DE102018104896B4 - Cartridge heater with thermocouple and method for manufacturing such a cartridge heater - Google Patents
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Abstract
Heizpatrone (1,101) mit einem rohrförmigen Metallmantel (10,110), mit einem mit einem elektrischen Heizelement (30,130) bewickelten Wickelkörper (20,120), der im Inneren des rohrförmigen Metallmantels (10,110) angeordnet und vom rohrförmigen Metallmantel (10,110) elektrisch isoliert ist, und mit einem Thermoelement (40,60,140),bei der das Thermoelement (40,60,140) mindestens drei Thermoschenkel (41,43,45,61,63,65,141,143,145,147), und mindestens einen ersten Kontaktpunkt (44,64,146) und entweder einen zweiten Kontaktpunkt (42,62) oder weitere Kontaktpunkte (142,144) zwischen jeweils zwei Thermoschenkeln (41,43,45, 61,63,65,141,143,145,147) aufweist, wobei nur der erste Kontaktpunkt (44,64,146) so ausgestaltet ist, dass eine Änderung der Temperatur des Kontaktpunkts das Messergebnis des Thermoelements (40,60,140) bestimmt,dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem elektrischen Heizelement (30,130) bewickelte Wickelkörper (20,120) mindestens eine Bohrung (21,22,121,122) aufweist, wobei durch eine der Bohrungen (21,121) mindestens zwei Thermoschenkel (43,45,63,65), die durch einen Kontaktpunkt (44,64) miteinander verbunden sind, geführt sind, wobei der erste Kontaktpunkt (44,64,146), der so ausgestaltet ist, dass eine Änderung der Temperatur des Kontaktpunkts (44,64,146) das Messergebnis des Thermoelements (40,60,140) beeinflusst, im Inneren des Wickelkörpers (20,120) liegt und mindestens ein zweiter oder weiterer Kontaktpunkt (42,62,142, 144) an einer den Anschlüssen gegenüberliegenden Seite des Wickelkörpers (20,120) angeordnet ist und zumindest Abschnitte von sich an den dort angeordneten zweiten oder weiteren Kontaktpunkt (42,62, 142,144) mittelbar oder unmittelbar anschließenden Thermoschenkeln (41,43,45,61,63, 65,141,143,145,147) durch die Bohrungen im Wickelkörper (20, 120) zu einer anschlussseitigen Seite des Wickelkörpers (20,120) geführt sind, so dass die Thermoschenkel (41,43,45,61,63,65,141,143,145, 147) bei der Herstellung der Heizpatrone (1,101) von der anschlussseitigen Seite des Wickelkörpers (20,120) her gesteckt und dann am zweiten oder weiteren Kontaktpunkt (42,62,142,144) verbunden werden können.Heating cartridge (1,101) with a tubular metal casing (10,110), with a winding body (20,120) wound with an electric heating element (30,130), which is arranged inside the tubular metal casing (10,110) and is electrically insulated from the tubular metal casing (10,110), and with a thermocouple (40,60,140),wherein the thermocouple (40,60,140) has at least three thermocouple legs (41,43,45,61,63,65,141,143,145,147), and at least one first contact point (44,64,146) and either one second contact point ( 42,62) or further contact points (142,144) between two thermocouples (41,43,45, 61,63,65,141,143,145,147), wherein only the first contact point (44,64,146) is designed such that a change in the temperature of the contact point the measurement result of the thermocouple (40,60,140) is determined, characterized in that the winding body (20,120) wound with the electric heating element (30,130) has at least one bore (21,22,121,122), with at least two thermolegs ( 43,45,63,65), which are connected to one another by a contact point (44,64), the first contact point (44,64,146) being designed in such a way that a change in the temperature of the contact point (44, 64,146) influences the measurement result of the thermocouple (40,60,140), is located inside the winding body (20,120) and at least one second or further contact point (42,62,142, 144) is arranged on a side of the winding body (20,120) opposite the connections and at least Sections of thermal legs (41,43,45,61,63, 65,141,143,145,147) directly or indirectly connected to the second or further contact point (42,62, 142,144) arranged there through the bores in the winding body (20, 120) to a connection-side side of the winding body (20,120) so that the thermal legs (41,43,45,61,63,65,141,143,145, 147) are inserted during manufacture of the heating cartridge (1,101) from the connection side of the winding body (20,120) and then on the second or another contact point (42,62,142,144) can be connected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizpatrone mit Thermoelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a heating cartridge with a thermocouple having the features of the preamble of
Heizpatronen werden häufig mit einem Temperatursensor, versehen, um die abgegebene Heizleistung zu verifizieren und gegebenenfalls nachzuregeln. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, als Temperatursensor Thermoelemente einzusetzen. Solche Thermoelemente weisen üblicherweise zwei metallische Leiter aus unterschiedlichem Material auf, die sogenannten Thermoschenkel, die an einem Ende verbunden sind, so dass der an diesem Ende auftretende thermoelektrische Effekt zur Temperaturmessung verwendet werden kann.Cartridge heaters are often provided with a temperature sensor in order to verify the heat output and, if necessary, to adjust it. It is known from the prior art to use thermocouples as temperature sensors. Such thermocouples usually have two metallic conductors made of different materials, the so-called thermolegs, which are connected at one end so that the thermoelectric effect occurring at this end can be used to measure temperature.
Insbesondere bei einer Heizpatrone mit aus dem Rohrmund herausgeführten isolierten Anschlüssen wird in der Praxis Ein solches Thermoelement wird in der in einer Heizpatrone mit Wickelkörper, auf dem das elektrische Heizelement, z.B. ein Heizdraht oder Widerstandsdraht, aufgewickelt ist, angeordnet, indem seine Thermoschenkel von der Anschlussseite der Heizpatrone her durch Bohrungen im Wickelkörper hindurchgeschoben werden und dann die Spitzen miteinander elektrisch leitend verbunden, insbesondere verschweißt oder vercrimpt werden, um die Messstelle des Thermoelements zu bilden. Dies bedeutet aber, dass die Lage der Messstelle des Thermoelements in einer Heizpatrone nicht frei wählbar ist, sondern dass sie in der Regel an der der Anschlussseite gegenüberliegenden Seite eines Wickelkörpers angeordnet sein muss.In practice, such a thermocouple is placed in the in a cartridge heater with a winding body on which the electrical heating element, e.g. a heating wire or resistance wire, is wound, by removing its thermoleg from the connection side of the heating cartridge are pushed through holes in the winding body and then the tips are connected to one another in an electrically conductive manner, in particular welded or crimped, in order to form the measuring point of the thermocouple. However, this means that the position of the measuring point of the thermocouple in a heating cartridge cannot be freely selected, but that it generally has to be arranged on the side of a winding body opposite the connection side.
Solange man nur einen Wickelkörper verwendet, ist das Thermoelement also zwingend an der Spitze dieses Wickelkörpers und damit an einem Ende der Heizpatrone angeordnet. Will man beispielsweise für eine gegebene Anwendung einer elektrischen Heizpatrone eine Temperaturüberwachung in deren mittlerem Abschnitt gewährleisten, bleibt nur die Möglichkeit, zwei oder mehr bewickelte Wickelkörper hintereinander anzuordnen und miteinander zu verbinden.As long as only one winding body is used, the thermocouple must be arranged at the tip of this winding body and thus at one end of the heating cartridge. For example, if you want to ensure temperature monitoring in the middle section of an electric heating cartridge for a given application, the only option left is to arrange two or more wound winding bodies one behind the other and to connect them to one another.
Dies erhöht zwar die Flexibilität hinsichtlich der Position, an der die Messstelle des Thermoelements angebracht werden kann ein Stück weit (auch wenn noch immer keine freie Positionierbarkeit geschaffen wird), bringt mehrere signifikante Probleme mit sich:
- Erstens wird die Fehleranfälligkeit spürbar erhöht, da die einzelnen mit dem elektrischen Heizelement bewickelten Wickelkörper jeweils miteinander kontaktiert werden müssen. Zweitens wird der Zusammenbau der Heizpatrone komplexer, was die Prozesssicherheit senkt. Und drittens verliert man Freiheitsgrade bei der Gestaltung eines Temperaturprofils, da die Übergangsbereiche zwischen den einzelnen Wickelkörpern quasi zwangsweise unbeheizte Zonen darstellen, was zudem auch noch die Bauraumerfordernisse für das Erreichen einer gegebenen Heizleistung erhöht. Die Oberflächenbelastung auf dem Mantel und auf dem Widerstandsdraht steigt. Darüber hinaus werden die Kosten wegen der signifikant größeren Zahl von Arbeitsschritten deutlich erhöht.
- Firstly, the susceptibility to errors is noticeably increased, since the individual winding bodies wound with the electric heating element must each be contacted with one another. Second, assembling the cartridge heater becomes more complex, which lowers process reliability. And thirdly, you lose degrees of freedom in the design of a temperature profile, since the transition areas between the individual winding bodies are almost inevitably unheated zones, which also increases the space requirements for achieving a given heating output. The surface load on the sheath and on the resistance wire increases. In addition, the costs are significantly increased because of the significantly larger number of work steps.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, mit erhöhter Prozesssicherheit einen kostengünstigen Aufbau für eine Heizpatrone mit Thermoelement bereitzustellen, bei dem eine freiere Positionierbarkeit der Messstelle des Thermoelements gegeben ist, ohne dass die oben genannten Nachteile eintreten.The object of the invention is therefore to provide a cost-effective design for a heating cartridge with a thermocouple with increased process reliability, in which the measuring point of the thermocouple can be positioned more freely without the disadvantages mentioned above occurring.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Heizpatrone mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Heizpatrone mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a heating cartridge having the features of
Eine erfindungsgemäße Heizpatrone hat einen rohrförmigen Metallmantel, einen mit einem elektrischen Heizelement bewickelten Wickelkörper, der im Inneren des rohrförmigen Metallmantels angeordnet und vom rohrförmigen Metallmantel isoliert ist, und ein Thermoelement. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass ein Rohr unterschiedliche Querschnittsgeometrien, insbesondere auch von der Kreisform abweichende Querschnittsgeometrien haben kann.A cartridge heater according to the present invention has a tubular metal shell, a bobbin wound with an electrical heating element disposed inside the tubular metal shell and insulated from the tubular metal shell, and a thermocouple. For the sake of completeness, it is pointed out that a tube can have different cross-sectional geometries, in particular cross-sectional geometries that deviate from the circular shape.
Erfindungswesentlich ist, dass das Thermoelement mindestens drei Thermoschenkel und mindestens einen ersten Kontaktpunkt und einen zweiten Kontaktpunkt oder weiteren Kontaktpunkten zwischen jeweils zwei Thermoschenkeln aufweist, wobei nur der erste Kontaktpunkt so ausgestaltet ist, dass eine Änderung der Temperatur des Kontaktpunkts das Messergebnis des Thermoelements beeinflusst.It is essential to the invention that the thermocouple has at least three thermocouples and at least a first contact point and a second contact point or further contact points between two thermocouples, with only the first contact point being configured such that a change in the temperature of the contact point affects the measurement result of the thermocouple.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die hier verwendeten Begriffe „erster“ bzw. „zweiter“ nicht eine bestimmte Reihenfolge oder Abfolge dieser Kontaktpunkte festlegen, sondern einer Kategorisierung bzw. Referenzierung der unterschiedlichen Arten von Kontaktpunkten dient. Wenn beispielsweise drei Kontaktpunkte vorhanden sind, kann also durchaus der mittlere Kontaktpunkt der erste Kontaktpunkt sein.For the sake of completeness, it is pointed out that the terms "first" and "second" used here do not define a specific order or sequence of these contact points, but serve to categorize or refer to the different types of contact points. For example, if there are three contact points are, so the middle contact point can definitely be the first contact point.
Dadurch, dass man ein Thermoelement mit mindestens einem zusätzlichen Kontaktpunkt, bei dem aber sichergestellt ist, dass zusätzliche Kontaktpunkte das Messergebnis nicht beeinflussen, verwendet, erhält man mindestens eine zusätzliche Stelle, an der man nach dem Einführen von einzelnen oder durch Verbindung miteinander vorkonfigurierten Thermoschenkeln in zwei separate Bohrungen des bewickelten Wickelkörpers durch Kontaktierung, insbesondere Verschweißen zu dem zusätzlichen Kontaktpunkt das Thermoelement funktionsfähig machen kann. Es wird also gemäß der Erfindung ein für die Funktion des Thermoelements nicht benötigter, aber sie auch nicht beeinträchtigender zusätzlicher Kontaktpunkt verwendet, um einen zusätzlichen Montagefreiheitsgrad zu erlangen.By using a thermocouple with at least one additional contact point, which ensures that additional contact points do not affect the measurement result, you get at least one additional point where, after inserting individual thermocouples or thermocouples preconfigured by connecting them to one another, you can two separate bores of the wound bobbin can make the thermocouple functional by contacting, in particular welding to the additional contact point. According to the invention, an additional contact point that is not required for the function of the thermocouple but also does not impair it is used in order to achieve an additional degree of freedom in assembly.
Der erste Kontaktpunkt kann zwischen Thermoschenkeln einer der typischen Materialpaarungen für Thermoelemente, z.B. Nickel-Chrom/Nickel, Eisen/Kupfer-Nickel, Platin-Rhodium/Platin hergestellt sein und stellt die eigentliche Funktionalität des Thermoelements bereit.The first contact point can be made between thermolegs of one of the typical material pairings for thermocouples, e.g. nickel-chromium/nickel, iron/copper-nickel, platinum-rhodium/platinum and provides the actual functionality of the thermocouple.
Eine Möglichkeit, den zweiten Kontaktpunkt funktionslos zu gestalten, so dass er das Messergebnis nicht beeinflusst, besteht darin, dass am zweiten Kontaktpunkt zwei Thermoschenkel aus demselben Material oder aus einer Paarung von Materialien mit im Wesentlichen gleichen thermoelektrischen Koeffizienten miteinander in Kontakt stehen, so dass eine Änderung der Temperatur des zweiten Kontaktpunkts das Messergebnis des Thermoelements nicht beeinflusst.One way to make the second contact point non-functional so that it does not affect the measurement result is that two thermocouples made of the same material or a pair of materials with essentially the same thermoelectric coefficients are in contact with each other at the second contact point, so that a Changing the temperature of the second contact point does not affect the measurement result of the thermocouple.
Denkbar wäre also beispielsweise, einen ersten Nickel-Thermoschenkel und zweite und dritte Nickel-Chrom-Thermoschenkel zu verwenden und diese an zwei Kontaktpunkten miteinander zu verbinden. Am ersten Kontaktpunkt liegt dann praktisch ein übliches Typ K-Thermoelement vor. Am zweiten Kontaktpunkt ist die Metallpaarung Nickel-Chrom/ Nickel-Chrom, was natürlich das Messergebnis des ersten Kontaktpunkts nicht verfälscht. Natürlich können nach diesem Prinzip noch weitere Kontaktpunkte bereitgestellt werden, wenn man weitere Thermoschenkel aus jeweils identischem Material hinzufügt und mit Kontaktpunkten, die dann immer Thermoschenkel gleichen Materials verbinden und deshalb auf Temperaturänderungen unempfindlich sind, verbindet.It would therefore be conceivable, for example, to use a first nickel thermocouple and second and third nickel-chromium thermocouples and to connect them to one another at two contact points. A standard Type K thermocouple is then practically present at the first contact point. At the second contact point, the metal pairing is nickel-chromium/nickel-chromium, which of course does not falsify the measurement result for the first contact point. Of course, further contact points can be provided according to this principle if further thermocouples made of identical material are added and connected with contact points, which then always connect thermocouples of the same material and are therefore insensitive to temperature changes.
Eine dazu alternative Möglichkeit, die aber stets eine Zerlegung des Thermoelements in mehr Thermoschenkel und mehr Kontaktpunkte erfordert, besteht darin, dass auch am ersten weiteren, d.h. einem zweiten, Kontaktpunkt zwei Thermoschenkel aus unterschiedlichen Materialien, die verschiedene thermoelektrische Koeffizienten aufweisen, miteinander in Kontakt stehen und dass es einen zweiten weiteren, d.h. einen dritten Kontaktpunkt gibt, der den Effekt einer Änderung der Temperatur des zweiten Kontaktpunkts kompensiert. Die einfachste Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht in einer Sequenz von Materialübergängen mit relativ zueinander umgekehrter Richtung, wobei dann sichergestellt sein sollte, dass die so korrespondierenden Kontaktpunkte an Stellen angeordnet sind, an denen die Temperatur als gleich angesehen werden kann.An alternative possibility, which always requires the thermocouple to be broken down into more thermocouples and more contact points, is that two thermocouples made of different materials, which have different thermoelectric coefficients, are also in contact with one another at the first additional, i.e. a second, contact point and that there is a second further, i.e. third, contact point which compensates for the effect of a change in temperature of the second contact point. The simplest way to achieve this is to use a sequence of material transitions of opposite direction relative to each other, then ensuring that the contact points so corresponding are located at locations where the temperature can be considered equal.
Ein denkbares Beispiel wäre ein System mit einem ersten Thermoschenkel aus Fe, einem zweiten und vierten Thermoschenkel aus CuNi und einem dritten Thermoschenkel aus NiCr. Am ersten Kontaktpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Thermoschenkel erhält man ein Typ J-Thermoelement. Am zweiten Kontaktpunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Thermoschenkel und am dritten Kontaktpunkt zwischen dem dritten und vierten Thermoschenkel entsprechen die Materialpaarungen jeweils Typ E-Thermoelementen, die einander aber wegen der jeweils vertauschten Materialabfolge kompensieren, wenn gewährleistet ist, dass die Temperatur an diesen Kontaktpunkten gleich ist. Bei einer Heizpatrone ist diese Bedingung in der Regel leicht zu erfüllen, wenn man die Kontaktpunkte an derselben axialen Position der Heizpatrone anordnet.A conceivable example would be a system with a first thermal leg made of Fe, a second and fourth thermal leg made of CuNi and a third thermal leg made of NiCr. A Type J thermocouple is obtained at the first point of contact between the first and second thermolegs. At the second contact point between the second and the third thermal leg and at the third contact point between the third and fourth thermal leg, the material pairings correspond to type E thermocouples, which, however, compensate each other because of the swapped material sequence, if it is ensured that the temperature at these contact points is the same is. In the case of a heating cartridge, this condition is usually easy to meet if the contact points are arranged at the same axial position of the heating cartridge.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der erste Kontaktpunkt in axialer Richtung des rohrförmigen Metallmantels betrachtet zwischen den beiden Enden des mit dem elektrischen Heizelement bewickelten Wickelkörpers liegt.It is particularly preferred if the first contact point, viewed in the axial direction of the tubular metal jacket, lies between the two ends of the winding body on which the electrical heating element is wound.
Wenn mindestens ein Thermoschenkel, bevorzugt alle Thermoschenkel aus gebildet sind, ergeben sich fertigungstechnische Vorteile. Insbesondere können dann Kontaktpunkte einfach gebildet werden, indem man das Flachband mit Überlapp bereitstellt und dann einen Punktschweißprozess durchführt.If at least one thermal limb, preferably all thermal limbs, are formed, there are manufacturing advantages. In particular, contact points can then be easily formed by providing the flat strip with an overlap and then carrying out a spot welding process.
Erfindungsgemäß ist, dass der mit dem elektrischen Heizelement bewickelte Wickelkörper mindestens eine Bohrung aufweist. In diesem Fall können durch die Bohrung ein Thermoschenkel oder durch die Bohrung mindestens zwei Thermoschenkel, die durch einen Kontaktpunkt miteinander verbunden sind, geführt werden. Besonders bevorzugt sind zwei Bohrungen, die zueinander parallel und symmetrische angeordnet sind. Dann kann in jede dieser Bohrungen eine vorkonfigurierte „Hälfte“ des Thermoelements, die jeweils einen oder mehrere Thermoschenkel und die entsprechende Anzahl von Kontaktpunkten aufweist, von der Anschlussseite des Wickelkörpers her eingeführt werden und das Thermoelement dann durch Schaffung des noch fehlenden Kontaktpunkts im Spitzenbereich gebrauchsfertig gemacht werden, während zugleich der „aktive“ erste Kontaktpunkt insbesondere an einer beliebigen Stelle der Bohrung angeordnet sein kann, so dass gemäß der Erfindung der Kontaktpunkt, der so ausgestaltet ist, dass eine Änderung der Temperatur des Kontaktpunkts das Messergebnis des Thermoelements beeinflusst, im Inneren des Wickelkörpers liegt.According to the invention, the winding body on which the electric heating element is wound has at least one bore. In this case, a thermocouple or at least two thermocouples, which are connected to one another by a contact point, can be guided through the bore. Two bores which are arranged parallel and symmetrically to one another are particularly preferred. A preconfigured "half" of the thermocouple, each with one or more thermocouples and the corresponding number of contact points, can then be inserted into each of these bores from the connection side of the winding body and that Thermocouple can then be made ready for use by creating the missing contact point in the tip area, while at the same time the "active" first contact point can be arranged in particular at any point in the bore, so that according to the invention the contact point, which is designed in such a way that a change in the Temperature of the contact point influences the measurement result of the thermocouple, is inside the winding body.
Wenn man sicherstellt, dass ein Kontaktpunkt durch ein Fenster oder eine Ausnehmung im Wickelkörper zugänglich ist, können weitere fertigungstechnische Vorteile erreicht werden, weil diese es erlauben, den Kontaktpunkt an der einer gegebenen Stelle erst nach dem Einfädeln herzustellen. Das Einfädeln langer Abschnitte von Thermoschenkeln oder von mehreren bereits durch Kontaktpunkte miteinander verbundenen Thermoschenkeln kann so vereinfacht oder vermieden werden.If one ensures that a contact point is accessible through a window or a recess in the bobbin, further manufacturing advantages can be achieved because this allows the contact point to be made at a given point only after threading. The threading in of long sections of thermal legs or of several thermal legs that are already connected to one another by contact points can thus be simplified or avoided.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wicklung des elektrischen Heizelements im Bereich des ersten Kontaktpunkts und insbesondere im Bereich eines solchen Fensters im Vergleich zur Wicklung in anderen Bereichen des Wickelkörpers variiert.It is advantageous if the winding of the electrical heating element varies in the area of the first contact point and in particular in the area of such a window compared to the winding in other areas of the winding body.
Natürlich kann, wenn dies gewünscht ist, auch eine erfindungsgemäß ausgestaltete elektrische Heizpatrone mehrere Wickelkörper, die miteinander elektrisch verbunden, insbesondere in parallel oder in Reihe verschaltet sind, aufweisen.Of course, if desired, an electric heating cartridge designed according to the invention can also have a plurality of winding bodies which are electrically connected to one another, in particular connected in parallel or in series.
Erfindungsgemäß ist eine Ausführungsform, bei der mindestens ein zweiter oder weiterer Kontaktpunkt an einer den Anschlüssen gegenüberliegenden Seite des Wickelkörpers angeordnet ist und bei der ferner zumindest Abschnitte von sich an den dort angeordneten zweiten oder weiteren Kontaktpunkt mittelbar oder unmittelbar anschließenden Thermoschenkeln durch Öffnungen im Wickelkörper zu einer anschlussseitigen Seite des Wickelkörpers geführt sind, so dass die Thermoschenkel bei der Herstellung der Heizpatrone von der anschlussseitigen Seite des Wickelkörpers her gesteckt und dann am zweiten oder weiteren Kontaktpunkt verbunden werden können.According to the invention, there is an embodiment in which at least one second or further contact point is arranged on a side of the winding body opposite the connections and in which at least sections of the thermal legs directly or indirectly adjoining the second or further contact point arranged there are connected through openings in the winding body to form a connection-side side of the bobbin are guided, so that the thermal legs can be plugged into the production of the heating cartridge from the connection-side side of the bobbin and then connected to the second or further contact point.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer derartigen Heizpatrone unterscheidet sich von des bisher bekannten Vorgehensweisen bei der Herstellung von Heizpatronen dadurch, dass bei der Herstellung der Heizpatrone die Thermoschenkel von der anschlussseitigen Seite des Wickelkörpers her durch Öffnungen gesteckt und dann an einem zweiten oder weiteren Kontaktpunkt, der an der der anschlussseitigen Seite gegenüberliegenden Seite des Wickelkörpers liegt, verbunden werden.The method according to the invention for the production of such a heating cartridge differs from the previously known procedure for the production of heating cartridges in that during the production of the heating cartridge the thermal legs are inserted through openings from the connection side of the winding body and then at a second or further contact point, the on the opposite side of the winding body to the connection-side side.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine geöffnete Ansicht einer ersten elektrischen Heizpatrone mit Thermoelement, -
2 : einen Querschnitt durch den Wickelkörper der Heizpatrone aus1 , -
3 : eine Ansicht eines alternativ ausgestalteten Thermoelements, -
4 : einen Querschnitt durch eine zweite elektrischen Heizpatrone mit Thermoelement, -
5 : den Wickelkörper der Heizpatrone aus4 , und -
6 : eine Ansicht des Thermoelements aus4 .
-
1 : an opened view of a first electrical cartridge heater with thermocouple, -
2 : a cross section through the coil body of theheating cartridge 1 , -
3 : a view of an alternatively configured thermocouple, -
4 : a cross section through a second electric heating cartridge with thermocouple, -
5 : the coil body of the heating cartridge4 , and -
6 : a view of the thermocouple4 .
Wie man in
Ein erster wesentlicher Unterschied zwischen dem Thermoelement 40 und dem Thermoelement 60 besteht darin, dass die Thermoschenkel 61,63,65 aus einem Flachbandmaterial gefertigt sind, was zu flächig ausgeführten Kontaktpunkten 62,64 führt. Wie insbesondere der Kontaktpunkt 62 zeigt, kann hier ein ganz erheblicher Überlapp von Thermoschenkeln zur Bildung eines Kontaktpunkts 62 verwendet werden.A first significant difference between the
Ein zweiter wesentlicher Unterschied besteht darin, dass der Thermoschenkel 63 u-förmig gebogen ist. Dies ermöglicht besonders einfach ein Einführen der bereits mit den Verbindungselementen 67 bzw. 68 verbundenen Thermoschenkel 61,65 von der einen Seite und des u-förmig gebogenen Thermoschenkels 63 von der andere Seite des Wickelkörpers her.A second major difference is that the
Zwei in
Zweitens ist durch den Aufbau des Thermoelements 140 sichergestellt, dass sich der Effekt der weiteren Kontaktpunkte 142,144 kompensiert, weil sie so symmetrisch zueinander positioniert sind, dass sicher zu erwarten ist, dass sie in der Einbausituation derselben Temperatur ausgesetzt sind und ein Materialübergang AB von einem Materialübergang BA gefolgt wird. Auch bei diesem Aufbau ist also gewährleistet, dass die Weiteren Kontaktpunkte 142,144 die Ergebnisse der Temperaturmessung am Kontaktpunkt 146 nicht verfälschen.Second, the structure of the
Zudem kann durch das Vorsehen des U-förmigen zweiten Thermoschenkels 143 der Fädelweg durch Bohrungen des Wickelkörpers 120 weiter verkürzt werden, was die Produktionszeit positiv beeinflusst. Dazu werden dann vorteilhafterweise im Wickelkörper 120 Fenster angeordnet, die es erlauben, nach dem Einführen der Thermoschenkel in die Bohrungen die Kontaktpunkte 142,144 zu erzeugen, z.B. durch Punktschweißen. Es können aber auch ohne Fenster insbesondere bei Thermoschenkeln aus Flachmaterial durch Verpressen Kontaktpunkte hergestellt werden.In addition, the provision of the U-shaped second
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen der Heizpatrone 1 und der Heizpatrone 101 lässt sich besonders gut der
Damit wird verdeutlicht, dass bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Heizpatrone 1,101 eine Anpassung der Leistung in diesem Bereich möglich ist und damit das Ansprechen/Verhalten des Thermoelements der jeweiligen Einbausituation der jeweiligen Anwendung und/oder der jeweiligen Oberflächenbelastung angepasst werden kann, was nach dem Stand der Technik so nicht möglich war.This makes it clear that with a heating cartridge 1,101 designed according to the invention, an adjustment of the power in this area is possible and thus the response/behaviour of the thermocouple can be adjusted to the respective installation situation of the respective application and/or the respective surface load, which according to the prior art that was not possible.
BezugszeichenlisteReference List
- 1,1011.101
- Heizpatronecartridge heater
- 10,11010.110
- rohrförmiger Metallmanteltubular metal jacket
- 11,11111.111
- BodenFloor
- 20,12120.121
- Wickelkörperwinding body
- 21,22,121,12221,22,121,122
- Bohrungdrilling
- 30,13030,130
- elektrisches Heizelementelectric heating element
- 31,13131,131
- Versorgungsleitungsupply line
- 40,60,14040,60,140
- Thermoelementthermocouple
- 41, 43, 45, 61, 63, 65, 141,143,145,14741, 43, 45, 61, 63, 65, 141, 143, 145, 147
- Thermoschenkelthermal legs
- 42,6242.62
- zweiter Kontaktpunktsecond point of contact
- 44,64,14644,64,146
- erster Kontaktpunktfirst point of contact
- 47,48,67,68,148,14947,48,67,68,148,149
- Verbindungselementfastener
- 50,15050,150
- MgO-PulverMgO powder
- 142,144142,144
- weitere Kontaktpunktemore contact points
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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