CN108426649A - 具有温度传感器的加热筒 - Google Patents

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Abstract

一种具有管状金属护套(110，210，310)的加热筒(100，200，300)，在管状金属护套的内部空间中容纳有：缠绕在线圈主体(120，220，320)上的电加热元件(121，221，321)，所述电加热元件通过嵌入到非导电绝缘材料中而与所述管状金属护套电绝缘；以及具有引线(131，132，231，232，331，332，336，337)的至少一个温度传感器(130，230，330，335)，其中，所述至少一个温度传感器的至少一根所述引线，优选两根所述引线在所述线圈主体与所述管状金属护套之间伸展并且与所述线圈主体和缠绕其上的所述加热元件电绝缘以及与所述管状金属护套电绝缘。

Description

具有温度传感器的加热筒
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的具有温度传感器的加热筒。
背景技术
在确保确定提供的加热功率和/或加热温度很重要的应用中，通常使用配备有温度传感器或热电偶的加热筒。基于该温度传感器或该热电偶的测量数据，可以重新调整电气操作条件，例如操作加热筒所用的操作电流和/或操作电压。在下文中，术语“温度传感器”也将用来包括热电偶。
实际上，用户所能忍受的温度窗口变得越来越小，直到补偿偏差所需的时间越来越短。这一方面导致对温度测量精度的要求提高，另一方面也造成电气操作条件经受越来越频繁的变化。在这里，申请人在实践操作中发现，在已知的加热筒中，这两个要求彼此受到不利影响，因为操作条件的变化导致温度信号的干扰，并且温度信号的干扰导致操作条件的变化增加。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种改进的具有温度传感器的加热筒，在该加热筒中尤其是在操作条件的变化与温度信号的干扰之间的这种相互作用得到降低。
该任务是通过具有权利要求1的特征的加热筒来完成的。本发明的有利的发展是从属权利要求的主题。
根据本发明的加热筒具有管状金属护套，在所述管状金属护套的内部空间中布置有：缠绕在线圈主体上的电加热元件，例如加热线，所述电加热元件通过嵌入到非导电绝缘材料中而与所述管状金属护套电绝缘；以及具有引线的至少一个温度传感器。明确指出的是，热电偶的热柱在本说明书的意义上被理解为引线。此外，为了条理清晰而明确提到的是，管状金属护套可以具有底部，但不是必须具有底部。
对于本发明来说至关重要的是，所述至少一个温度传感器的至少一根所述引线在所述线圈主体与所述管状金属护套之间的空间中(并且不在如现有技术中在线圈主体内那样)伸展并且与所述线圈主体和缠绕其上的所述加热元件电绝缘以及与所述管状金属护套电绝缘。
发明人发现，通过这种措施可以显著减少操作条件变化对温度传感器信号的不利影响。当温度传感器的所有引线以这种方式被引导时，优点特别大。
为了达到引线相对于金属护套、而且相对于线圈主体和缠绕其上的加热元件的定义明确的位置，优选的是，所述线圈主体与缠绕其上的所述电加热元件一起以及所述温度传感器的所述引线保持在绝缘体的凹槽或孔中。
特别有利的是，所述凹槽或孔平行于所述管状金属护套的轴线伸展，即例如在圆柱形管状金属护套的情况下，平行于圆柱形轴线伸展。
优选地，所述加热筒是压实的。
特别符合目的的是，所述绝缘体用含硅酮的物质例如硅酮树脂或硅酮油浸渍。
陶瓷成形体特别适合作为绝缘体。
当在所述缠绕的线圈主体与所述绝缘体之间以及在所述管状金属护套与所述绝缘体之间剩余的容腔至少部分地填充有MgO颗粒时，可以确保更可靠的电绝缘，所述MgO颗粒在优选的改进方案中也被浸渍，尤其是通过掺入粉状固态硅树脂。
为了更进一步消除使在加热筒的内部容腔上和至金属护套上的良好热分布变得困难的任何剩余的空容腔，有利的是，所述加热筒是至少部段压实的。
特别优选的是，在内部布置有所述引线的所述凹槽或孔中建立有与插入到这些凹槽或孔中的连接线的电连接。通过这种方式，必要的连接被布置在该连接由加热筒保护免受机械荷载所在的位置处。该连接可以例如通过按压来完成，但是更有利的是，所述成形体具有窗口，所述窗口在建立有电连接所在的位置暴露所述引线和所述连接线。然后可以在这些位置限定电连接，并且可以在能够目视检查的情况下例如通过焊接、钎焊或任选地还有压接来建立电连接。
当加热筒要非常紧凑地实施时，有利的是，所述同一温度传感器的两条引线位于所述线圈主体也位于其中的平面内并布置在所述线圈主体的不同侧。
与此相反，当设置有两个温度传感器时，优选将线圈主体和引线布置在金属护套内，使得所述一个温度传感器的所述引线位于所述线圈主体所在的平面之上，并且所述另一个温度传感器的所述引线位于所述线圈主体所在的平面之下。
已经证明有利的是，存在用于接触所述温度传感器的所述引线并用于接触所述电加热元件的至少三根连接线(在此还理解为包括端子线)，其中至少一根连接线至少部段地通过所述线圈主体伸展，并且其中至少两根连接线在所述线圈主体之外伸展。在这里，优选地，尤其是用于接触所述电加热元件的所述连接线在所述线圈主体之内伸展，并且用于接触所述温度传感器的所述引线的所述连接线在所述线圈主体之外伸展。
还优选的是，用于接触所述温度传感器的所述引线的所述连接线和所述温度传感器的所述引线从不同侧导入到所述绝缘体中。因此，可以避免整个可能很长的连接线必须例如穿通绝缘材料体的开口。
当所述绝缘体具有用于使MgO粉末或MgO颗粒填充通过的开口或凹槽时，可以在制造过程中在插入绝缘体之后就电绝缘地填充任何空容腔。
还优选的是，在用于接触所述温度传感器的所述引线的所述连接线与所述温度传感器的所述引线之间建立有按压接触，和/或在用于接触所述电加热元件的所述连接线与所述电加热元件之间建立有按压接触。这种类型的接触可以在组装后压实加热筒时容易地产生。
附图说明
以下参照示出实施例的附图更详细地说明本发明。在附图中：
图1a示出了第一实施例的分解图；
图1b示出了图1a的实施例的剖视图；
图2a示出了第二实施例的分解图；
图2b示出了图2a的实施例的剖视图；
图3a示出了第二实施例的变型例的内部结构的分解图；
图3b示出了在已组装状态下的图3a的内部结构；
图3c示出了从图3b截取的放大图；
图4a示出了第三实施例的部分分解图；以及
图4b示出了图4a的实施例的剖视图。
具体实施方式
图1a示出了加热筒100的一实施方式，加热筒100具有：管状金属护套110，其具有在图1b中可看到的底部111；线圈主体120，其具有缠绕其上的呈加热线形式的加热元件121；温度传感器130，其具有引线131，132和连接线133，134；以及绝缘体140，其具有孔141，142，143，绝缘体140构成为陶瓷成形体。
如在图1b中可以特别清楚地看到，线圈主体120与缠绕其上的加热元件一起收纳在绝缘体140的独立的孔141中，线圈主体120布置在该孔的中央，而温度传感器130的引线131，132导入到孔142，143中，该引线131，132与连接线133，134在按压接触中电接触。由于这些孔位于绝缘体140中径向上更向外的位置处，因而引线131，132也在线圈主体与管状金属护套110之间。
管状金属护套110的剩余的内部容腔填充有MgO颗粒150。
因此，尤其地，同一温度传感器即温度传感器130的引线131，132位于线圈主体120也位于其中的平面内并布置在线圈主体120的不同侧，即在图1b的图示中，一个在线圈主体120之上布置，一个在线圈主体120之下。
在图2a和图2b中示出的实施例是加热筒200，加热筒200具有：管状金属护套210，其具有在图2b中可看到的底部211；线圈主体220，其具有缠绕其上的呈加热线形式的加热元件221；温度传感器230，其具有引线231，232和连接线233，234；以及绝缘体240，其具有孔241，242，243，绝缘体240构成为陶瓷成形体。
与图1a和图1b的实施例的区别在于孔242，243的布置，该两者在此位于中央孔241之上，线圈主体220与缠绕其上的加热元件221插入到该中央孔241中。
图3a至图3c所示的加热筒200的变型例的区别仅在于代替绝缘体240而使用的修改后的绝缘体260，因此在其它方面使用相同的附图标记。除了与在绝缘体240中完全一样布置的孔261，262，263之外，绝缘体260还具有窗口264，该窗口264局部地暴露引线231，232和连接线233，234，并由此能够如图3c中详细示出的那样通过焊接位置235，236限定地且工艺可靠地建立并验证引线231，232与附属的连接线233，234之间的接触。
在图4a和图4b中示出的实施例是加热筒300，加热筒300具有：管状金属护套310，其具有在图4b中可看到的底部311；线圈主体320，其具有缠绕其上的呈加热线形式的加热元件321；温度传感器330，其具有引线331，332和连接线333，334；以及绝缘体340，其具有孔341，342，343，绝缘体340构成为陶瓷成形体。
与图2a和图2b的实施例的区别在于，第二温度传感器335设置有引线336，337和连接线338，339，并且在绝缘体340中布置有两个附加的孔344，345，引线336，337与连接线338，339接触并在该孔344，345中按压在一起。
附图标记说明：
100，200，300 加热筒
110，210，310 金属护套
111，211，311 底部
120，220，320 线圈主体
121，221，321 加热元件
130，230，330，335 温度传感器
131，132，231，232，
331，332，336，337 引线
133，134，233，234，
333，334，338，339 连接线
140，240，260，340 绝缘体
141，142，143，241，242，243，
261，262，263，341，342，343，
344，345 孔
150，250，350 MgO颗粒
235，236 焊接位置
264 窗口

Claims (15)

1.一种加热筒(100，200，300)，其具有管状金属护套(110，210，310)，在所述管状金属护套(110，210，310)的内部空间中容纳有：缠绕在线圈主体(120，220，320)上的电加热元件(121，221，321)，所述电加热元件(121，221，321)通过嵌入到非导电绝缘材料中而与所述管状金属护套(110，210，310)电绝缘；以及具有引线(131，132，231，232，331，332，336，337)的至少一个温度传感器(130，230，330，335)，其特征在于，所述至少一个温度传感器(130，230，330，335)的至少一根所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)，优选两根所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)在所述线圈主体(120，220，320)与所述管状金属护套(110，210，310)之间伸展并且与所述线圈主体(120，220，320)和缠绕其上的所述加热元件(121，221，321)电绝缘以及与所述管状金属护套(110，210，310)电绝缘。
2.根据权利要求1所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，所述线圈主体(120，220，320)与缠绕其上的所述电加热元件(121，221，321)一起以及所述温度传感器(130，230，330，335)的至少一根所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)保持在绝缘体(140，240，260，340)的凹槽或孔(141，142，143，241，242，243，261，262，263，341，342，343，344，345)中。
3.根据权利要求2所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，所述凹槽或孔(141，142，143，241，242，243，261，262，263，341，342，343，344，345)平行于所述管状金属护套(110，210，310)的轴线伸展。
4.根据权利要求2或3所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，结构是压实的。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，所述绝缘体(140，240，260，340)是陶瓷成形体。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，在所述缠绕的线圈主体(120，220，320)与所述绝缘体(140，240，260，340)之间以及在所述管状金属护套(110，210，310)与所述绝缘体(140，240，260，340)之间剩余的容腔至少部分地填充有MgO颗粒(150，250，350)。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，在内部布置有所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)的所述凹槽或孔(141，142，143，241，242，243，261，262，263，341，342，343，344，345)中建立有与插入到这些凹槽或孔(141，142，143，241，242，243，261，262，263，341，342，343，344，345)中的连接线(133，134，233，234，333，334，338，339)的电连接。
8.根据权利要求7所述的加热筒(200)，其特征在于，所述成形体(260)具有至少一个窗口(264)，所述至少一个窗口(264)在建立电连接的位置暴露所述引线(231，232)和所述连接线(233，234)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的加热筒(100)，其特征在于，所述同一温度传感器(130)的两条引线(131，132)位于所述线圈主体(120)也位于其中的平面内并布置在所述线圈主体(120)的不同侧。
10.根据前述权利要求所述的加热筒(300)，其特征在于，存在两个温度传感器(330，335)，其中，所述一个温度传感器(330)的所述引线(331，322)位于所述线圈主体(320)所在的平面之上，并且所述另一个温度传感器(336，337)的所述引线位于所述线圈主体(320)所在的平面之下。
11.根据前述权利要求所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，存在用于接触所述温度传感器(130，230，330，335)的所述引线并用于接触所述电加热元件(121，221，321)的至少三根连接线(133，134，233，234，333，334，338，339)，其中至少一根连接线至少部段地伸展通过所述线圈主体(120，220，320)，并且其中至少两根连接线在所述线圈主体(120，220，320)之外伸展。
12.根据权利要求11所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，用于接触所述电加热元件(121，221，321)的所述连接线伸展通过所述线圈主体(120，220，320)，并且用于接触所述温度传感器(130，230，330，335)的所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)的所述连接线在所述线圈主体(120，220，320)之外伸展。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，用于接触所述温度传感器(130，230，330，335)的所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)的所述连接线(133，134，233，234，333，334，338，339)和所述温度传感器(130，230，330，335)的所述引线(131，132，231，232，331，332，336，337)从不同侧插入到所述绝缘体中。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，所述绝缘体(140，240，260，340)具有用于使MgO粉末或MgO颗粒(150，250，350)填充通过的开口或凹槽。
15.根据前述权利要求中任一项所述的加热筒(100，200，300)，其特征在于，在用于接触所述温度传感器(130，230，330，335)的所述引线(133，134，233，234，333，334，338，339)的所述连接线与所述温度传感器(130，230，330，335)的所述引线(133，134，233，234，333，334，338，339)之间建立有按压接触，和/或在用于接触所述电加热元件(121，221，321)的所述连接线与所述电加热元件(121，221，321)之间建立有按压接触。
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