DE3709285A1 - Elektrische heizpatrone mit in sich unterschiedlicher leistungsabgabe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizpatrone gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Heizpatronen mit in sich unterschiedlicher Wärmeleistung werden beispielsweise bei Werkzeugen benötigt, die in bestimmten Zonen einen erhöhten, oder auch geringeren Wärmebedarf haben, also ei­ ne gezielte Zuführung von Wärme erfordern.

Bekannte Heizpatronen dieser Art weisen zu diesem Zweck verschie­ den große Steigungen in der Heizleiterwicklung auf, d. h. die An­ zahl der Windungen pro Längeneinheit des Wickelkörpers ist im Verlauf des Wickelkörpers verschieden groß. Diese Maßnahme ist jedoch nur sehr begrenzt anwendbar, bedingt durch die bei der Herstellung vorgegebenen kleinsten, bzw. größtmöglichen Stei­ gungen der Heizleiterwicklungen

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die möglichen Unterschiede in der Wärmeabgabe und dem Wärmeverhal­ ten der einzelnen Zonen der Heizpatrone zu erweitern, um so die gezielte Wärmeabgabe des Patronenmantels an die verschie­ denen Teile des zu beheizenden Gegenstandes wesentlich zu ver­ bessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Mit dieser neuartigen Heizpatrone lassen sich, sowohl beim Anfahrbetrieb, als auch beim Dauerbetrieb, die dabei erforder­ lichen Leistungsabgaben an den zu beheizenden Gegenstand in all seinen Bereichen in hohem Maß bestimmen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltschema der erfindungsgemäßen Heizpatrone,

Fig. 2 die beiden vormontierten Wickelkörpers der Heizpatrone und

Fig. 3 die fertig montierte Heizpatrone, teilwei­ se im Schnitt.

Wie die Fig. 1 zeigt, hat die Heizpatrone zwei Heizleiterwick­ lungen 1 und 2, wovon die eine, kleinere Wicklung 1 einen Heiz­ leiter mit relativ kleinen Temperaturwiderstandskoeffizienten aufweist, während dieser Koeffizient bei der zweiten Wicklung sehr hoch ist. Beide Wicklungen 1 und 2 sind hintereinanderge­ schaltet und werden über zwei nach außerhalb der Patrone ge­ führte Anschlußdrähte 3 und 4 mit Strom versorgt. Zwischen den beiden Wicklungen 1 und 2 ist ein Verbindungsdraht 5 vorgesehen.

Aus der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die beiden Wicklungen 1 und 2 je auf einem keramischen Wickelkörper 6, bzw. 7 aufge­ wickelt sind, die mit zwei Bohrungen 8 und 9 zur Aufnahme der Anschlußdrähte, bzw. des Verbindungsdrahtes versehen sind.

Die genannten Wickelträger 6 und 7 werden zunächst axial zu­ sammengeführt, dann der Anschlußdraht 3 in die Bohrung 9 ein­ geführt und der Kontakt mit dem vorderen Ende 12 der Wicklung 1 hergestellt. Außerdem wird der kürzere Anschlußdraht 4 in die Bohrung 8 eingeführt und mit dem hinteren Ende 13 der Wick­ lung 2 in Kontakt gebracht. Nun wird noch der Verbindungs­ draht 5 in die Bohrung 8 der beiden Wickelkörper 6 und 7 ein­ geführt und dabei der Kontakt mit dem hinteren Ende 14 der Wicklung 1 einerseits und andererseits mit dem vorderen Ende 15 der Wicklung 2 hergestellt, entsprechend dem Schaltschema gemäß der Fig. 1. Der so vormontierte Aufbau wird nun in an sich bekannter Weise in einem einseitig geschlossenen, zylin­ drischen Metallmantel 10 mittels einer körnigen, oder pulveri­ gen Metallverbindung 11, beispielsweise Magnesiumoxyd eingebet­ tet, das noch offene Ende verschlossen und das Ganze einem Ver­ dichtungsverfahren unterworfen.

Die für die Heizleiter verwendeten Werkstoffe werden entspre­ chend dem Anwendungsbereich der Heizpatrone gewählt. So kann beispielsweise für die eine Wicklung eine Chrom-Nickel-Legie­ rung und für die zweite Wicklung Nickel-Eisen verwendet werden, oder aber eine Kombination von Eisen/Aluminium und Nickel/Ei­ sen.

Bei derartigen Heizleiterkombinationen wird bei ansteigender Temperatur diejenige Wicklung mit der geringen Widerstandsän­ derung konstante Wärmeabgabe aufweisen, während bei der ande­ ren Wicklung mit großem Widerstandsänderungsfaktor der Wider­ stand mit zunehmender Temperatur steigt, die Wärmeabgabe der Wicklung sich also verringert.

Man kann also, bei richtiger Auslegung der Heizpatrone, al­ len Anforderungen, die der zu beheizende Gegenstand in bezug auf Temperatur und Wärmeaufnahme stellt, gerecht werden.

Ergänzend sei noch hinzugefügt, daß anstelle einer der bei­ den Heizleiterwicklungen auch ein PTC-Element in den Heizlei­ terkreis eingeschaltet werden kann, das dann vor allem auch als Regelwiderstand dient.

Claims (5)

1. Elektrische Heizpatrone mit in sich unterschiedlicher Leistungsabgabe, bestehend aus wenigstens einem, den Heizleiter tragenden Wickelkörper, der mittels einer verdichteten Isoliermasse in einem Metallmantel einge­ bettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter aus zwei, oder mehreren Teilen (1, 2) mit unter sich verschiedenen spezifischen Widerständen und/oder verschiedenen Widerstandsänderungskoeffizi­ enten besteht.

2. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des mehrteiligen Heizleiters (1, 2) durch ein PTC-Element gebildet wird.

3. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiterteile (1, 2) je auf einem Wickelkörper (6 bzw. 7) aufgewickelt und mittels zweier Anschluß­ drähte (3, 4) und einem Verbindungsdraht (5) elek­ trisch hintereinander geschaltet sind, und daß dieser Aufbau (1, 6 und 2, 7) in axialer Richtung aneinanderge­ reiht im Metallmantel (10) eingebettet ist.

4. Elektrische Heizpatrone nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Heizleiterwicklung (1) aus einer Chrom-Nickel Legierung und die andere Wicklung (2) aus einer Nickel- Eisenverbindung besteht.

5. Elektrische Heizpatrone nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Heizleiterwicklung (1) aus Eisen-Aluminium und die andere Wicklung (2) aus Nickel-Eisen besteht.