DE2250778C3 - Elongated heater - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf langgestreckte Heizvorrichtungen mit einem vorgeformten langgestreckten Kern, der mindestens eine Schraubennut in seiner Außenoberfläche aufweist, ferner mit einer Länge eines mineralisolierten Heizkabels mit Metallmantel, das sich in der Schraubennut erstreckt, wobei eines oder jedes seiner Enden aus der Vorrichtung hervorragt, sowie mit einer separat gebildeten Hülse von einem Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser der Oberfläche des Kerns ist, wobei die Hülse den Kern umgibt und der Kern und' oder die Hülse aus einem Metall von hoher Wärmeleitfähigkeit besteht bzw. bestehen.The invention relates to elongate heating devices having a preformed elongate Core, which has at least one screw groove in its outer surface, further with a Length of mineral insulated heating cable with metal jacket that extends in the screw groove, where one or each of its ends protrudes from the device, as well as with a separately formed sleeve of an inner diameter which is greater than the outer diameter of the surface of the core, wherein the sleeve surrounds the core and the core and 'or the sleeve made of a metal of high thermal conductivity exists or exist.
Eine derartige Heizvorrichtung ir.t nach der britischen Patentschrift 1113 208 im Zusammenhang mit einer elektrisch beheizten Walze bekannt, die zum Heizen, Trocknen, Bügeln oder Kalandrieren von Geweben, Bändern, Fäden, Garnen und ähnlichen langgestreckten Artikeln, wie sie bei der Herstellung von Papier und Textilien vorkommen, und anderen Materialien geeignet ist.Such a heating device is based on the British Patent 1113,208 in connection with an electrically heated roller known, which is used for heating, drying, ironing or calendering Fabrics, ribbons, threads, yarns and similar elongated articles as used in manufacture of paper and textiles, and other materials is suitable.
Die dort beschriebene elektrisch beheizte Walze hat den Nachteil, daß die Wärmeübertragung zwischen dem Mantel des Heizkabels und der umgebenden Hülse allein auf dem Linienkontakt zwischen dem Mantel und der Innenoberfläche der Hülse beruht. The electrically heated roller described there has the disadvantage that the heat transfer between the jacket of the heating cable and the surrounding sleeve solely on the line contact between the shell and the inner surface of the sleeve is based.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte langgestreckte Heizvorrichtung der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei welcher der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zwischen dem mineralisierten Heizkabel und der Hülse wesentlich erhöht wird, da ein wesentlicher Teil der Oberfläche des Heizkabelmanlels in Kontakt mit der Hülse steht.The invention is based on the object of an improved elongated heating device of the aforementioned To create genus in which the efficiency of heat transfer between the mineralized heating cable and the sleeve is increased significantly as a substantial part of the surface of the heating cable jacket is in contact with the sleeve.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Innenoberfläche der Hülse mindestens eine Schraubennut aufweist, welche die gleiche SteigungThis is achieved according to the invention in that the inner surface of the sleeve has at least one Has screw groove which has the same slope
wie diejenige der Nut auf dem Kern aufweist und mil der Nut auf dem Kern einen schraubenlinienförmigen Durchgang bildet, und daß das Heizkabel zwischen Kern und Hülse geklemmt ist und im Vergleich zur Tiefe der Nuten einen so'chen Durchmesser aufweist, daß der eine Teil des Kabels in der Nut der Außenoberfläche des Kerns und der andere Teil des Kabels in der Nut der Innenoberfläche der Hülse sitzt.like that of the groove on the core and having a helical shape with the groove on the core Forms passage, and that the heating cable is clamped between core and sleeve and in comparison has such a diameter to the depth of the grooves that one part of the cable is in the groove the outer surface of the core and the other part of the cable in the groove of the inner surface of the sleeve sits.
Die langgestreckte Heizvorrichtung nach der Erfindung hat damit auch den wesentlichen Vorteil, daß im Falle eines im Heizkabel auftretenden Fehlers dieses Heizkabel schnell und leicht ausgewechselt werden kann.The elongated heating device according to the invention thus also has the essential advantage that in the event of a fault in the heating cable, this heating cable can be replaced quickly and easily can be.
Die Außenoberfläche des Kerns und die Innenoberfläche der Hülse können je mindestens zwei Schraubennuten von im wesentlichen gleicher Steigung aufweisen, wobei jede der Nuten des Kerns von gleicher Steigung wie die komplementäre Nut in der Hülse ist. Wo Kern und Hülse je zwei Nuten aufweisen, kann eine einzige Länge eines mineralisierten Heizkabels vorgesehen werden, welches zwischen seinen Enden umgebogen ist, um eine Doppel länge von Kabel zu bilden, welche sich in den beiden durch die beiden Nuten gebildeten schraubenlinienförmigen Durchgängen erstreckt, wobei das umgebogene Ende des Kabels in einer Ausnehmung im Kern oder in der Hülse verschweißt oder anderweitig befestigt ist, und zwar an oder nahe dem einen Ende der Nuten, wobei beide Enden des Kabels aus dem gleichen Ende der Vorrichtung herausragen. Wenn Kern und Hülse je zwei oder mehr Nuten aufweisen, so können mindestens zwei separate Einzellängen von mineralisiertem Heizkabel mit je zwei Leitern sich in den durch die Nuten gebildeten schraubenlinienförmigen Durchgängen erstrecken, wobei die Leiter des einen Kabels einen gegenüber den Leitern des anderen Kabels oder der anderen Kabel unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, derart, daß mindestens zwei Heizelemente gebildet werden, die getrennt oder kombiniert verwendbar sind.The outer surface of the core and the inner surface of the sleeve can each be at least two Have screw grooves of substantially equal pitch, each of the grooves of the core of the same slope as the complementary groove in the sleeve. Where core and sleeve each have two grooves, a single length of mineralized heating cable can be provided between its The ends are bent over to form a double length of cable which runs through the two in both ends two grooves formed helical passages extends, the bent end of the cable is welded or otherwise fastened in a recess in the core or in the sleeve, and although at or near one end of the grooves, both ends of the cable coming from the same end of the Stick out device. If the core and the sleeve each have two or more grooves, at least two separate individual lengths of mineralized heating cable, each with two conductors, run through the grooves formed helical passages extend, the conductors of the one Cable has a different cross-section than the conductors of the other cable or the other cables have such that at least two heating elements are formed which are separate or combined are usable.
Vorzugsweise weist das Heizkabel zwei in der verpreßten Isolierung eingebettete Leiter auf. und in diesem Falle sind die frei liegenden Enden der Leiter am einen Ende der Kabellänge elektrisch miteinander verbunden und an diesem Ende in einem abgedichteten Anschluß eingeschlossen, wobei der abgedichtete Anschluß am Kern oder an der Hülse an oder nahe dem einen Ende des Durchgangs befestigt ist und das andere Ende des Kabels aus der Vorrichtung herausragt. Vorzugsweise wird der abgedichtete Anschluß am einen Fnde der Länge des mineralisierten Heizkabels in der Nut des Kerns oder der Hülse verschweißt oder hartgelötet oder auf andere Weise befestigt. Jede Nut kann von halbrundem Querschnitt sein, mit einem Radius, der gleich oder elwas größer als die Hälfte des Gesamtdurchmessers des Kabels ist.The heating cable preferably has two conductors embedded in the pressed insulation. and in in this case the exposed ends of the conductors at one end of the cable length are electrically connected to one another connected and enclosed at that end in a sealed connector, the sealed Terminal attached to the core or to the sleeve at or near one end of the passage and the other end of the cable protrudes from the device. Preferably the sealed Connection to one end of the length of the mineralized heating cable in the groove of the core or sleeve welded or brazed or otherwise attached. Each groove can have a semicircular cross-section be, with a radius equal to or slightly greater than half the total diameter of the Cable is.
Der Kern oder die Hülse können aus einem Material von niedriger Wärmeleitfähigkeit bestehen, z. B.
aus einem Keramikmaterial. Es versteht sich, daß durch entsprechende Auswahl der Werkstoffe des
Kerns und der Hülse ein größerer Teil der durch die Heizvorrichtung nach der Erfindung freigegebenen
Wärme dazu veranlaßt werden kann, nur radial nach außen, nur radial nach innen oder sowohl radial
nach außen als auch radial nach innen zu fließen.
Der Kern kann eine massive Form aufweisen, doch wenn die Heizvorrichtung auf einer Injektionsdüse
angebracht oder eine solche bilden soll oder zur Verwendung als Heizvorrichtung für eine Textilwalze
bestimmt ist, so weist der Kern vorzugsweise einen rohrförmigen Querschnitt auf. Der Kabelmantel
besteht vorzugsweise aus Edelstahl, während Kern und/ Hülse jeweils vorzugsweise aus Schmiedestahl
bestehen.The core or sleeve may be made of a material of low thermal conductivity, e.g. B. made of a ceramic material. It goes without saying that by appropriate selection of the materials of the core and the sleeve, a larger part of the heat released by the heating device according to the invention can be caused to only be radially outwards, only radially inwards, or both radially outwards and radially inwards to flow inside.
The core may have a solid shape, but if the heating device is to be mounted on or to form an injection nozzle or is intended for use as a heating device for a textile roller, the core preferably has a tubular cross-section. The cable sheath is preferably made of stainless steel, while the core and / sleeve are each preferably made of forged steel.
Beim Zusammenbauen einer langgestreckten Heizvorrichtung nach der Erfindung wird die oder jede Länge von mineralisiertem Heizkabel in die Nut des Kerns oder der Hülse eingewickelt, um einen hochstehenden Gewindegang zu bilden, und der Kern und die Hülse werden dann so zusammengeschraubt, daß das eine oder jedes Ende des oder jedes Kabels aus der Heizvorrichtung herausragt und das oder jedes Kabel so zwischen Kern und Hülse geklemmt wird, daß ein effektiver Wärmeübertragungsweg zwischen dem Kabelmantel und dem Kern und/oder zwischen dem Kabelmantel und der Hülse gebildet wird.When assembling an elongated heater according to the invention, the or each length of mineralized heating cable is inserted into the groove of the Core or sleeve wrapped to form an upstanding thread, and the core and the sleeve are then screwed together so that one or each end of the or each cable from the heater protrudes and the or each cable is clamped between the core and the sleeve, that an effective heat transfer path between the cable jacket and the core and / or between the cable jacket and the sleeve is formed.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung beschrieben, die zwei Ausführungsformen einer langgestreckten Heizvorrichtung wiedergibt, und zwar zeigtThe invention will now be described with reference to the drawing, the two embodiments of a reproduces elongated heater, namely shows
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer elektrischen Walzen-Heizvorrichtung zur Verwendung in der Textilindustrie,Fig. 1 is a sectional side view of an electric roller heater for use in the textile industry,
F i g. 2 eine Endansicht der Vorrichtung nach F'g. KF i g. 2 is an end view of the device according to FIG. K
Fig.3 eine geschnittene Seitenansicht einer elektrisch beheizten Injektionsdüse für eine Spritzgußmaschine, während3 is a sectional side view of an electrically heated injection nozzle for an injection molding machine while
F ig. 4 eine Endansicht der beheizten Injektionsdüse nach F i g. 3 wiedergibt.Fig. 4 is an end view of the heated injection nozzle of FIG. 3 reproduces.
Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, weist die Walzen-Heizeinheit einen rohrförmigen Kern 1 aus Schmiedestahl von rundem Querschnitt auf, wobei am einen Ende ein sich radial nach außen erstrekkcndcr Flansch 2 vorgesehen ist, in dem sich eine Vielzahl von Löchern 3 zum Befestigen der Einheit an einer Halterung befindet. Der Kern 1 weist eine Bohrung von rundem Querschnitt auf. In die äußere zylindrische Oberfläche des Kerns 1 ist eine Schraubennul4 von halbkreisförmigem Querschnitt und einem Radius eingeformt, der gleich oder etwas größer als die Hälfte des Gesamtdurchmessers des mineraüsolierten Heizkabels ist, welches in die Nut in Windungen einzulegen ist. An dem Flansch 2 zugewandten Ende der Nut erstreckt sich ein Teil S der Nut in Längsrichtung zu einem Loch 6 im Flansch.As shown in FIGS. 1 and 2, the roller heating unit has a tubular core 1 Forged steel of round cross-section, with one end extending radially outward Flange 2 is provided in which there are a plurality of holes 3 for attaching the unit on a bracket. The core 1 has a bore with a round cross section. In the outer cylindrical surface of the core 1 is a screw numeral 4 of semicircular cross-section and Molded in a radius equal to or slightly larger than half the total diameter of the mineral insulated Heating cable, which is to be laid in the groove in turns. On the flange 2 facing At the end of the groove, a part S of the groove extends in the longitudinal direction to a hole 6 in the flange.
Eine vorbestimmte Länge von mineralisolienem Heizkabel 11 mit zwei Leitern und einem Edelstahlrnantel wird am einen Ende abgedichtet, um einen »Heißende«-Abschluß 12 zu bilden, und wird am anderen Ende durch eine herkömmliche Abdichtungskappe 13 abgedichtet, die eine Keramik- und Metalloder glasierte Hochtemperatur-Abdichtung enthält, um einen »Kaltende«-Abschluß ?u bilden. Das »Heißendem 12 des Kabels 11 wird durch das Loch 6 hindurchgcfädelt, und das Kabel wird durch das Loch gezogen, bis die Abdichtungskappe 13 an der Endfläche des Flansches 2 anstößt und eine angrenzende Länge des Kabels im Teil 5 der Nut 4 liegt. Das Kabel wird in der Nut 4 am Teil 5 oder in der Nähe desselben angeschweißt oder hart angelötet. Das Kabel wird fest in die Schraubennut 4 eingewickelt, und das »heiße Ende« 12 des Kabels wird in der Nut an oder nahe dem dem Flansch 2 abgelegenen Ende der NutA predetermined length of mineral insulation Heating cable 11 with two conductors and a stainless steel jacket is sealed at one end to one "Hot end" closure 12 and is sealed at the other end by a conventional sealing cap 13, which is a ceramic and metal or Contains glazed high-temperature sealing to form a "cold end" seal. The "hot one 12 of the cable 11 is threaded through the hole 6, and the cable is pulled through the hole until the sealing cap 13 on the end face of the flange 2 abuts and an adjacent length of the cable in part 5 of the groove 4 is located. The cable is welded or hard soldered in the groove 4 on part 5 or in the vicinity thereof. The cable is tightly wrapped in the screw groove 4, and the "hot end" 12 of the cable is in the groove on or near the end of the groove remote from the flange 2
angeschweißt oder hart angelötet, um ein vorstehen- einen Ende. Eine vorbestimmte Länge von mineral-welded or brazed to a protruding end. A predetermined length of mineral
des Gewinde auf dem Kern zu bilden. isoliertem Heizkabel 31 mit zwei Leitern und einemof the thread to form on the core. insulated heating cable 31 with two conductors and one
Eine Hülse 8 aus Schmiedestahl, deren Bohrung in Edelstahlmantel wird am einen Ende abgedichtet, umA sleeve 8 made of forged steel, the bore of which in the stainless steel jacket is sealed at one end
der Nähe des einen Endes abgestuft ist, weist eine einen »Heißende«-Abschluß 32 zu bilden, und wirdis stepped near one end, one has to form a "hot end" termination 32, and will
Schraubennut 9 auf, die in die Innenoberfläche des 5 am anderen Ende durch eine herkömmliche Abdich-Screw groove 9, which is in the inner surface of the 5 at the other end by a conventional sealing
größten Teils der Bohrung eingeformt ist, die einen tungskappe 33 abgedichtet, die eine Keramik- undMost of the bore is formed, which sealed a processing cap 33, which is a ceramic and
Durchmesser aufweist, der größer als der Außen- Metall- oder glasierte Hochtemperatur-AbdichtungHas a diameter greater than the external metal or glazed high-temperature seal
durchmesser des Kerns 1 ist, wobei die Nut die enthält, um einen »Kaltende«-Abschliiß zu bilden,diameter of the core is 1, the groove containing the to form a "cold end" termination,
gleiche Steigung und den gleichen Querschnitt wie Das »heiße Ende« 32 des Kabels 31 wird an odersame pitch and the same cross-section as the "hot end" 32 of the cable 31 is at or
die Nut 5 aufweist. Die Hülse 8 wird auf den gewun- io nahe dem Flansch 30 angeschweißt oder hart angelö-the groove 5 has. The sleeve 8 is welded or hard-soldered onto the convoluted near the flange 30.
denen Kern 1 aufgeschraubt, wobei ein Ende der tet, und das Kabel wird fest in die Nut eingewickelt,which core 1 is screwed on, one end of the tet, and the cable is tightly wrapped in the groove,
Hülse am Flansch 2 anschlägt und ein sich radial um ein vorstehendes Gewinde in der Bohrung derSleeve strikes the flange 2 and a radially around a protruding thread in the bore of the
nach innen erstreckender Flansch 10 am anderen Hülse zu bilden, wobei das Kabel außerdem in derto form inwardly extending flange 10 on the other sleeve, the cable also in the
Ende der Hülse am anderen Ende des Kerns an- Nut an oder nahe dem dem Flansch 30 abgelegenenEnd of the sleeve at the other end of the core at the groove at or near the one remote from the flange 30
schlägt. 15 Ende der Nut angeschweißt oder hart angelötet wird.beats. 15 end of the groove is welded or hard soldered.
Infolge des sehr geringen Spiels zwischen dem Der Kern 21 wird in die mit Gewinde versehene mineralisolierten Kabel 11 und dem es umgebenden Hülse 28 eingeschraubt, wobei die Abstufung zwi-Metall des Kerns 1 und der Hülse 8, wobei dieses sehen dem größeren Zwischenteil des Kerns und dem Spiel wesentlich reduziert wird, sobald eine Ausdeh- Auslaß 22 am Flansch 30 anstößt, und wobei eine nung des Kabelmantels bei Erwärmen der Walze 20 kurze Länge des Kabels 31, an dessen Ende die Abstattfindet, wird ein wirksamer Wärmeübertragungs- dichtungskappe 33 befestigt ist, aus dem anderen weg zwischen dem Kabelmantel und dem Kern sowie Ende der Düse herausragt.As a result of the very little play between the core 21 is threaded into the screwed mineral insulated cable 11 and the sleeve 28 surrounding it, the gradation between metal of the core 1 and the sleeve 8, this seeing the larger intermediate part of the core and the Game is significantly reduced as soon as an expansion outlet 22 abuts the flange 30, and one tion of the cable jacket when the roller 20 is heated short length of the cable 31, at the end of which the Abstatt takes place, an effective heat transfer sealing cap 33 is attached from the other protrudes away between the cable jacket and the core and end of the nozzle.
zwischen dem Kabelmantel und der Hülse geschaf- Wie bei der elektrischen Walzen-Heizeinheit, bil-created between the cable jacket and the sleeve - As with the electric roller heating unit,
fen. det das sehr geringe Spiel zwischen dem mineraliso-fen. the very little play between the mineraliso-
Die beheizte Injektionsdüse, die in den F i g. 3 und 25 lierten Kabel 31 und dem es umgebenden Metall des 4 dargestellt ist, weist einen rohrförmigen Kern 21 Kerns 21 und der Hülse 28, wobei das Spiel wesentaus Schmiedestahl auf, der über einen größeren Zwi- lieh reduziert wird, sobald die Düse aufgeheizt wird schenteil seiner Länge eine zylindrische Oberfläche und eine Ausdehnung des Kabelmantels stattfindet, von rundem Querschnitt und auf einem Ende einen einen effektiven Wärmeübertragungsweg zwischen Auslaß 22 aufweist. Der Kern 21 weist eine Bohrung 30 dem Kabelmantel und dem Kern, einerseits, und zwivon rundem Querschnitt auf, deren Durchmesser all- sehen dem Kabelmantel und der Hülse, andererseits, mählich am Auslaß 22 größer wird. Eine Schrauben- Elektrische Heizgeräte nach der Erfindung können nut 24 ist in die äußere zylindrische Oberfläche des aus einem beliebigen geeigneten Metall von hoher größeren Zwischenteils des Kerns 21 eingeformt, wo- Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden, bei dem es bei die Nut einen halbkreisförmigen Querschnitt mit 35 möglich ist, Schraubennuten durch spanabhebende einem Radius aufweist, der gleich oder etwas größer Verformung einzuarbeiten, und die obere Temperaals die Hälfte des Gesamtdurchmessers des des mine- turgrenze des Gerätes bzw. der Vorrichtung wird nur ralisolierten Heizkabels ist, welches in der Nut aufge- durch die verwendeten Metalle bestimmt. Zum Beinommen werden soll. spiel ist für ein mit Edelstahl ummanteltes Kabel,The heated injection nozzle shown in FIGS. 3 and 25 lated cable 31 and the surrounding metal of the 4 is shown, comprises a tubular core 21, the core 21 and the sleeve 28, the clearance being essential Forged steel, which is reduced over a larger gap as soon as the nozzle is heated part of its length has a cylindrical surface and an expansion of the cable jacket, of round cross-section and on one end an effective heat transfer path between Has outlet 22. The core 21 has a bore 30 of the cable jacket and the core, on the one hand, and between round cross-section, whose diameter all see the cable jacket and the sleeve, on the other hand, gradually increases at outlet 22. A screw electric heater according to the invention can Groove 24 is high in the outer cylindrical surface of any suitable metal larger intermediate part of the core 21 molded, where- thermal conductivity can be produced in which it in the case of the groove a semicircular cross-section with 35 is possible, screw grooves by machining has a radius that is equal to or slightly larger to incorporate deformation, and the upper temperaals half of the total diameter of the min- ing limit of the device or device is only ral-insulated heating cable, which is determined in the groove by the metals used. For good shall be. game is for a cable sheathed with stainless steel,
Eine Hülse 28 aus Schmiedestahl, deren Bohrung 40 welches zwischen einem Kern und einer Hülse aus nahe dem einen Ende abgesetzt ist, weist eine Schmiedestahl eingeschlossen ist, eine Maximaltem-Schraubennut 29 auf, welche die gleiche Steigung peratur von etwa 750° C möglich. Zusätzlich zu dem und den gleichen Querschnitt wie die Nut 24 auf dem Vorteil, daß das Heizkabel schnell und leicht ausge-Kern 21 aufweist und in die Innenoberfläche eines wechselt werden kann, können elektrische Heizgeräte größeren Teils der Bohrung eingeformt ist, die einen 45 bzw. Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung Innendurchmesser aufweist, der etwas größer als der auch durch ungeschulte oder halbausgebildete Ar-Außendurchmesser des Kerns ist. Die Hülse 28 hat beitskräfte zusammengebaut werden, wobei praktisch einen radial einwärts gerichteten Flansch 30 am kein Ausschuß wegen Montagefehler anfällt.A sleeve 28 made of forged steel, the bore 40 of which is made between a core and a sleeve is stepped near one end, includes a forged steel, a Maximaltem screw groove 29 on which the same temperature gradient of about 750 ° C is possible. In addition to that and the same cross-section as the groove 24 on the advantage that the heating cable can be removed quickly and easily 21 and can be changed into the inner surface of an electric heater larger part of the bore is formed, which is a 45 or devices according to the present invention Has inner diameter that is slightly larger than that also by untrained or semi-trained Ar outer diameter of the core is. The sleeve 28 has to be assembled, being practical a radially inwardly directed flange 30 on no rejects due to assembly errors.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |