DE29920503U1

DE29920503U1 - Elektrische Heizpatrone

Info

Publication number: DE29920503U1
Application number: DE29920503U
Authority: DE
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: ITMI20002170A1; FR2801469B1; IT1318983B1; ITMI20002170A0; FR2801469A1

Description

Anmelder: Türk + Hillinger GmbH, 78532 Tuttlingen Anmelder-Nr.: 1522213

Bezeichnung: Elektrische Heizpatrone

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizpatrone mit einem auf einen Wickelkörper aufgewickelten drahtförmigen Heizleiter, der von einer Isolierstoffpackung aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, umschlossen und mit dieser zusammen konzentrisch in einem Metallmantel aus Stahl oder Edelstahl angeordnet und vorzugsweise verdichtet ist, wobei der Heizleiter mit zwei stirnseitig aus dem Metallmantel heraus geführten elektrischen Anschlußdrähten versehen ist.

Heizpatronen der gattungsgemäßen Art haben eine so hohe Heizleistung, daß sie sich bei fehlender oder nicht funktionierender Leistungsbegrenzung oder Regelung selbst zerstören können. Heizungsregelungen sind an sich bekannt .

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte

78052 Villingen-Schwenningen (DE)

Ne-22. November 1999

Bei Heizpatronen der gattungsgemäßen Art ist es aber, insbesondere aufgrund ihrer kompakten Bauart, schwierig, ein auf die zulässige Höchsttemperatur ansprechendes elektrisches Schalt- oder Fühlerelement so anzuordnen, daß es möglichst ohne Zeitverzögerung auf die kritische Temperatur anspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizpatrone der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine schädliche oder gar zerstörerische Überhitzung wirksam dadurch vermieden wird, daß sich das elektrische Schaltoder Fühlerelement im Korpus der Heizpatrone an einer Stelle befindet, wo die kritische mit höchstens minimaler Zeitverzögerung Temperatur auftritt, bzw. die kritische Temperatur möglichst direkt in die Raumzone der Heizpatrone zu leiten, in der das elektrisches Schalt- oder Fühlerelement angeordnet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß wenigstens ein Anschlußdraht mit dem Heizleiter über einen temperaturabhängigen elektrischen Schalter oder Regler verbunden ist, der axial außerhalb der Isolierstoffpackung und wenigstens größtenteils im Hohlraum eines vom Metallmantel umschlossenen zweiten Mantelrohres mit hoher

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte

78052 VUlingen-Schweitningen (DE)

Ne-22. November 1999

Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, welches die Isolierstoffpackung unmittelbar umschließt und sie anschlußseitig axial überragt.

Basierend auf dem gleichen Lösungsprinzip besteht eine weitere Lösungsmöglichkeit des gestellten technischen Problems darin, daß zur Steuerung eines den Heizleiter ein- und ausschaltenden elektrischen oder elektronischen Schalters oder Reglers wenigstens ein Thermoelement oder ein Thermofühler axial außerhalb der Isolierstoffpackung und wenigstens größtenteils im Hohlraum eines vom Metallmantel stirnseitig umschlossenen zweiten Mantelrohres mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, welches die Isolierstoffpackung unmittelbar umschließt und sie anschlußseitig axial überragt.

In beiden Lösungen liegt der besondere Vorteil, daß unter prinzipieller Beibehaltung der kompakten Bauart nicht nur das Ziel einer minimalen Ansprechzeit, sondern auch eine fertigungstechnisch einfache Montage des jeweils zum Einsatz kommenden temperaturabhängigen Schaltelements im Korpus der Heizpatrone erreicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4, sowie 6 und 7.

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte · * &iacgr; * !

78052 Villingen-SchwennJngen (DE)

Ne-22. November 1999

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt:.

Fig. 1 eine Heizpatrone in teilweise geschnittener Seitenansicht;

Fig. 2 eine Stirnansicht II aus Fig. 1;

Fig. 3 den geschnitten dargestellten Teil der Heizpatrone aus Fig. 1 in anderer Ausführung;

Fig. 4 den geschnitten dargestellten Teil der Heizpatrone aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 5 eine Schnittansicht V-V aus Fig. 4.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte elektrische Heizpatrone ist mit einem auf einen Wickelkörper 1 aufgewickelten drahtförmigen Heizleiter 2 ausgestattet, der von einer Isolierstoffpackung 3 aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, umschlossen ist. Mit dieser Isolierstoffpackung 3 zusammen ist der Wickelkörper 2 konzentrisch in einem Metallmantel 4 aus Stahl oder Edelstahl angeordnet. Der Metallmantel 4 und die Isolierstoffpackung 3 sind verdichtet, damit zwischen dem Heizleiter 2 und dem Metallmantel 4 eine gute Wärmeübertragung stattfindet. Der Heizleiter 2 ist mit zwei stirnseitig aus dem Metallman-

·■«

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte · *J *J . · * · 78052 Viffingen-Schwenningen (DE)

.·*.*!* I &Idigr; * **i **· Ne-22. November 1999

tel 4 heraus geführten elektrischen Anschlußdrähten 5 und 6 versehen. Diese Anschlußdrähte sind mit den Enden des. Heizleiters 2 durch Schweißen oder Krimpen fest und elektrisch leitend verbunden.

Der Anschlußdraht 5 ist mit dem Heizleiter 2 über einen temperaturabhängigen elektrischen Schalter oder Regler verbunden, der bei den Ausführungsformen der Fig. 1, 2 und 3 aus einer Mikro-Temperatursicherung 7 besteht. Diese Mikro-Temperatursicherung 7 ist axial außerhalb der Isolierstoffpackung 3 im Hohlraum 8 eines vom Metallmantel 4 umschlossenen zweiten Mantelrohres 9 angeordnet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und beispielsweise aus Kupfer oder Nickel besteht. Dieses zweite Mantelrohr 9 umschließt die Isolierstoffpackung 3 unmittelbar, und es überragt diese anschlußseitig in axialer Richtung, wodurch der Hohlraum 8 zur Unterbringung der Mikro- Temperatursicherung 7 gebildet ist. Weil das zweite Mantelrohr 9 die Isolierstoffpackung 3 unmittelbar kontaktierend umschließt und zudem aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, ist bei der kompakten Bauart, die derartige Heizpatronen schon von Hause aus aufweisen, gewährleistet, daß im Hohlraum mit hoher Annäherung die gleiche Temperatur herrscht wie in der Isolierstoffpackung 3 selbst. Das bedeutet, daß eine im Hohlraum 8 untergebrachte Mikro-Temperatursicherung 7 oder ein anderes temperaturabhängig reagie-

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte

78052 Villingen-Schwenningen (DE) Ne-22. November 1999

rendes Schaltelement ohne nennenswerte Zeitverzögerung auf kritische Temperaturen reagieren kann.

Da die handelsüblichen Mikro- Temperatursicherungen mit einer elektrisch leitenden Außenhaut versehen sind, ist erforderlich, sie gegenüber den Anschlußdrähten 5, 6 und gegenüber dem Mantelrohr 9 zu isolieren. Zu diesem Zweck ist die Mikro- Temperatursicherung 7 innerhalb des Mantelrohres 9 in einer Isolierstoffhülse 11 angeordnet, die beispielsweise aus einem hitzebeständigen Kunststoff oder aus einem Glasseiden- Geflecht bestehen kann.

Eine andere oder zusätzliche Möglichkeit, diesen Zweck zu erfüllen, besteht darin, den Hohlraum 8, in dem das temperaturabhängige Schaltelement 7 untergebracht ist, mit einem hitzebeständigen Kunststoff 12, insbesondere einem Gießharz, auszugießen. Man erreicht damit zusätzlich eine zuverlässige Fixierung der im Hohlraum 8 untergebrachten Bauteile und für diese zugleich auch einen Schutz gegen äußere Einflüsse. Eine solche Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten elektrischen Heizpatrone, die den prinzipiell gleichen Aufbau hat wie die Heizpatronen der Fig. 1 bis 3, ist zur Steuerung ei-

NEYMEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte* * · ·* ^#J &idigr;&idigr;&idigr;&iacgr; 78052 Villiitgen-Schwennijigen (DE)

·**!·! I * "· *"· Ne-22. November 1999

nes den Heizleiter 2 ein- und ausschaltenden elektrischen oder elektronischen Schalters oder Reglers 15 ein Thermoelement oder ein Thermofühler 7' vorgesehen, der ebenfalls außerhalb der Isolierstoffpackung 3 im Hohlraum 8 des vom Metallmantel 4 umschlossenen zweiten Mantelrohres 9 angeordnet ist. Auch hier ist der Hohlraum 8 mit einem Gießharz 12 ausgegossen bzw. ausgefüllt. Das Thermoelement 7^T bzw. der Thermofühler 7' steht über zwei Leiterdrähte 13 und 14 mit dem elektronischen Schalter oder Regler 15 in funktioneller Verbindung. An diesen mit Anschlußdrähten 5' und 6' versehenen Schalter oder Regler 15 ist der Heizleiter 1 über die beiden Anschlußdrähte 5 und 6 angeschlossen.

Als Thermofühler 7' kann beispielsweise ein NTC- Widerstand vorgesehen sein.

Durch die Mikro- Temperatursicherung 7 bzw. das Thermoelement 7' oder den Thermofühler 7' wird sichergestellt, daß die Stromzufuhr zum Heizdraht bei Erreichen der kritischen Temperatur unterbrochen wird. Ob nach einer gewissen Abkühlung die Stromzufuhr wieder eingeschaltet wird oder nicht, liegt im Belieben des Anwenders, der eine entsprechende elektrische Schaltungsanordnung dafür vorsehen kann.

Für die praktische Handhabung und insbesondere zur Vereinfachung der Herstellung ist es zweckmäßig und in den

; •••••_«q«j·· · · · . . ..

NeymEYER & PARTNER GbR, Patentanwälte · ·. J *l J J I · 78052 ViUingen-Schweiuiingen (DE)

·*.";* I ; · **&iacgr; **i Ne-22. November 1999

gezeigten Beispielen auch vorgesehen, im zweiten Metallrohr 9 zwischen der Isolierstoffpackung 3 und dem das temperaturabhängige Schalt- oder Regelelement 7 bzw. 7' enthaltenden Hohlraum 8 eine aus Isolierstoff bestehende Radialwand 16 anzuordnen, durch welche die genannten Bereiche voneinander getrennt werden.

Claims

1. Elektrische Heizpatrone mit einem auf einen Wickelkörper (2) aufgewickelten drahtförmigen Heizleiter (1), der von einer Isolierstoffpackung (3) aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, umschlossen und mit dieser zusammen konzentrisch in einem Metallmantel (4) aus Stahl oder Edelstahl angeordnet und vorzugsweise verdichtet ist, wobei der Heizleiter (1) mit zwei stirnseitig aus dem Metallmantel (4) heraus geführten elektrischen Anschlußdrähten (5, 6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Anschlußdraht (5, 6) mit dem Heizleiter (1) über einen temperaturabhängigen elektrischen Schalter oder Regler (7) verbunden ist, der axial außerhalb der Isolierstoffpackung (3) und wenigstens größtenteils im Hohlraum (8) eines vom Metallmantel (4) umschlossenen zweiten Mantelrohres (9) mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, welches die Isolierstoffpackung (3) unmittelbar umschließt und sie anschlußseitig axial überragt.

2. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter und/oder Regler (7) innerhalb des zweiten Mantelrohres (9) in einer Isolierstoffhülse (11) angeordnet ist.

3. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter (7) aus einer Mikro-Temperatursicherung besteht.

4. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (8), in dem der temperaturabhängigen Schalter (7) untergebracht ist, mit einem hitzebeständigen Kunststoff (12), insbesondere einem Gießharz, ausgegossen ist.

5. Elektrische Heizpatrone mit einem auf einen Wickelkörper (2) aufgewickelten drahtförmigen Heizleiter (1), der von einer Isolierstoffpackung (3) aus Metalloxid, insbesondere Magnesiumoxid, umschlossen und mit dieser zusammen konzentrisch in einem Metallmantel (4) aus Stahl oder Edelstahl angeordnet und vorzugsweise verdichtet ist, wobei der Heizleiter (1) mit zwei stirnseitig aus dem Metallmantel (4) heraus geführten elektrischen Anschlußdrähten (5, 6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung eines den Heizleiter (1) ein- und/oder ausschaltenden elektrischen oder elektronischen Schalters oder Reglers (15) wenigstens ein Thermoelement (7') oder ein Thermofühler (7') axial außerhalb der Isolierstoffpackung (3) und wenigstens größtenteils im Hohlraum (8) eines vom Metallmantel (4) umschlossenen zweiten Mantelrohres (9) mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, welches die Isolierstoffpackung (3) unmittelbar umschließt und sie anschlußseitig axial überragt.

6. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler (7') ein NTC- Widerstand vorgesehen ist.

7. Elektrische Heizpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Metallrohr (9) eine aus Isolierstoff bestehende, die Isolierstoffpackung (3) von dem das temperaturabhängige Schalt- oder Regelelement (7, 7')enthaltenden Hohlraum (9) trennende Radialwand (16) angeordnet ist.