DE2032235C3 - Elektrisches Widerstandserhitzungskabel - Google Patents

Description

ein elektrisch nichtisolierter Draht beliebiger Form Kabels auftretenden Temperaturen aushalten kann, und gegebenenfalls zusammengesetzter Bauart ?m Der Kern kann eine einfache oder eine zusammengeverstehen. . ' setzte Bauart aufweisen und z. B. aus Polynivylchlo-

Bei Anwendung der Kabelkonstrufuion nach der rid, Silikongummi, Nylon. Glasgam, Asbestgarn, Po-Erfindung lassen sich auf einfach.- Weise, ohne daß 5 lytetrafluoräthylen und Polyfluoräthylenpropylen beaußer dem Heizdraht noch andere Materialien ver- stehen.

wendet werden, in der Längsrichtung des Kabels Innerhalb des Kernes kann ein zentraler Leiter anSektoren mit sehr verschiedenen Widerstands .verten gebracht sein. Dieser Leiter erstreckt sich über die und somit sehr unterschiedlicher Wärmeentwicklung ganze Länge des Kabels und kann für Kontaktieerhalten. Darüber hinaus erleichtert der Aufbau nach io rungszwecke verwendet werden, wenn es bedenklich der Erfindung die Kontaktierung. ist, das Kabel schleifenartig anzuordnen oder auf an-

Das Auftreten eines Temperaturunterschiedes als dere Weise die Kontaktierung zu bewirken, solcher ist lediglich auf die besondere Bauart des Ka- Der Heizdraht kann grundsätzlich aus einem behe-

bels nach der Erfindung zurückzuführen. bigen elektrisch leitenden Material bestehen. Vo r-

Nach einer geeigneten Ausführungsform der Erfin- 15 zugsweise wird aber ein Material mit einem hohen dung liegen in den Sektoren des Kabels, die beim Be- positiven Temperaturkoeffizienten des spezifischen trieb eine verhältnismäßig niedricc Temperatur an- Widerstandes (0,002 oder größer pro Grad C) vernehmen, drei Heizdrahtschichten aufeinander und ist wendet, wie z. B. Nickel oder Kupfer. Dadurch wird in den Sektoren, die beim Betrieb eine verhältnismä- nämlich der auftretende Temperaturunterschied bei ßig hohe Temperatur annehmen, der Heizdraht in 20 einer gegebenen Bauart vergrößert, und bei einem einer einzigen Schicht gewickelt. vorgeschriebenen Temperaturunterschied ist eine ge-

Em derartiges Kabel besteht in elektrischer Hin- ringere Materialmenge genügend als bei Anwendung sicbi aus einer Anzahl von Sektoren mit einem ver- von Materialien mit einem niedrigen Temperaturkohältnismäßig hohen und einer Anzahl von Sektoren effizienten.

mit einem verhältnismäßig niedrigen Widerstand, 25 Die Außenumhüllung kann in Abhängigkeit von wobei die letzteren Sektoren dadurch erhalten wer- den beim Betrieb auftretenden Temperaturen aus tür den. daß der Heizdraht derart eewickelt wird, daß diesen Zweck bekannten organischen oder anorganieine Anzahl von Teilwiderständen gebildet werden, sehen Materialien bestehen. Grundsätzlich lassen sicn die je nur einen Teil des Stromes führen, der in den die gleichen Materialien verwenden, die auch tür den anderen Sektoren vom Widerstandsdraht geführt 30 Kern angewandt werden.

wird. Die Anzahl in einem bestimmten Sektor vo-- Das Kabel kann dadurch erhalten werden, da« der

handener Teilwiderstände bedingt auf diese Weise in Kern, der im allgemeinen einen kreisförmigen Uuer-Abhängigkeit von der Belastung" die beim Betrieb in schnitt aufweist, kontinuierlich in einer Richtung diesem Sektor erreichte Temperatur. durch eine Wickelvorrichtung geführt wird, wobei

Der Heizdraht kann in den unterschiedlichen Sek- 35 man diese Vorrichtung am Kern entlang eine nintoren und in den aufeinanderliegendcn Schichten mit und hergehende Bewegung vollfuhren IaUt, wenn der Weichen oder mit verschiedener Steigung gewik- einige Schichten aufeinander angebracht werden JeIt sein müssen. Nach einem anderen Verfahren wird ein fe-

Auch kann innerhalb eines Sektors während des ster Wickelpunkt verwendet, und der Kern wird-Wickelvorgangs die Steigung derart geändert werden, 40 wenn einige Schichten aufeinander aufgewickelt werdaß innerhalb eines Sektors ein bestimmtes Tempera- den müssen, hin und her bewegt. Der mit dem ,urprofil erhalten wird. Widerstandsdraht bewickelte Kern wird anschließend

Bei einer Ausführungsform die sich in der Praxis mit einer Außenumhüllung versehen, z. ti. dadurcn, besonders bewährt hat, und bei der in den Kabelsek- daß Glas- oder Asbestfaser.! oder Rayon oder Baumtoren die beim Betrieb eine verhältnismäßig niedrige 45 wolle um den Kern herumgewickelt ^odeI.-8^erlo^^nlL" Temperatur annehmen, drei Heizdrahtschichten auf- werden oder daß der Kern durch eine Hieüpreijvoreinanderliegen, sind die beiden ersten auf dem Kern richtung geführt wird, mit deren Hilfe das Kaoei mn liegenden Schichten mit größerer Steigung als die einem Kunststoffmantel verschen wird, dritte Schicht gewickelt. Bei Anwendung dieser Bau- Der Außenmantel kann erwunsch enfalls auch aus

art wird ein größerer Temperaturunterschied iwi- 50 einer Anzahl mit einer zentralen Öffnung vers^nener sehen den unterschiedlichen Sektoren erhalten als bei Körper aus keramischem Material bestehen, einer Bauart, bei der die beiden ersten auf dem Kern Da es günstig ist, die Sektoren verschiedener Ten-

liegenden Schichten mit einer gleichen Steigung wie peratur auch erkennen zu können wenn das1 Kanu de' dritte Schicht gewickelt sind. Wenn eine dritte außer Betrieb ist. z. B. be. ^r Momage jn.Apparat cn Schicht mit kleiner Steigung gewickelt wird, wird ein ₅₅ oder bei der Anbringung ^" AnschluBghedern s guter elektrischer Kontakt zwischen den unterschied- es empfehlenswert, auf der Außenum^llung Martje liehen Schichten hergestellt und die Anbringung, rungen anzubringen. Be. ^m umwickelte η Kabel wenn gewünscht, von betriebssicheren Kontakten an können die Sektoren mit verhall.nsmaßig niednger diesen Teilen erleichtert. Naturgemäß kann der ge- Temperatur beim *«"* !^^

£ SSTiÄÄ AuSSnU™ feiner für diesen Zweck^ig-en Vorru,;-ergibt jedoch im Vergleich zu einer derartigen Bauart tung kann e.ne Markiervoi richtung verbunden wer

^'S^iSSrSSTu. einem be.iebigen * ^Kabel nach der Erfindung^ elektrisch isolierenden organischen oder anorgani- re^verwenden, in der orJ^^h. ^^a™^{c β} sehen Material bestehen, das die beim Betrieb des muß, wahrend die zwischenl.egenden

paratur und die Anschlußpunkte keine oder nur eine etwas höhere Temperatur annehmen dürfen.

Kabel nach der Erfindung lassen sich z. B. in Lokkenwickelheizvorrichtungen anwenden, die grundsätzlich aus einer Anzahl zu erhitzender Hohlzylinder oder »Finger« bestehen, die aus einer Bodenplatte hervorragen und auf die die Lockenwickel aufgeschoben werden können. Die Sektoren des Kabels, die beim Betrieb eine hohe Temperatur erreichen, werden in den Fingern untergebracht, während die verhältnismäßig kalt bleibenden Teile sich in der Bodenplatte befinden.

Kabel nach der Erfindung lassen sich auch in Auftauungsvorrichtungen für Kühlschränke verwenden.

Die Erfindung wird nachstehend für zwei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die F i g. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab die Ausführungsbeispiele zeigen.

Das Kabel enthält einen aus Glasfasern bestehenden Kern 1. Auf den Kern ist ein Heizdraht 2 aufgewickelt. In den Sektoren A, die teilweise dargestellt sind, ist der Heizdraht in einer einzigen Schicht gewickelt, wobei der Widerstand 30_Q/m beträgt. Die Sektoren A erreichen bei Betrieb bei einer Belastung von 90 W/m eine Temperatur von etwa 400° C. In den Sektoren B, von denen in der Figur einer dargestellt ist, ist der Heizdraht in drei Schichten gewikkelt. In der ersten unmittelbar auf dem Kern liegenden Schicht ist der Heizdraht mit einer Steigung, die etwa 20mal größer als die Steigung in den Sektoren/1 (Drahtteile 3 und 4) ist, in der gleichen Richtung (in der Figur nach rechts) wie im vorhergehenden Sektor gewickelt. In der darauf angebrachten Schicht (Drahtteile 5 und 6) ist der Heizdraht gleichfalls mit dieser größeren Steigung, aber nun in entgegengesetztem Sinne, gewickelt. In der dritten Schicht (anfangend mit dem Drahtteil 7) ist der Heizdraht wieder mit der gleichen Steigung und in dem gleichen Sinne wie im vorhecgehenden Sektor A (in der Figur nach rechts) gewickelt. Die Temperatur im Sektor B ist beim Betrieb etwa 50° C. Die Länge der Sektoren B ist gleich der der Sektoren A. Die elektrisch isolierende Umhüllung 8 des Kabels besteht in diesem Falle aus herumgeflochtenen Glasfasern mit einer Gesamtdecke von 0,5 mm.

Nach Fig. 2 besteht der Kern des Kabels aus einem zentralen Leiter 10, der mit einer aus Glasfaser bestehenden Umhüllung 11 versehen ist. Auf diesen Kern ist ein Heizdraht 12 aufgewickelt. In dem dargestellten Teil A des Kabels ist der Heizdraht in einer einzigen Schicht gewickelt. In dem Sektor B ist der Heizdraht in drei Schichten gewickelt (s. Fig. 1).

Das Kabel ist weiter mit einem Außenmantel 13 und zwei Endgliedern 14 und 15 versehen. Das Endglied 14 dient zum Verbinden des Hehldrahtes 12 mit dem z.B. aus Kupfer bestehenden zentralen Leiter 10. Zu diesem Zweck besteht das Endglied 14 aus einer Außenumhüllung 16 aus einem elektrisch isolierenden Material und einer Metallbuchse 17, die um den mit dem Heizdraht 12 versehenen Kern paßt; die Metallbuchse ist mit einem Metallzylinder 18 versehen, der um den zentralen Leiter paßt. Das Endglied 15 dient zur Kontaktierung; es besteht aus einer Buchse aus einem elektrisch isolierenden Material, die mit einer metallenen Innenbuchse 20 versehen ist, die einen Kontaktstift 21 trägt. Das Endglied trägt außerdem einen aus Metall bestehenden Hohlstift 22, in dem sich der aus der Umhüllung hervorragende Teil des zentralen Leiters 10 befindet.

Da im Sektor B der Heizdraht 12 in verschiedenen Schichten gewickelt ist, wird die Temperatur in diesem Sektor nicht besonders hoch. Der Mantel 19 des Endgliedes kann also z. B. aus Kunststoff bestehen.

Diese Ausführumgsform des Erhitzungskabels hat den Vorteil, daß die elektrische Kontaktierung des Kabels auf einer Seite stattfinden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 ρ ... Länge des Kabels erstreckenden schraubenlinienför- ratentanspruche: mig gewiekelteilj m seiner oberfläche nicht isolierten

1. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel, Heizdraht und einem Mantel aus elektrisch isolierendas aus einem biegsamen Kern aus elektrisch iso- dem Material besteht, wobei das Kabel in mindestens lierendem Material, einem sich ringsum diesen 5 zwei Gruppen sich in der Längsrichtung des Kabels Kern über die ganze Länge des Kabels erstrek- erstreckender Sektoren geteilt ist, die abwechselnd kenden schraubenlinienförmig gewickelten an sei- angeordnet sind und die beim Betrieb des Kabels ner Oberfläche nicht isolierten Heizdraht und verschiedene Temperaturen annehmen,
einem Mantel aus elektrisch isolierendem Maie- Ein Kabel dieser Art ist aus der deutschen Patentrial besteht, wobei das Kabel in mindestens zwei io schrift 820 943 bekannt. Bei diesem Kabel ist der Gruppen sich in der Längsrichtung des Kabels Heizdraht in den Sektoren, die beim Betrieb eine erstreckender Sektoren geteilt ist, die abwechselnd verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen angeordnet sind und die beim Betrieb des Kabels müssen, mit größerer Steigung gewickelt als in den verschiedene Temperaturen annehmen, da- Sektoren, die beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe durch gekennzeichnet, daC in den K?.- 15 Temperatur annehmen müssen,
belsektoren (B), die beim Betrieb eine verhältnis- In der Praxis stellt sich heraus, daß es bei einer mäßig niedrige Temperatur annehmen, eine un- derartigen Bauart nicht möglich ist, ein Kabel mit gerade Anzahl miteinander in elektrischer Ver- Sektoren mit sehr großen Temperaturunterschieden bindung stehender abwechselnd im gleichen Wik- (von einigen 100⁰C) herzustellen; die Temperatur kelsinn wie der Heizdraht (2 bzw. 12) in den Sek- ao des Heizdrahtes selber weist in den unterschiedlichen toren (A) mit verhältnismäßig hoher Temperatur Sektoren kaum Unterschiede auf.
beim Betrieb und in entgegengesetztem Sinne Eine andere Bauart eines derartigen Kabels ist aus schraubenlinienförmig gewickelter Heizdraht- der USA-Patentschrift Re 26 522 bekannt,
schichten aufeinander auf dem Kern (1 bzw. Bei dem elektrischen Widerstandserhitzungskabel 10/11) liegen, wobei die Anzahl aufeinander an- 35 nach dieser letzteren Patentschrift werden Sektoren, gebrachter Schichten mindestens um zwei größer deren Temperatur beim Betrieb nicht oder nur auf als die Anzahl von Schichten in den Sektoren (A) einen verhältnismäßig niedrigen Wert ansteigt, daist, die beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe durch erhalten, daß in bestimmten Abständen längs Temperatur annehmen. des Kabels eine Anzahl Wicklungen des Heizdrahtes

2. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel 30 mittels eines aus einem elektrisch leitenden Matenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rial bestehenden Streifens kurzgeschlossen werden,
der Heizdraht (2 bzw. 12) aus einem Material mit Der Streifen befindet sich bei einem Kabel nach einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten dieser Patentschrift zwischen dem Kern und den des spezifischen Widerstandes besteht. Wicklungen des Heizdrahtes.

3. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel 35 Wenn ein derartiges Kabel geknickt oder mehrere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- Male gebogen wird, besteht die Gefahr, daß die Ennet, daß in den Kabelsektoren (B), die beim Be- · den des Streifens sich aus dem Raum zwischen den trieb eine verhältnismäßig niedrige Temperatur Wicklungen des Widerstandsdrahtes herausschieben annehmen, drei Heizdrahtschichten aufeinander- und sich biegen, wobei sie die isolierende Außenumliegen, während in den Sektoren (A), die eine 40 hüllung beschädigen und Kurzschluß zwischen dem hohe Temperatur annehmen, der Heizdraht (2 Kabel und anderen beim Betrieb in der Nähe des Ka- bzw. 12) in einer einzigen Schicht gewickelt ist. bels liegenden Metallteilen herbeiführen. Außerdem

4. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel treten dabei örtlich Änderungen des Widerstandes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß des Kabels auf.

in den Kabelsektoren (B), die beim Betrieb eine 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

• verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen, elektrisches Widerstandskabel zu schaffen, bei dem

drei Heizdrahtschichten aufeinanderliegen, wo- der Temperaturunterschied zwischen den Sektoren

bei die beiden ersten auf dem Kern (1 bzw. höherer und niedrigerer Temperatur innerhalb der

10/11) liegenden Schichten mit größerer Steigung von den weiteren verwendeten Kabelmaterialien ge-

als die dritte Schicht gewickelt sind. 50 setzten Grenzen beliebig groß gemacht werden kann,

5. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel wobei die Längen der Sektoren innerhalb weiter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge- Grenzen beliebig klein und groß gemacht werden kennzeichnet, daß der Kern (1) aus Glasfasern können und wobei die Kontaktierung elektrisch und und die isolierende Außenumhüllung (8) des Ka- materialtechnisch keine Schwierigkeiten bietet.

bels aus um diesen Kern (\) herumgeflochtenen 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-·

oder — gesponnenen Glasfasern besteht. löst, daß in den Kabelsektoren, die beim Betrieb eine

6. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen, eine nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeich- ungerade Anzahl miteinander in elektrischer Verbinnet, daß der Kern (10/11) aus einem zentralen dung stehender abwechselnd im gleichen Wickelsinn sich über die ganze Länge des Kabels erstrecken- 60 wie der Heizdraht in den Sektoren mit verhältnismäden elektrischen Leiter (10) mit einer elektrisch ßig hoher Temperatur beim Betrieb und in entgegenisolierenden Umhüllung (11) besteht, gesetztem Sinne schraubenlinienförmig gewickelter

Heizdrahtschichten aufeinander auf dem Kern liegen, wobei die Anzahl aufeinander angebrachter

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches 65 Schichten mindestens um zwei größer als die Anzahl

Widerstandserhitzungskabel, das aus einem biegsa- von Schichten in den Sektoren ist, die beim Betrieb

men Kern aus elektrisch isolierendem Material, eine verhältnismäßig hohe Temperatur annehmen,

einem sich rings um diesen Kern über die ganze Unter »Heizdraht« ist in diesem Zusammenhang