-
Rohrwendelpatronen sind elektrische Heizvorrichtungen, bei denen ein -insbesondere gewendelter- Heizdraht in einer Isolierstofffüllung, welche in den meisten Fällen verdichtet ist, im Inneren eines rohrförmigen Metallmantels angeordnet ist.
-
Anwendungsbeispiele mit für derartige Rohrwendelpatronen, unter die im Sinne dieser Erfindung auch Rohrheizkörper fallen, mit großer technischer Bedeutung sind ihre Verwendung als Bestandteil von Düsenheizungen für Kunststoffspritzdüsen oder zur Beheizung von Heißkanalverteilern. Für die Anwendung als Düsenheizung ist es beispielsweise aus der
EP 1 051 059 B1 bekannt, einen Wärmeleitkörper aus Metall mit einer eingefrästen Nut vorzusehen und eine Rohrwendelpatrone in diese Nut einzulegen und zu verpressen. Die Nut kann dabei komplex geformt sein, um eine gewünschte Ortsabhängigkeit der an einer gegebenen Position einer mit der Düsenheizung beheizten Kunststoffspritzdüse bereitgestellten Heizleistung zu erreichen. Die Anwendung zur Beheizung von Heißkanalverteilern erfordert ebenfalls in vielen Fällen eine komplexe Formgebung der Rohrwendelpatrone zumindest in der Ebene.
-
Dementsprechend flexibel muss die Rohrwendelpatrone ausgestaltet werden, was die Verwendung relativ weicher Metalle bzw. Legierungen, insbesondere die Verwendung von Nickel, als Rohrmaterial nahe legt. Zwar ist für die Verwendung zur Beheizung von Heißkanalverteilern auch bekannt, weniger weiche Materialien als Rohrmantel einzusetzen, dann muss die Rohrwendelpatrone aber zur Formgebung, insbesondere in Handarbeit, in eine entsprechende Form gebracht werden, was hohen Aufwand bei der Fertigung mit sich bringt.
-
Die aus diesen Gründen anzustrebende geringe mechanische Festigkeit von Rohrwendelpatronen für diese Einsatzbereiche führt jedoch in der Praxis zu Problemen, weil durch unsachgemäße Handhabung insbesondere auf das anschlussseitige Ende der Rohrwendelpatrone erhebliche Kräfte ausgeübt werden. Da dieser Bereich bei auf der Kunststoffspritzdüse installierter Düsenheizung in der Regel absteht, ist es verlockend, ihn beim Haltepunkt beim Transport der Düsenheizung zu verwenden bzw. - schlimmer noch- bei Montage, Fixierung oder Demontage der Düsenheizung auf der Kunststoffspritzdüse als Angriffspunkt zu nehmen, an dem -gegebenenfalls sogar unter Verwendung von Werkzeugen, zum Beispiel durch Einsatz von Gummihämmern bei Instandsetzungsarbeiten am Heißkanalverteiler- Kraft ausgeübt, insbesondere gezerrt, gezogen, gedrückt, gebogen oder gedreht wird. Diese unsachgemäße Handhabung kann zum Bruch der Rohrwendelpatrone im Anschlussbereich führen.
-
Diese Problematik wird weiter dadurch verschärft, dass die Anwender derartiger Rohrwendelpatronen Lösungen fordern, die mit immer kleineren Nestabständen kompatibel sind, was die Notwendigkeit, Rohrwendelpatronen mit immer kleiner werdenden Querschnitten zu verwenden mit sich bringt, die dementsprechend weniger robust sind.
-
Aus der
DE 20 2008 015 979 U1 und der
US 1 857 614 A sind Rohrwendelpatronen mit einem rohrförmigen Metallmantel und einem elektrischen Widerstandsdraht, welcher im Inneren des rohrförmigen Metallmantels in einer Isolierstofffüllung eingebettet ist, bekannt, bei denen die Rohrwendelpatrone mindestens einen beheizten Abschnitt und mindestens einen im Wesentlichen unbeheizten Abschnitt aufweist und bei denen mindestens ein verstärkter unbeheizter Abschnitt vorhanden ist, welcher schwieriger zu verformen ist, als zumindest Teilbereiche von mindestens einem beheizen Abschnitt.
-
Aus der
US 4 253 011 A ist eine Düsenheizung bekannt, bei der eine Rohrwendelpatrone in einen Düsenheizkörper eingesetzt ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Düsenheizung mit einer verbesserten Rohrwendelpatrone bereitzustellen, die einerseits anwendungsbezogene Erfordernisse wie Hinblick auf geringen Bauraum und gute Formbarkeit erfüllt, andererseits aber eine verbesserte mechanische Stabilität im Anschlussbereich aufweist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Düsenheizung mit einer Rohrwendelpatrone mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die erfindungsgemäße Rohrwendelpatrone weist, wie für Rohrwendelpatronen üblich ist, einen rohrförmigen Metallmantel und einen elektrischen Widerstandsdraht, welcher im Inneren des rohrförmigen Metallmantels in einer Isolierstofffüllung eingebettet ist, auf. Dabei weist die Rohrwendelpatrone mindestens einen beheizten Abschnitt oder Bereich und mindestens einen unbeheizten Abschnitt oder Bereich auf, wobei Abschnitt und Bereich in dieser Offenbarung als Synonyme betrachtet werden.
-
Der Begriff „im Wesentlichen unbeheizter Abschnitt“ wird dabei für Abschnitte der Rohrwendelpatrone, betrachtet in ihrer Erstreckungsrichtung, verwendet, in denen keine Maßnahmen getroffen sind, um die dort erzeugte Heizleistung pro Längeneinheit über den Wert, den man erhält, wenn der elektrische Widerstandsdraht auf dem kürzesten Weg durch den entsprechenden Abschnitt der Rohrwendelpatrone geführt ist, hinaus zu steigern. Neben Abschnitten, in denen der elektrische Widerstandsdraht direkt und linear, insbesondere ohne Wendelung geführt ist, fallen hierunter insbesondere auch Abschnitte der Rohrwendelpatrone, in denen eine Stromzuleitung zum elektrischen Widerstandsdraht über Hilfsdrähte, Anschlussdrähte oder Anschlussbolzen erfolgt.
-
Da naturgemäß auch in solchen Abschnitten der elektrische Widerstand des jeweiligen Leiter- bzw. Heizleiterabstands größer als null ist, wird streng genommen auch hier eine -wenngleich geringe- Heizleistung erzeugt, was durch die Formulierung „im Wesentlichen“ verdeutlicht werden soll.
-
Erfindungswesentlich ist, dass der ein verstärkter unbeheizter Abschnitt vorhanden ist, der schwieriger zu verformen ist als zumindest Teilbereiche von mindestens einem beheizten Abschnitt. Wie weiter unten genauer erläutert wird, gibt es dafür insbesondere drei Maßnahmen, die alternativ oder kumulativ eingesetzt werden können, um diesen Effekt zu erreichen, nämlich eine Erhöhung der Wandstärke, eine Änderung des Außendurchmessers und eine zumindest partielle Änderung des Materials, im Bereich des verstärkten unbeheizten Abschnitts.
-
Auch wenn es sich bereits aus der Merkmalsformulierung ergibt sei noch einmal explizit betont, dass ein verstärkter unbeheizter Abschnitt bereits vorliegen kann, wenn nur ein Teil eines unbeheizten Abschnitts verstärkt ist. Allerdings ist es für eine Reihe von Anwendungen vorteilhaft, den ganzen unbeheizten Abschnitt als verstärkten unbeheizten Abschnitt auszuführen.
-
Es ist explizit darauf hinzuweisen, dass in der Regel der Übergang zwischen einem beheizten und einem unbeheizten Bereich einer Rohrwendelpatrone nicht scharf definiert ist und dass die erfindungsgemäße Wirkung in gleicher Weise erzielt wird, wenn sich die Verstärkung des verstärkten Abschnitts auch einige mm in einen beheizten Abschnitt hinein überragt.
-
Insbesondere ist zweckmäßigerweise der verstärkte unbeheizte Abschnitt anschlussseitig und/oder an der Stelle angeordnet, an der bei unsachgemäßer Handhabung die größten Kräfte zu erwarten sind, wobei erfindungsgemäß ein Teilbereich des verstärkten unbeheizten Abschnitts in eine Nut des Wärmeleitkörpers eingelegt ist.
-
In einer ersten Realisation der Erfindung ist die Wandstärke der Rohrwendelpatrone und/oder der Außendurchmesser der Rohrwendelpatrone in mindestens einem unbeheizten Abschnitt größer ist als in den beheizten Abschnitten, so dass ein verstärkter unbeheizter Abschnitt vorliegt.
-
Durch eine derartige Ausgestaltung der Rohrwendelpatrone kann diese in unterschiedlichen Abschnitten unterschiedlich dimensioniert werden.
-
Alternativ oder zusätzlich kann als Material des Rohrmantels zumindest partiell im verstärkten unbeheizten Abschnitt ein Material mit einer höheren (Biege-) Festigkeit als im beheizten Abschnitt verwendet werden. Partiell bedeutet dabei insbesondere, dass in mindestens einem Abschnitt des Rohrmantels ein zusammengesetzter Rohrmantel mit einem dem Rohrinneren zugewandten inneren Mantel und einem dem Rohräußeren zugewandten äußeren Mantel vorliegt. Dies eröffnet insbesondere eine Möglichkeit, auf eine einfache Weise Rohrwendelpatronen mit einem konstanten Innendurchmesser und einem konstanten Außendurchmesser bereitzustellen, welche dennoch einen verstärkten unbeheizten Abschnitt aufweisen, indem bei einer konventionell aufgebauten Rohrwendelpatrone im beheizten Bereich ein zweites Mantelrohr aus einem leicht biegbaren Material, z.B. Nickel, ein- oder aufgeschoben wird, im verstärkten unbeheizten Bereich jedoch mindestens ein zusätzliches Mantelrohr aus einem (biege)festeren Material als das Material des zweiten Mantelrohrs, wobei insbesondere Querschnitt und Wandstärke des zweiten Mantelrohrs und Querschnitt und Wandstärke des oder der zusätzlichen Mantelrohre gleich sein können.
-
In den beheizten Abschnitten, in denen die Rohrwendelpatrone bei Verwendung als Düsenheizung oftmals mit kleinen Biegeradien und engen Windungen, in den Wärmeleitkörper eingewendelt werden muss, kann eine erfindungsgemäße Rohrwendelpatrone einen außergewöhnlich geringen Außendurchmesser von nur 4mm und weniger aufweisen. Für viele Anwendungen können Rohrwendelpatronen mit einem Außendurchmesser von weniger als 2,5mm im beheizten Bereich realisiert werden, und sogar Außendurchmesser von weniger als 1,8mm im beheizten Bereich der Rohrwendelpatrone sind mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung realisierbar.
-
Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Rohrwendelpatronen kann eine Verformung der Rohrwendelpatrone, wie sie beispielsweise zum Einwendeln in den Wärmeleitkörper einer Düsenheizung notwendig ist, in deren beheizten Bereichen zumindest, aber nicht unbedingt nur nach vorherigem Weichglühen von Hand und/oder mit einfachen Werkzeugen ohne hohen Kraftaufwand durchgeführt werden.
-
Ohne das Vorsehen eines verstärkten unbeheizten Bereichs der Rohrwendelpatrone wären Rohrwendelpatronen mit einem so geringen Außendurchmesser in der praktischen Anwendung nicht effektiv nutzbar, weil sie durch die auftretenden mechanischen Belastungen regelmäßig beschädigt würden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die die gewünschte Verstärkung besonders einfach und kostengünstig herbeiführt, ist die Wandstärke der Rohrwendelpatrone im verstärkten unbeheizten Abschnitt durch Aufschieben mindestens einer Metallhülse auf oder Einschieben mindestens einer Metallhülse in den rohrförmigen Metallmantel erhöht. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die die Metallhülse aus einem anderen Material, insbesondere aus einem Material mit höherer Festigkeit ist als der rohrförmige Metallmantel, denn durch diese Maßnahme kann der rohrförmige Metallmantel insbesondere im beheizten Bereich weiterhin aus einem leicht verformbaren Material bestehen, während gleichzeitig das festere Material im Bereich des verstärkten Abschnitts die dort erforderliche Stabilität sicher gewährleistet.
-
Je nach den Erfordernissen der Anwendung kann es dabei zweckmäßig sein, wenn der rohrförmige Metallmantel und die Metallhülse formschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verpresst sind oder wenn die mindestens eine auf- oder eingeschobene Metallhülse vom rohrförmigen Metallmantel beabstandet ist.
-
Eine weitere alternative Möglichkeit zur Erzielung der erwünschten Verstärkung eines unbeheizten Abschnitts einer erfindungsgemäßen Rohrwendelpatrone nach besteht darin, dass die Wandstärke der Rohrwendelpatrone im verstärkten unbeheizten Abschnitt durch eine lokale Verdickung des Metallmantels erhöht ist.
-
Noch eine weitere Art und Weise, die erwünschte Verstärkung eines, unbeheizten Abschnitts einer Rohrwendelpatrone besteht darin, einen erhöhten Außendurchmesser der Rohrwendelpatrone im verstärkten unbeheizten Abschnitt vorzusehen. Dies führt zu einer Erhöhung der Knickstabilität des verstärkten Abschnitts, da das Flächenträgheitsmoment des verstärkten Rohrabschnitts erheblich erhöht wird. Dazu kann insbesondere ein Rohrabschnitt auf den Rohrmantel der Rohrwendelpatrone aufgeschoben werden, dessen Innenkontur an die Außenkontur des Rohrmantels der Rohrwendelpatrone angepasst ist oder angepasst wird. Wird eine stärkere Verstärkung gewünscht, kann auf diesen aufgeschobenen Abschnitt dann ein weiterer Abschnitt aufgeschoben werden, so dass in zwei oder mehreren Stufen die gewünschte Verstärkung erzielt wird.
-
Eine überaus vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die auch als eigenständige Erfindung angesehen werden kann, besteht darin, dass im verstärkten unbeheizten Abschnitt der Abstand zwischen dem rohrförmigen Metallmantel und dem elektrischen Widerstandsdraht oder zwischen dem rohrförmigen Metallmantel und einem elektrischen Leiter zur Versorgung des elektrischen Widerstandsdrahts mit Strom erhöht ist. Dies reduziert die Gefahr eines Überschlags zwischen dem elektrischen Widerstandsdraht und dem rohrförmigen Metallmantel wesentlich. Dies gilt insbesondere für verdichtete Rohrwendelpatronen mit kleinen Querschnitten, d.h. insbesondere mit Querschnitten, in denen ein Maß des Querschnitts, z.B. sein Durchmesser bei kreisförmigen Querschnitten, der kleinere der Abstände zwischen parallel verlaufenden Seiten des Metallmantels bei rechteckigen Querschnitten oder die Nebenachse der Ellipse bei elliptischen Querschnitten, kleiner als 4mm, insbesondere kleiner als 2,5mm ist.
-
Besonders praktisch anschließbar ist die Rohrwendelpatrone dann, wenn der verstärkte unbeheizte Abschnitt in eine Anschlusshülse mündet.
-
Die Rohrwendelpatrone ist erfindungsgemäß Bestandteil einer Düsenheizung mit einem zu beheizenden Körper und einer Nut , in die die Rohrwendelpatrone zumindest abschnittsweise eingelegt ist, wobei zumindest ein Abschnitt des verstärkten unbeheizten Abschnitts in eine Nut eines zu beheizenden Körpers eingelegt ist.
-
Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren, welche Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
- 1a: eine Düsenheizung, in die eine Rohrwendelpatrone eingewendelt ist,
- 1b: eine Ausschnittsdarstellung einer zweiten Düsenheizung mit eingewendelter Rohrwendelpatrone,
- 2: eine Rohrwendelpatrone in der Form, in die sie nach dem Einwendeln in die Düsenheizung aus 1a gebracht ist,
- 3a: eine erste Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3b: eine zweite Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3c: eine dritte Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3d: eine vierte Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3e: eine fünfte Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3f: eine sechste Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3g: eine siebte Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 3h: eine achte Möglichkeit zur Ausgestaltung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts,
- 4a: eine Rohrwendelpatrone mit einem verstärkten unbeheizten Abschnitt und Anschlusshülse,
- 4b: eine alternative Rohrwendelpatrone mit verstärktem unbeheizten Abschnitt und Anschlusshülse,
- 5a: eine nicht erfindungsgemäße Düsenheizung mit einer Rohrwendelpatrone und
- 5b: ein Querschnitt durch die Düsenheizung aus 5a.
-
Gleiche Bestandteile gleicher Ausführungsfiguren werden in allen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern nichts anderes angegeben ist.
-
1a zeigt eine Düsenheizung 1 mit einem Wärmeleitkörper 10, der z.B. aus Messing gefertigt sein kann, und mit einer erfindungsgemäßen Rohrwendelpatrone 100, die teilweise in eine in dem Wärmeleitkörper 10 angeordnete Nut eingewendelt ist, weshalb die Nut in 1a nicht sichtbar und daher auch nicht mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Rohrwendelpatrone 100 weist insbesondere in dem Bereich, in dem sie im wesentlichen radial vom Wärmeleitkörper 10 absteht, einen verstärkten unbeheizten Abschnitt 101 auf, der in diesem Beispiel, aber nicht zwingend, den gesamten unbeheizten Abschnitt umfasst.
-
Ferner ist bei der in 1a dargestellten Düsenheizung 1 insbesondere im in den Wärmeleitkörper 10 eingewendelten Bereich ein beheizter Abschnitt 102 vorgesehen.
-
Wie in der Ausführungsform gemäß 1a dargestellt, ist erfindungsgemäß ein Teilbereich des verstärkten unbeheizten Abschnitts 101 ebenfalls in die im Wärmeleitkörper 10 angeordnete Nut eingelegt. Die Nut kann, wie in der dargestellten Ausführungsform, in dem Bereich, in dem der verstärkte unbeheizte Abschnitt 101 der Rohrwendelpatrone 100 in sie eingelegt, erweitert sein, insbesondere wenn der verstärkte unbeheizte Abschnitts 101 einen im Vergleich zum beheizten Abschnitt 102 erhöhten Durchmesser aufweist.
-
Ferner sind Anschlussabschnitte 103 und elektrische Zuleitungen 104 zu erkennen.
-
Gestrichelt ist in 1a zur Veranschaulichung ferner dargestellt, wie sich eine unsachgemäße Handhabung, genauer ein Transport der Düsenheizung 1 auswirkt, wenn statt der erfindungsgemäßen Rohrwendelpatrone 100 mit verstärktem unbeheiztem Abschnitt 101 eine Rohrwendelpatrone 20 nach dem Stand der Technik, bei der der unbeheizte Abschnitt 21 der Rohrwendelpatrone 20 nicht verstärkt ist, verwendet wird und diese an ihren Anschlussabschnitten 23 hochgehoben wird: Der unbeheizte Bereich 21 wird verbogen, was insbesondere auch die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen dem in 1a nicht erkennbaren Widerstandsdraht und dem Metallmantel der Rohrwendelpatrone signifikant erhöht.
-
1b zeigt einen Ausschnitt aus einer alternativ ausgestalteten Düsenheizung 3, die sich hinsichtlich der Rohrwendelpatrone 200 und ihrer Einlegung in die Nut unterscheidet. Wie in 1 zu erkennen ist, erstreckt sich hier der verstärkte unbeheizte Abschnitt 201, der hier exemplarisch durch eine in diesem Bereich der Rohrwendelpatrone 200 aufgeschobene Metallhülse realisiert ist, nur über einen Teil des unbeheizten Abschnitts 215, genauer gesagt den Teil, in dem die Rohrwendelpatrone vom Wärmeleitkörper 30 weggeführt wird und noch im Kern beginnend. Dadurch wird ein signifikant verbesserter Knickschutz erreicht. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel der verstärkte unbeheizte Abschnitt 201 an einem Fixierpunkt 240 fixiert.
-
Wie man in 2, die eine Rohrwendelpatrone 100 mit verstärktem unbeheizten Abschnitt 101 und beheiztem Abschnitt 102 in der Form, in die sie nach dem Einwendeln in die Düsenheizung aus 1 gebracht ist, zeigt, gut erkennt, ist es wünschenswert, die Rohrwendelpatrone 100 biegsam zu gestalten, um die notwendige Formgebung mit geringem Aufwand erreichen zu können. Gerade diese biegsame Gestaltung verstärkt aber das Problem, das in 1 in der gestrichelten Darstellung veranschaulicht wurde.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass im unbeheizten Anschlussbereich der Rohrwendelpatrone ein verstärkter unbeheizter Abschnitt 101 vorgesehen ist. Konkrete Möglichkeiten, einen solchen verstärkten unbeheizten Bereich auszubilden, sind in den 3a bis 3f illustriert, die jeweils einen Längsschnitt durch die Rohrwendelpatrone 100 im Bereich des in 1 punktiert dargestellten Bereiches X zeigen.
-
Allen Rohrwendelpatronen 100a bis 100d, die in den 3a bis 3d dargestellt sind, ist gemein, dass ihr Metallmantel 113a bis 113d einen im Wesentlichen unbeheizten Abschnitt 101a bis 101d aufweist, der verstärkt ist, und einen beheizten Abschnitt 102a bis 102d aufweisen. Im beheizten Abschnitt ist jeweils ein gewendelter Widerstandsdraht 105a bis 105d zu erkennen, der mit einem im unbeheizten Abschnitt verlaufenden Anschlussdraht 106a bis 106d an einer Lötstelle 107a bis 107d verbunden ist. Sowohl gewendelter Widerstandsdraht 105a bis 105d als auch Anschlussdraht 106a bis 106d sind jeweils durch eine Isolierstofffüllung 108a bis 108d aus elektrisch isolierendem, wärmeleitendem Material vom Metallmantel 113a bis 113d isoliert.
-
Die Rohrwendelpatronen 100e und 100f gemäß den 3e und 3f können ebenfalls diese Merkmale aufweisen, zur Veranschaulichung der Fülle der noch der Erfindung unterfallenden Gestaltungsmöglichkeiten ist in diesen Figuren aber eine Variante dargestellt, in der der unbeheizte Abschnitt 101e bzw. 101f, in dem der Anschlussdraht 106e bzw. 106f verläuft, nur abschnittsweise verstärkt ist.
-
Die Unterschiede zwischen den einzelnen in den 3a bis 3h dargestellten Rohrwendelpatronen 100a bis 100h bestehen darin, dass die Verstärkung des verstärkten unbeheizten Abschnitts 101a bis 101h auf unterschiedliche Art realisiert ist.
-
Gemäß 3a wird der verstärkte unbeheizte Abschnitt 101a durch einen den Querschnitt der Rohrwendelpatrone 100a - genauer gesagt deren Gesamtquerschnitt, nicht den Querschnitt des Innenraums der Rohrwendelpatrone 100a- erhöhenden verdickten Metallmantelabschnitt 109a gebildet.
-
Gemäß 3b wird der verstärkte unbeheizte Abschnitt 101b durch eine den Querschnitt der Rohrwendelpatrone 100b erhöhende aufgeschobene Metallhülse 109b gebildet, die -z.B. durch Verpressen oder exakte Radienanpassung- in unmittelbaren Kontakt zum Metallmantel 113b der Rohrwendelpatrone 100b steht.
-
Der Unterschied zwischen der Rohrwendelpatrone 100b gemäß 3b und der Rohrwendelpatrone 100c gemäß 3c besteht darin, dass auch bei der Rohrwendelpatrone 100c eine den Querschnitt der Rohrwendelpatrone erhöhende, aufgeschobene Metallhülse 109c vorhanden ist, die aber nicht in unmittelbarem Kontakt zum Metallmantel 113c der Rohrwendelpatrone 100c steht, sondern von diesem beabstandet ist. Dabei kann der dadurch entstehende Zwischenraum 110c optional ebenfalls mit einem Füllmaterial gefüllt sein.
-
Der Unterschied zwischen der Rohrwendelpatrone 100c gemäß 3c und der Rohrwendelpatrone 100d gemäß 3d besteht darin, gemäß 3d nicht nur im unbeheizten Abschnitt 101d, sondern auch im beheizten Abschnitt 102d ein Rohr 111 auf den Metallmantel 113d der Rohrwendelpatrone 100d aufgeschoben ist. Die lokale Verstärkung des unbeheizten Abschnitts 101d gegenüber dem beheizten Abschnitt 102d entsteht hier dadurch, dass das Rohr 111 im beheizten Abschnitt 102d flächig am Metallmantel anliegt, im Abschnitt 101d aber einen größeren Querschnitt und damit ein größeres Flächenträgheitsmoment aufweist, das die lokale Verstärkung bewirkt. Auch hier kann der dadurch entstehende Zwischenraum 110d optional ebenfalls mit einem Füllmaterial gefüllt sein.
-
Die Rohrwendelpatrone 100e, deren Abschnitt in 3e dargestellt ist, bedient sich wie die Rohrwendelpatrone 100a einer einer lokalen Verdickung 109e zur partiellen Verstärkung des unbeheizten Abschnitts, so dass ein im Bereich der Verdickung 109e verstärkter unbeheizter Abschnitt entsteht. Im Gegensatz zur Variante gemäß 3a wird hier die Verdickung aber dadurch erreicht, dass der durch den Metallmantel 113e im verdickten Bereich umschlossene Innenraum einen kleineren Querschnitt aufweist.
-
Gemäß der in 3f dargestellten Möglichkeit zur Ausgestaltung des verstärkten unbeheizten Abschnitts 101f wird die Verstärkung dadurch erzielt, dass ein Rohrabschnitt 109f auf den Metallmantel 113f der Rohrwendelpatrone 100f aufgeschoben ist, dessen Innenkontur an die Außenkontur des Rohrmantels der Rohrwendelpatrone 100f angepasst ist. Um zumindest abschnittsweise eine noch stärkere Verstärkung zu erzielen, ist auf den Rohrabschnitt 109f seinerseits ein weiterer Abschnitt 112f aufgeschoben, so eine weitere Verstärkungsstufe erreicht wird.
-
Insbesondere führt diese Ausgestaltung dazu, dass besteht darin, dass im verstärkten unbeheizten Abschnitt 101f der Abstand a2 bzw. a3 zwischen dem rohrförmigen Metallmantel 113f und dem einem elektrischen Leiter zur Versorgung des elektrischen Widerstandsdrahts mit Strom, nämlich dem Anschlussdraht 106f, erhöht im Vergleich zum Abstand a1 zwischen dem rohrförmigen Metallmantel 113f und dem Anschlussdraht 106f im nicht verstärkten unbeheizten Bereich ist, was eine Reduktion des Risikos von Überschlägen zwischen diesen Bauteilen mit sich bringt.
-
Die in 3h dargestellte Rohrwendelpatrone 300h unterscheidet sich von der in 3b dargestellten Rohrwendelpatrone 300b nur dadurch, dass verstärkte im Wesentlichen unbeheizte Abschnitte 101h und der beheizte Abschnitt 102h denselben Außendurchmesser und eine identische Gesamtwandstärke aufweisen. Um dies zu erreichen, sind in den im Wesentlichen unbeheizten Abschnitten 101h der Rohrwendelpatrone Metallhülsen 109h auf deren Metallmantel 113h aufgeschoben, die aus einem Material bestehen, das eine höhere Festigkeit, insbesondere eine höhere Biegefestigkeit aufweist als das Material einer im beheizten Abschnitt 102h aufgeschobenen Metallhülse 110h mit gleichem Innendurchmesser und gleicher Wandstärke.
-
Derselbe Effekt kann, wie in 3g dargestellt ist, statt durch das Aufschieben auch durch ein Einschieben von in gleicher Weise ausgestalteten Metallhülsen 109g,110g in den Metallmantel 113g der Rohrwendelpatrone 300g, die abgesehen von dieser Änderung gleich wie die Rohrwendelpatrone 300h gemäß 3h aufgebaut ist, erreicht werden.
-
In den Ausführungsformen gemäß 3g und h ist somit jeweils der verstärkte unbeheizte Abschnitt 301g, 301h dadurch realisiert, dass er zumindest teilweise aus einem Material mit höherer Festigkeit besteht als der beheizte Abschnitt des rohrförmigen Metallmantels.
-
Wie in den 4a und 4b dargestellt ist, lassen sich erfindungsgemäße Rohrwendelpatronen 400a, 400b auch zusätzlich mit einer Anschlusshülse 412a, 412b versehen. In der in 4a dargestellte Ausführungsform der Rohrwendelpatrone 400a wird dabei der verstärkte unbeheizte Abschnitt 401a in gleicher Weise gebildet wie vorstehend anhand der 3f diskutiert wurde, welche als Detaildarstellung des Bereichs, der in 4a als Bereich Y gekennzeichnet ist, angesehen werden kann.
-
In der alternativen Ausgestaltung gemäß 4b wird eine weitere Möglichkeit zur Realisierung eines verstärkten unbeheizten Abschnitts 401b verdeutlicht. Wie in den Ausführungsformen gemäß den 3a bis 3d weist der Metallmantel 413b der Rohrwendelpatrone 400b einen im Wesentlichen unbeheizten Abschnitt 401b, der verstärkt ist, und einen beheizten Abschnitt 402b auf. Im beheizten Abschnitt ist ein gewendelter Widerstandsdraht 405b zu erkennen, der mit einem im unbeheizten Abschnitt verlaufenden Anschlussdraht 406b an einer Lötstelle 407b verbunden ist. Sowohl gewendelter Widerstandsdraht 405b als auch Anschlussdraht 406b sind jeweils durch eine Isolierstofffüllung 408b aus elektrisch isolierendem, wärmeleitendem Material vom Metallmantel 413b isoliert.
-
Im Gegensatz zu den bislang diskutierten Ausführungsformen ist hier vorgesehen, dass der Metallmantel 413b im unbeheizten Abschnitt 401b einen geringeren Querschnitt aufweist als im beheizten Abschnitt 402b, wobei die Verstärkung durch eine aufgeschobene Metallhülse 409b, welche mit der Anschlusshülse 412b verbunden oder als ein Abschnitt der Anschlusshülse 412b ausgebildet ist, bewirkt wird.
-
In 5a und 5b ist eine zur in 1 dargestellten Düsenheizung 1 alternative, nicht beanspruchte Düsenheizung 50 mit einer Rohrwendelpatrone dargestellt. Der Unterschied zwischen den Düsenheizungen 1 und 50 besteht einerseits in deren Aufbauprinzip: Die Düsenheizung gemäß 50 weist einen inneren Metallmantel 51 und einen äußeren Metallmantel 52 auf, die zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind, so dass ein Innenraum 53 gebildet wird, der besonders gut in der Querschnittsdarstellung gemäß 5b zu erkennen ist. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass der Bereich 54, in dem innere Metallmantel 51 und äußerer Metallmantel 52 miteinander in unmittelbarem Kontakt stehen, auch entfernt werden kann, so dass die Düsenheizung 50 in ihrer Erstreckungsrichtung geschlitzt ist.
-
Als Rohrwendelpatrone ist hier eine Rohrwendelpatrone 100c, wie sie oben anhand der 3c detailliert beschrieben wurde, eingesetzt, die in diesem Innenraum gewendelt angeordnet ist. Dabei ist die Rohrwendelpatrone 100c vorzugsweise mit einem wärmeleitenden Stoff, der elektrisch isolierend sein kann, aber nicht sein muss, umgeben bzw. in diesen eingebettet.
-
Der zweite Unterschied zur Düsenheizung 1 besteht in der Führung der Anschlussabschnitte der Rohrwendelpatrone 100c, welche axial und nicht, wie bei der Düsenheizung 1, radial aus der Düsenheizung 50 herausgeführt sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1,51
- Düsenheizung
- 10
- Wärmeleitkörper
- 20
- bekannte Rohrwendelpatrone
- 21
- unbeheizter Abschnitt
- 23
- Anschlussabschnitt
- 51
- innerer Metallmantel
- 52
- äußerer Metallmantel
- 53
- Innenraum
- 54
- Bereich
- 100,100a-h,400a,400b
- Rohrwendelpatrone
- 101,101a-h,401a,401b
- verstärkter unbeheizter Abschnitt
- 102,102a-h,402b
- beheizter Abschnitt
- 103
- Anschlussabschnitt
- 104
- elektrische Zuleitung
- 105a-d,105g,105h,405b
- Widerstandsdraht
- 106a-h,306f,406b
- Anschlussdraht
- 107a-d,107g,107h,407b
- Lötstelle
- 108a-h,408a, 408b
- Isolierstofffüllung
- 109a
- verdickter Metallmantelabschnitt
- 109b,109c ,109g,109h, 110,409b
- aufgeschobene Metallhülse
- 109e
- lokale Verdickung
- 109f,112f
- Rohrabschnitt
- 111
- Rohr
- 113,113a-h,413a,413b
- Metallmantel
- 412a,412b
- Anschlusshülse
- a1,a2,a3
- Abstände
- X,Y
- Bereiche von Detaildarstellungen
