DE19917270A1 - Strahlungsanordnung, insbesondere Infrarotstrahler - Google Patents
Strahlungsanordnung, insbesondere InfrarotstrahlerInfo
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Abstract
Es ist eine Strahlungsquelle in Form eines Infrarotstrahlers bekannt, mit wenigstens einer Strahlungsquelle in Richtung der Längsachse eines Hüllrohrs verlaufend, das an beiden Enden verchlossen ist, mit einem metallischen, elektrischen Anschlußteil an jedem Ende des Hüllrohres und mit mindestens einem die Längenänderungen der Strahlungsquelle aufnehmenden, federnden Zwischenteil innerhalb des Hüllrohrs, das einerseits mit einem elektrischen Anschlußteil und andererseits mit der Strahlungsquelle fest verbunden ist. Um hiervon ausgehend die Strahlungsanordnung so auszubilden, daß sie insbesondere mit kleinen Leuchtrohr- bzw. Hüllrohrdurchmessern, beispielsweise mit Innendurchmessern im Bereich unterhalb von 12 mm, aufgebaut werden kann, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß Längenänderungen in der Strahlungsquelle kompensiert werden können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Zwischenteil aus Molybdän-Blech gebildet ist, das mindestens einen Faltungsabschnitt mit zwei Knickstellen quer zur Längsachse aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlungsanordnung, insbesondere einen Infrarotstrah
ler, mit wenigstens einer Strahlungsquelle in Richtung der Längsachse eines Hüllrohres verlau
fend, das an beiden Enden verschlossen ist, mit einem metallischen, elektrischen Anschlußteil
an jedem Ende des Hüllrohres und mit mindestens einem die Längenänderungen der Strah
lungsquelle aufnehmenden, federnden Zwischenteil innerhalb des Hüllrohres, das einerseits
mit einem elektrischen Anschlußteil und andererseits mit der Strahlungsquelle fest verbunden
ist.
Solche Strahlungsanordnungen, oder Strahler, sind allgemein bekannt und beispielsweise in
der GB-A-2 233 150 beschrieben. Die in dieser Druckschrift gezeigte Infrarotstrahlungsquelle
weist ein Hüllrohr aus einem für infrarote Strahlung transparenten Material auf, das einen elek
trischen Leiter enthält, der aus Kohlenfasern gebildet ist, die mit einer elektrischen Energiever
sorgung verbunden sind. Das Hüllrohr ist an seinen Enden gedichtet und kann entweder eva
kuiert sein oder mit einem Gas, wie beispielsweise Argon, gefüllt sein. Hierdurch werden
Strahlungsquellen mit einem schnellen Ansprechverhalten geschaffen, die bei Temperaturen
oberhalb von 1.200°C betreibbar sind. Im Übergangsbereich zwischen dem elektrischen Leiter
und den aus dem Hüllrohr an dessen Ende herausgeführten Anschlußstiften ist, innerhalb des
Hüllrohres, ein metallischer Drahtleiter eingefügt, der spiralförmig gewickelt ist, um die unter
schiedlichen Längenausdehnungen insbesondere des Leiters innerhalb des Hüllrohres
auszugleichen.
Weiterhin beschreibt die DE-A1 44 19 285 eine Strahlungsanordnung, insbesondere einen In
frarotstrahler, mit wenigstens einer flächenhaft ausgebildeten Strahlungsquelle. Die Strah
lungsquelle ist ein Carbonband, das in mehreren, zusammenhängenden Teilabschnitten
angeordnet ist, wobei die Teilabschnitte an ihren Enden in Auflagen gehalten sind, von denen
mindestens die erste und die letzte als Kontakt ausgebildet sind; hierdurch ist diese Strah
lungsanordnung auch über längere Zeit temperaturwechselbeständig und weist eine geringe
Trägheit auf.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Er
findung die Aufgabe zugrunde, eine Strahlungsanordnung der eingangs genannten Art so aus
zubilden, daß sie insbesondere mit kleinen Leuchtrohr- bzw. Hüllrohrdurchmessern, beispiels
weise mit Innendurchmessern im Bereich unterhalb von 12 mm, aufgebaut werden kann, wo
bei gleichzeitig gewährleistet ist, daß Längenänderungen in der Strahlungsquelle kompensiert
werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Strahlungsanordnung mit den eingangs ge
nannten Merkmalen, dadurch, daß das Zwischenteil aus Molybdän-Blech gebildet ist, das min
destens einen Faltungsabschnitt mir zwei Knickstellen quer zur Längsachse aufweist.
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei der Herstellung von Strahlungsanordnungen mit
kleineren Leuchtrohrdurchmessern, beispielsweise mit Durchmessern von 9 mm im Innen
raum, ein Federelement aus spiralförmig gewickeltem Draht, wie es derzeit im Stand der Tech
nik eingesetzt wird, nicht verwendbar ist, da bei kleineren Hüllrohrdurchmessern (kleiner 12 mm
innen) eine Spiralfeder aus einer Molybdän-Litze, die wegen der hohen Strombelastung
einen entsprechend angepaßten Querschnitt haben muß, unelastischer wird. Beim Quetschen
des Hüllrohrs an seinen Enden würde dann auch die Gefahr bestehen, daß die Molybdän-
Dichtfolie, die üblicherweise im Bereich der Durchführung des Strahlungsbandes um dieses
herum gelegt wird, durch eine zu hohe Zugkraft reißt. Für die Kompensation der Längendeh
nung des Strahlungsbandes bzw. der Strahlungsquelle wird daher, gemäß der Erfindung, eine
Maßnahme ergriffen, die vorsieht, als Element zur Kompensation der Längenänderung ein Mo
lybdän-Blech einzusetzen, das mindestens einen Faltungsabschnitt aufweist, der ausreichend
ist, um die auftretenden Längenänderungen zu kompensieren. Es hat sich gezeigt, daß mit ei
nem so gefalteten Molybdän-Blech Strahler, insbesondere Carbonstrahler, mit sehr kleinem
Leucht- bzw. Hüllrohrdurchmesser hergestellt werden können, da mit dem Molybdän-Blech die
hohen Strombelastungen, trotz des geringen, zur Verfügung stehenden Innenquerschnitts des
Strahlers, aufgenommen werden können, da das Molybdän-Blech unter der Ausnutzung des
vollen Innendurchmessers des Hüllrohrs dimensioniert werden kann.
Um zum einen eine ausreichende mechanische Stabilität zu erzielen und zum anderen hohen
Strombelastungen gerecht zu werden, sollte das Molybdän-Blech eine Dicke im Bereich vom
0,07 bis 0,09 mm aufweisen, mit einer bevorzugten Breite des Molybdän-Blechs im Bereich
von 0,5 bis 0,7 mm pro 1 A Strombelastung.
Darüber hinaus hat es sich insbesondere auch in Hinblick auf die erforderliche Elastizität als
zweckdienlich erwiesen, das Verhältnis von Breite zu Höhe des gefalteten Molybdän-Blechs im
Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 1, vorzugsweise von etwa 1 : 0,75, auszuwählen.
Die Strahlungsanordnung, wie sie angegeben ist, eignet sich insbesondere für Innendurch
messer des Hüllrohrs, die bei weniger als 12 mm liegen.
Um die Elastizität zu erhöhen, insbesondere dann, wenn Strahlungsanordnungen mit sehr lan
gen Hüllrohren aufgebaut werden sollen, kann der Faltungsabschnitt mit mehreren Knickstel
len versehen werden, die, in Achsrichtung des Hüllrohrs gesehen, zick-zack- oder harmonika
artig hintereinander angeordnet sind. Zum Beispiel liegt bei einer Länge der Strahlungsquelle
im Bereich von 400 bis 1000 mm die Anzahl der Faltungen bzw. Knickstellen vorzugsweise bei
mindestens 10. Falls Längen der Strahlungsquelle im Bereich von < 1000 mm erforderlich
sind, sollte die Anzahl der Faltungen bzw. Knickstellen mindestens 12 betragen.
Ein Faltungsabschnitt, wie er eingesetzt werden soll, kann auch im Bereich von beiden An
schlußenden der Strahlungsquelle, die mit den jeweiligen, durch die Quetschung am Ende des
Hüllrohrs nach außen geführten Anschlußstiften verbunden werden, angeordnet sein.
Besonders bevorzugt ist die Ausbildung eines solchen Faltungsabschnitts mit mindestens zwei
Knickstellen quer zur Längsachse des Hüllrohrs in Verbindung mit einem Carbonband als
Strahlungsquelle.
Um eine einfache, allerdings dennoch sehr haltbare Verbindung des Faltungsabschnitts mit
dem Anschlußstift einerseits und mit der Strahlungsquelle andererseits zu erzielen, sollte vor
zugsweise eine Widerstandsschweißung eingesetzt werden.
Eine Ausführungsform einer Strahlungsanordnung gemäß der Erfindung wird nachfolgend an
hand der Zeichnungen beschrieben, wobei
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Strahlers zeigt und
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Faltungsabschnitts, wie er in Fig. 1
eingesetzt ist, darstellt.
Die Strahlungsanordnung, wie sie in Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist, um
faßt ein Hüllrohr 1, entlang dessen Achse eine bandförmige Strahlungsquelle 2 geführt ist, bei
der es sich in diesem Beispiel um ein Carbonband handelt. Der Innendurchmesser dieses Hüll
rohrs 1 liegt bei etwa 10 bis 12 mm. An seinen beiden Enden 3 ist das Hüllrohr 1, aus Quarz
glas hergestellt, jeweils mit einer Quetschung 4 verschlossen.
An beiden Enden des Strahlerbands 2 ist ein Kontaktplättchen 5 befestigt. Das eine Kontakt
plättchen 5 an dem einen Ende 3 der Strahlungsquelle 2, in Fig. 1 das rechtsseitige Ende, ist
mit einem Kontaktstift 6 verbunden, der in die Quetschung 4 hineinführt, im Bereich derer der
Kontaktstift 6 in eine Molybdän-Folie 7 übergeht, die wiederum an ihrem anderen Ende mit ei
nem stiftförmigen, elektrischen Anschlußteil 8 verbunden ist, das durch die Quetschung 4 her
aus zur Außenseite führt, um den Strahler kontaktieren zu können.
Auf der gegenüberliegenden Seite, d. h. auf der linken Seite in Fig. 1, ist die bandförmige
Strahlungsquelle 2, wiederum über ein Kontaktplättchen 5, mit einem Zwischenteil 9 verbun
den. Dieses Zwischenteil 9, das aus mehreren Faltungsabschnitten 15 besteht, ist auch in ei
ner vergrößerten Darstellung in Fig. 2 gezeigt. Jeder Faltungsabschnitt 15 besitzt mehrere
Knickstellen 10; an den freien Enden ist jeweils eine Anschlußlasche 11 vorhanden. Während
das rechte Ende des Zwischenteils 9 an seiner Lasche 11 mit der bandförmigen Strahlungs
quelle 2 im Bereich des Kontaktplättchens 5 befestigt ist, ist das andere Ende, d. h., die andere
Anschlußlasche 11, wiederum mit einem Kontaktstift 6 verbunden, der in die Quetschung 4
hineinführt und der dort mit einer Molybdän-Folie 7 verbunden ist, die ihrerseits die Strahlungs
quelle 2 über einen Anschlußstift 8 mit der Außenseite verbindet.
Aufgrund des Zwischenteils 9 mit den Faltungsabschnitten 15 kann sich die bandförmige
Strahlungsquelle 2 in ihrer Länge verändern, wobei sie hierbei jeweils ihre Spannung beibe
hält. Dieses Zwischenteil 9 ist geeignet, den hohen Strombelastungen standzuhalten, da das
das Zwischenteil 9 bzw. die Faltungsabschnitte 15 bildende Molybdän-Band unter Ausnutzung
des gesamten Querschnitts des Innenraums des Hüllrohres 1 in Bezug auf die Bandbreite 13
und die Höhe 16 der einzelnen Faltungsabschnitte 15 dimensioniert werden kann.
Das Zwischenteil 9, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und in der Strahlungsanordnung der Fig. 1
eingesetzt ist, besitzt insgesamt neun Knickstellen 10, wobei die Knickstelle 10 im Bereich der
Anschlußlaschen 11 hier nicht mitgezählt ist. Ein so dimensioniertes Zwischenteil 9 ist insbe
sondere für Strahler geeignet, die Längen im Bereich von 1000 bis 1500 mm haben. Die Breite
13 des Molybdän-Blechs 12, aus dem das Zwischenteil 9 gebildet ist, ist so ausgelegt, daß sie
etwa dem halben Innendurchmesser des Hüllrohres 1 entspricht, wobei als
Dimensionierungsregel die Breite des Molybdän-Blechs 12 mit 0,5-0,7 mm/1 A Strombela
stung ausgelegt werden sollte. Das Verhältnis von Breite 13 zu Höhe 16 (siehe Fig. 2) des
gefalteten Molybdän-Bands 12 liegt in dem Bereich von 1 : 0,5 bis 1 : 1, wobei etwa 1 : 0,75
als bevorzugt anzusehen ist.
Claims (10)
1. Strahlungsanordnung, insbesondere Infrarotstrahler, mit wenigstens einer Strahlungs
quelle in Richtung der Längsachse eines Hüllrohres verlaufend, das an beiden Enden
verschlossen ist, mit einem metallischen, elektrischen Anschlußteil an jedem Ende des
Hüllrohres und mit mindestens einem die Längenänderungen der Strahlungsquelle auf
nehmenden, federnden Zwischenteil innerhalb des Hüllrohres, das einerseits mit einem
elektrischen Anschlußteil und andererseits mit der Strahlungsquelle fest verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (9) aus Molybdän-Blech (12) gebildet ist,
das mindestens einen Faltungsabschnitt (15) mit zwei Knickstellen (10) quer zur Längs
achse aufweist.
2. Strahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molybdän-
Blech (12) eine Dicke im Bereich von 0,07 bis 0,09 mm aufweist.
3. Strahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molybdän-
Blech (12) eine Breite (13) im Bereich von 0,5 bis 0,7 mm pro 1 A Strombelastung
aufweist.
4. Strahlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis von Breite (13) zu Höhe (14) des gefalteten Molybdän-Blechs 1 : 0,5 bis
1 : 1, vorzugsweise etwa 1 : 0,75, beträgt.
5. Strahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurch
messer des Hüllrohres (1) weniger als 12 mm beträgt.
6. Strahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltungsab
schnitt (15) mehrere Knickstellen (10) aufweist, die in Achsrichtung des Hüllrohres (1)
gesehen zick-zack- oder harmonikaartig hintereinander angeordnet sind.
7. Strahlungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Länge
der Strahlungsquelle (2) im Bereich von 400 bis 1000 mm die Anzahl der Knickstellen
(10) mindestens zehn beträgt.
8. Strahlungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Länge
der Strahlungsquelle im Bereich von < 1000 mm die Anzahl der Knickstellen (10) minde
stens zwölf beträgt.
9. Strahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungs
quelle (2) aus einem Carbonband gebildet ist.
10. Strahlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil
(9) mit dem Anschlußteil (6) und mit einem Bandkontaktierungsteil (5) an der Strahlungs
quelle (2) durch Widerstandsschweißen verbunden ist.
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