohschlauch 7 wird anschließend in radialer Richtung entsprechend der dargestellten Pfeile über die elastische Streckgrenze hinweg gedehnt, mithin gereckt. Dabei vergrößert sich der Durchmesser d des extrudierten Rohschlauchs 7 auf den Durchmesser D des entsprechend aufgeweiteten Heizschlauchs 1. Der Heizschlauch 1 wird anschließen in dem aufgeweiteten Zustand mittels einer Kühleinrichtung 11 abgekühlt und mit elektrischen Kontakten 12 versehen. Das Verhältnis der Durchmesser d und D repräsentiert dabei gegebenenfalls der Schrumpffaktor des Heizschlauchs 1, der dem Durchmesserverhältnis entsprechen kann aber nicht muss. Ob dies der Fall ist, bestimmt sich dadurch, ob der nicht auf einen Gegenstand aufgezogene Heizschlauch 1 theoretisch bis zum Durchmesser d des Rohschlauchs 7 schrumpfen könnte oder nicht.

Der Heizschlauch 1 muss jedoch nicht zwingend mit elektrischen Kontakten 12 versehen werden. Dies kann sich zur Vorkonfektionierung und einfacheren, späteren Installation des Heizschlauchs 1 anbieten. Die Kontakte 12 sollten dann vorzugsweise unverlierbar am Heizschlauch 1 festgelegt sein. Es kann in anderen Fällen aber auch gewünscht sein, die Kontakte 12 erst nach der Montage oder kurz vor der Montage des Heizschlauchs 1 anzubringen. In einem solchen Fall kann die endgültige als Heizwiderstand wirkende Länge des Heizschlauchs 1 vor Ort und damit sehr präzise festgelegt werden. Beispielsweise wird der Heizschlauch 1 erst vor Ort auf die genau benötigte Länge gekürzt und dann an den gegenüberliegenden Enden mit Kontakten

12 oder auch nur an einem Ende mit einem Kontakt 12 versehen werden.

Der insoweit fertiggestellte Heizschlauch 1 kann dann zu seinem Einsatzort verbracht werden, wo der Heizschlauch 1 in dem in Fig. 1B dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren auf eine Rohrleitung 13 aufgeschoben wird. Die Rohrleitung

13 hat dabei einen Rohrdurchmesser R, der größer ist als der Durchmesser d des Rohschlauchs 7 aber gleichzeitig deutlich kleiner ist als der Durchmesser D des Heizschlauchs 1 im aufgeweiteten Zustand. In einem nächsten Schritt wird der Heizschlauch 1 über die elektrischen Kontakte 12 an eine Spannungs- oder Stromquelle 14 angeschlossen, mit der eine Heizspannung bzw. ein Heizstrom an den Heizschlauch 1 angelegt wird. Dabei kann grundsätzlich sowohl eine Gleichspannung als auch Wechselspannung angelegt werden. Der Heizschlauch 1 wird dabei im Wesentlichen durch einen leitfähigen Heizabschnitt 8 gebildet, dessen Leitfähigkeit durch die leitfähigen, im thermoplastischen Kunststoff 4 fein verteilten Partikel des Füllstoffs 5 bewirkt wird. Der Widerstand des Heizabschnitts 8 ist dabei aber so hoch, dass infolge der an den Heizschlauch 1 angelegten Heizspannung oder des Heizstroms Wärme generiert wird, die so hoch ist, dass der Heizschlauch 1 auf eine solch hohe Temperatur erwärmt wird, dass sich der Heizschlauch 1 selbstständig zusammenzieht, mithin schrumpft, wie dies von elektrisch nicht leitfähigen Schrumpfschläuchen bekannt ist. Der Heizschlauch 1 schrumpft dabei in einem Maße, dass er fest und in flächigem Kontakt auf die Rohrleitung 13 aufgeschrumpft wird.

Der so auf die Rohrleitung 13 geschrumpfte Heizschlauch 1 kann zukünftig nach Belieben mit einer Heizspannung oder einem Heizstrom versehen werden, wobei dies jedoch nicht zu einem weiteren Schrumpfen des Heizschlauchs 1 führt, sondern lediglich zu einer Wärmentwicklung und Beheizung der Rohrleitung 13. Somit kann die Rohrleitung 13 durch Anlegen einer geeigneten Spannung oder eines geeigneten Stroms an den Heizschlauch 1 im Sinne einer Begleitheizung von außen beheizt werden.

Das Schrumpfen des Heizschlauchs 1 kann bedarfsweise auch ohne Beaufschlagen des Heizabschnitts 8 mit einer elektrischen Spannung oder einem elektrischen Strom über die Kontakte 12 des Heizschlauchs 1 erfolgen. Stattdessen kann der Heizschlauch 1 berührungslos induktiv durch Applizieren eines magnetisches Wechselfeld geschrumpft werden. Das magnetische Wechselfeld induziert im Heizabschnitt 8 eine Spannung, die zu Wirbelstromverlusten führt, welche ein Aufheizen des Heizschlauchs 1 bewirkt. Wird eine hinreichende Temperatur erreicht, schrumpft der Heizschlauch 1 analog zum Anlegen einer Spannung oder eines Stroms an die Kontakte 12 des Heizschlauchs 1. Eine hinreichende Temperatur kann auch durch Beaufschlagen des Heizschlauchs 1 mit heißer Luft aus einem Heißluftgebläse erreicht werden.

In der Fig. 2 ist ein Heizschlauch 20 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei der Heizschlauch 20 auf eine Rohrleitung 13 aufgezogen und aufgeschrumpft ist. Der Heizschlauch 20 ist aus einer durchgehenden Lage eines Gemischs aus einem thermoplastischen Kunststoffs 4 und einem darin fein verteilt angeordneten, elektrisch leitfähigen, partikelförmigen Füllstoff 5 gebildet. Der Heizschlauch 20 bildet daher einen sowohl in Längsrichtung als auch in Umfangsrichtung durchgehenden Heizabschnitt 21. Der gesamte Heizabschnitt 21 und damit der gesamte Heizschlauch 20 kann mithin von einer zur anderen Seite von einem Heizstrom durchflossen werden, wenn der Heizschlauch 20 an eine Heizspannung oder einen Heizstrom angeschlossen wird. Zu diesem Zweck sind die gegenüberliegenden Längsenden des Heizabschnitts 21 bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Heizschlauch 20 mit umlaufenden Schellen 22 versehen, die an eine Spannungsversorgung oder Stromversorgung zum Aufprägen der Heizspannung oder des Heizstroms angeschlossen sind. Der Heizstrom strömt mithin durch den Heizabschnitt 21 und erzeugt dabei Wärme, die an die vom Heizschlauch 20 abschnittsweise umschlossene Rohrleitung 13 abgegeben wird. Auf diese Weise lässt sich ein durch die Rohrleitung 13 strömendes Medium beheizen.

In der Fig. 3 ist ein weiterer Heizschlauch 23 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung einer zusätzlichen Rohrleitung verzichtet worden ist. Der Heizschlauch 23 ist aus einem koextrudierten Rohschlauch hergestellt. Im Wege des Koextrudierens werden umfangsseitig vier verschiedene Bereiche erzeugt. Zwei dieser Bereiche sind Heizabschnitte 24, die einen thermoplastischen Kunststoff 4 und einen darin fein verteilten elektrisch leitfähigen Füllstoff 5 aufweisen. Die Heizabschnitte 24 sind elektrisch leitfähig und können als Heizwiderstand dienen. Zwei weitere Bereiche sind elektrisch nichtleitende Nichtheizabschnitte 25. Diese Nichtheizabschnitt 25 sind also nicht als Heizwiderstand geeignet. Es muss zwar nicht ausgeschlossen sein, dass die Nichtheizabschnitte 25 einen elektrisch leitfähigen Füllstoff 5 aufweisen, allerdings ist der Anteil des Füllstoffs 5 so gering und dessen Widerstand so hochohmig, dass die Nichtheizabschnitte 25 den elektrischen Strom so gut wie nicht leiten.

Die Heizabschnitte 24 und die Nichtheizabschnitte 25 sind umfangsseitig jeweils abwechselnd zueinander vorgesehen, so dass die Heizabschnitte 24 umfangsseitig durch die Nichtheizabschnitte 25 getrennt sind. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Heizschlauch erstrecken sich die Heizabschnitt 24 und die Nichtheizabschnitte 25 mit wenigstens im Wesentlichen konstanter Breite über wenigstens im Wesentlichen die gesamte Länge des Heizschlauchs 23. An einem Längsende des Heizschlauchs 23 ist eine Schelle 26 vorgesehen, die elektrisch leitend ausgebildet ist und die Heizabschnitte 24 einerseits kontaktiert und andererseits elektrisch leitend miteinander verbindet. An dem der Schelle 26 gegenüberliegenden Ende des Heizschlauchs 23 ist an jedem Heizabschnitt 24 ein elektrischer Kontakt TI vorgesehen, der zum Anlegen der Heizspannung oder des Heizstroms an die eine Spannungs- oder Stromquelle 14 angeschlossen werden kann. Der Heizstrom fließt in diesem Fall durch einen Heizabschnitt 24 bis zur Schelle 26 und durch die Schelle 26 in den anderen Heizabschnitt 24, um in diesem Heizabschnitt 24 zurück zur Spanungsquelle 14 zu strömen. Dabei wird Wärme erzeugt, die an den im Heizschlauch 23 wenigstens abschnittsweise aufgenommenen Gegenstand abgegeben werden kann.

Als Schelle könnte beispielsweise auch ein Band oder O-Ring aus einem umfangsseitig wenigstens abschnittsweis leitfähigen Kunststoff verwendet werden. Der Kunststoff kann dazu wenigstens in den entsprechenden Bereichen einen elektrisch leitfähigen, fein verteilten Füllstoff aufweisen. Bedarfsweise kann das Band den gleichen Kunststoff und/oder den gleichen Füllstoff wie der übrige Heizschlauch 1 aufweisen. Das umlaufende Band könnte auch wie der eigentliche Heizschlauch als Schrumpfschlauch ausgebildet sein und zusammen mit dem eigentlichen Heizschlauch 1 auf die Rohrleitung 13 oder einen anderen zu beheizenden Gegenstand aufgeschrumpft werden. Denkbar wäre auch, dass ein Endstück des Heizschlauchs 1 abgeschnitten, beispielweise um 90° gedreht und über das entsprechende Ende des Heizschlauchs 1 gezogen wird, um so eine Schelle zum elektrisch leitenden Verbinden der Heizabschnitte 24 an diesem Ende des Heizschlauchs zu bilden. Der Begriff Schelle kann daher bedarfsweise sehr breit verstanden werden und wird vorliegend der besseren Verständlichkeit halber als eine Art allgemeiner Überbegriff verwendet, auch um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass anstelle der Schelle 26 auch ein anderes Mittel vorgesehen sein kann, um die Heizabschnitte 24 abschnittsweise miteinander zu verbinden. Diese Mittel können auch in das Schlauchmaterial integriert werden, etwa indem dort ähnlich zu den Heizabschnitten 24 eine hinreichende Menge an elektrisch leitfähigem Füllstoff 5 vorgesehen wird. Es ist zudem denkbar, dass mehr als zwei Heizabschnitte 24 und dementsprechend mehrere Nichtheizabschnitte 25 dazwischen vorgesehen sind.

In der Fig. 4 ist ein Heizschlauch 30 dargestellt, der über den Umfang des Heizschlauchs 30 einen Heizabschnitt 31 und einen Nichtheizabschnitt 32 aufweist. Der Heizabschnitt 31 und der Nichtheizabschnitt 32 sind dabei im Prinzip wie die Heizabschnitte 24 und die Nichtheizabschnitte 25 des Heizschlauchs 23 nach Fig. 3 ausgebildet. Der Heizabschnitt 31 und der Nichtheizabschnitt 32 erstrecken sich über die gesamte Längserstreckung des Heizschlauchs 30 und bilden jeweils einen Teil des Umfangs des Heizschlauchs 30. Die elektrischen Kontakte 22 sind an den gegenüberliegenden Enden des Heizabschnitts 31 angebracht, um eine Heizspannung oder einen Heizstrom an den Heizaschlauch 30 anlegen zu können. Da der Heizabschnitt 31 bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Heizschlauch 30 nur über etwa die Hälfte des Umfangs vorgesehen ist, kann eine Rohrleitung mittels des Heizschlauchs 30 gezielt von einer Seite beheizt werden, nicht jedoch auch von der anderen Seite, wenn dies wünschenswert sein sollte.

In der Fig. 5 ist ein Heizschlauch 33 dargestellt, der aus drei konzentrisch zueinander angeordneten Schichten 34,35,36 gebildet wird, die alle fest miteinander verbunden sind. Die drei Schichten 34,35,36 sind dazu vorzugsweise im Wege des Koextrudierens gemeinsam gebildet worden. Die innere und die äußere Schicht 34,36 sind dabei über den gesamten Umfang als Nichtheizabschnitte 37 ausgebildet, die auch als Nichtheizschicht bezeichnet werden können. Die innere Schicht 34 und die äußere Schicht 36 weisen so wenig elektrisch leitfähigen Füllstoff 5 auf, dass diese beiden Schichten 34,36 den elektrischen Strom, der an die mittlere Schicht 35 des Heizschlauchs 33 angelegt wird, nicht oder so gut wie nicht leiten. Die innere Schicht 34 und die äußere Schicht 36 wirken mithin als elektrische Isolation gegenüber der mittleren Schicht 35, die beim dargestellten und insoweit bevorzugten Heizschlauch 33 über ihren gesamten Umfang als Heizabschnitt 38 ausgebildet ist, der auch als Heizschicht bezeichnet werden kann.

Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es könnten beispielsweise in der mittleren Schicht 35 mehrere Heizabschnitte 38 und ein oder mehrere Nichtheizabschnitte 37 vorgesehen sein. Denkbar ist auch, dass mehrere mittlere Schichten 35 existieren, die hinsichtlich des Heizabschnitts 38 oder der Heizabschnitte 38 abweichend voneinander ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich könnte auf die innere Schicht 34 (Nichtheizschicht) oder auf die äußere Schicht 36 (Nichtheizschicht) verzichtet werden. Bei dem dargestellten Heizschlauch 33 leitete nur die innere Schicht 35 (Heizschicht) den elektrischen Strom. Somit wird auch nur in der inneren Schicht 35 Wärme durch Dissipation von elektrischer Energie erzeugt. Die Wärme kann aber dennoch genutzt werden, um beispielsweise eine Rohrleitung 13 zu beheizen, ohne diese unter elektrischen Strom zu setzen. Die Wärme ist zudem ausreichend, den Heizschlauch auf die Rohrleitung 13 aufzuschrumpfen.

In der Fig. 6A ist ein weiterer Heizschlauch 40 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Der Heizschlauch 40 ist beispielsweise aus einem koextrudierten Rohschlauch hergestellt. Im Wege des Koextrudierens werden umfangsseitig vier verschiedene Bereiche erzeugt. Zwei dieser Bereiche sind Heizabschnitte 41, die einen thermoplastischen Kunststoff 4 und einen darin fein verteilten elektrisch leitfähigen Füllstoff 5 aufweisen. Die Heizabschnitte 41 sind elektrisch leitfähig und können als Heizwiderstand dienen. Zwei weitere Bereiche sind Verbindungsabschnitte 42 mit einem erheblich geringeren elektrischen Widerstand verglichen mit den Heizwiderständen der Heizabschnitte 41. Die Verbindungabschnitte 42 bilden mithin keinen Heizwiderstand des Heizschlauchs 40. Die Verbindungsabschnitte 42 sind jeweils mit einem Kontakt 43 zum Anschluss an eine Heizspannung oder einen Heizstrom über die Spannungs- oder Stromquelle 14 versehen. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Heizschlauch 40 sind die Kontakte 43 der Einfachheit halber an demselben Längsende des Heizschlauchs 40 vorgesehen. Aufgrund des geringen elektrischen Widerstands der Verbindungsabschnitte 42 im Vergleich zu den Heizabschnitten 41 wirken die Verbindungsabschnitte 42 anders als die Heizabschnitte 41 nicht als Heizwiderstände, sondern verbinden die Heizabschnitte parallel zueinander mit der Spannungs- oder Stromquelle 14.

Die Heizabschnitte 41 und die Verbindungsabschnitte 42 sind umfangsseitig jeweils abwechselnd zueinander vorgesehen, so dass die Heizabschnitte 41 umfangsseitig durch die Verbindungsabschnitte 42 getrennt sind. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Heizschlauch 40 erstrecken sich die Heizabschnitte 41 und die Verbindungsabschnitte 42 mit wenigstens im Wesentlichen konstanter Breite über wenigstens im Wesentlichen die gesamte Länge des Heizschlauchs 40.

Der Heizstrom fließt in diesem Fall in Längsrichtung des Heizschlauchs 40 durch die Verbindungsabschnitte 42 und in Umfangsrichtung durch die Heizabschnitte 41. Der über die Kontakte 43 an die Spannungs- oder Stromquelle 14 angeschlossene Heizschlauch 40 kann als Ersatzschaltbild gemäß Fig. 6B dargestellt werden, in dem die Heizwiderstände RH der Heizabschnitte 41 parallel zur Spannungs- oder Stromquelle 14 angeordnet sind.

In der Fig. 6C ist der Heizschlauch 40 in einer perspektivischen Schnittansicht durch die gegenüberliegenden Verbindungsabschnitte 42 dargestellt. Darin eingetragen sind die Länge LS des Heizschlauchs 40, die Länge LW eines Heizwiderstands eines Heizabschnitts 41 und die Dicke D des Heizschlauchs 40. Der Heizwiderstand RH eines Heizabschnitts 41 ergibt sich dabei gemäß RH = r * LW / A = r * LW / (D * LS), wobei U die Spannung der Spannungsquelle 14, r den spezifischen Widerstand des Heizabschnitts 41 und A die Querschnittsfläche des Heizwiderstands oder Heizabschnitts bezeichnet. Die elektrische Leistung P bei Parallelschalung der Heizwiderstände RH des Heizschlauchs 40 berechnet sich mithin wie folgt:

P = 2 * U 2 / RH = 2 * U 2 * A/ (r * LW) = 2 * U 2 * D * LS / (r *LW).

Somit nimmt der Heizwiderstand RH des Heizschlauchs 40 mit der Länge LS des Heizschlauchs 40 ab und die Leistung P mit der Länge LS des Heizschlauchs 40 zu. Die auf die Länge LS des Heizschlauchs 40 bezogene Leistung P ist mithin bei vorgegebener Spannung U der Stromquelle 14 nicht beschränkt.

Die Verbindungsabschnitte 42 des Heizschlauchs 40 sind im Wege der Koextrusion mit den Heizabschnitten 41 hergestellt worden. Zur Bereitstellung einer hinreichenden Leitfähigkeit können die Verbindungsabschnitte 42 eine höhere Konzentration an elektrisch leitfähigem Füllstoff 5 als die Heizabschnitte 41 und/oder einen leitfähigeren Füllstoff als den Füllstoff 5 der Heizabschnitte 41 aufweisen. Es können auch Drähte und/oder Metallgewebe in die Verbindungsabschnitte 42 eingebracht sein. Es können auch metallische Bänder in den thermoplastischen Kunststoff der Verbindungsabschnitte 42 eingebracht sein, wobei die metallischen Bänder, Drähte und/oder Drahtgewebe auch auf die koextrudierten Bereiche der Verbindungsabschnitte 42 aufgebracht sein können. Die Leitfähigkeit kann auch durch eine leitfähige Beschichtung, insbesondere eine leitfähige Lackierung, der koextrudierten Bereiche der Verbindungsabschnitte 42 bereitgestellt werden.

Bezugszeichenliste

1 Heizschlauch

2 Extruder 3 Extrudat

4 Kunststoff

5 Füllstoff

6 Düse

7 Rohschlauch

8 Heizabschnitt

9 Bestrahlungseinrichtung

10 Wärmequelle

11 Kühleinrichtung

12 Kontakt

13 Rohrleitung

14 Spannungs- oder Stromquelle

20 Heizschlauch

21 Heizabschnitt

22 Kontakt

23 Heizschlauch

24 Heizabschnitt

25 Nichtheizabschnitte

26 Schelle

27 Kontakt

30 Heizschlauch

31 Heizabschnitt

32 Nichtheizabschnitt

33 Heizschlauch

34 innere Schicht

35 mittlere Schicht

36 äußere Schicht

37 Nichtheizabschnitt

38 Heizabschnitt

40 Heizschlauch

41 Heizabschnitt

42 Verbindungsabschnitt

43 Kontakt d Durchmesser Rohschlauch

D Durchmesser Heizschlauch

R Rohrdurchmesser