DE3141128C1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstands-Heizkörpers - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen den Verfahrensschritten

c) und d) einen weiteren Heizleiter aufwickelt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den zweiten Heizleiter zur ersten Heizleiterwendel gegenläufig aufwickelt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die formstabilisierenden Keramik-Schlämme-Schichten durch vorübergehendes Eintauchen in eine Keramik-Schlämme aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiterwendel durch Umpressen mit pulverigen Werkstoffen in den Träger eingefügt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Urformen des Trägers unter zusätzlicher Erwärmung des Trägerwerkstoffes erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendel mit Kupfer-Beryllium-Pulver umpreßt wird.

8. Nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellter elektrischer Heizkörper zur Beheizung von vom Heizkörper umfaßbaren Werkstücken, gekennzeichnet durch einen über seine gesamte Länge ringförmige Querschnitte aufweisenden, formstabilen Träger (8) aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff, und durch mindestens eine Heizleiterwendel (2), deren Heizleiter von einem Mantel (3) aus Keramik formschließend umgeben ist und deren Windungen dem Umfang des Trägers (8) folgend in die Trägerwandung formschließend eingefügt sind.

9. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) kreisringförmige Querschnitte aufweist.

10. Heizkörper nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen polygonale Ring-Querschnitte aufweisenden Träger (8).

11. Heizkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Träger (8) mehrere, elektrisch isolierte Heizleiterwendel (2) mit zueinander unterschiedlichem Windungsdurchmesser zueinander koaxial ausgerichtet angeordnet sind.

12. Heizkörper nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch zueinander gegenläufig gewickelte Heizleiterwendel (2).

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstands-Heizkörpers der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art sowie einen nach dem Verfahren hergestellten Gegenstand.

Bislang ist es zur Beheizung eines Werkzeuges von außen bekannt, um das Werkzeug ein biegsames, elektrisch isoliertes Heizkabel zu wickeln.

Hierbei liegt aber das Heizkabel quasi nur mit Linienberührung an dem zu beheizenden Werkstück an, woraus aber eine relativ schlechte Wärmeübertragung vom Heizkabel auf das zu beheizende Werkstück und ein überaus schlechter Wirkungsgrad resultiert.

Darüber hinaus besteht die Gefahr der Beschädigung des Heizkabels von außen, zum Beispiel durch heiße Formmassen, die zur vollständigen Zerstörung des Heizkabels führen können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches Γ angegebenen Art zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, hochbelastbare, betriebssichere Heizkörper hohen Wirkungsgrades auch mit geringer Wanddicke und geringen Querschnittsabmessungen unter Anwendung einfacher Fertigungsanlagen preiswert herstellen zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 offenbart.

Dabei sind die Verfahrensschritte e) und f) erforderlich, um die Heizleiterwendel auch an den Anlagestellen des zuvor entfernten Wickelkörpers elektrisch zu isolieren.

Durch diese Maßnahmen erhält man einen Heizkörper, bei welchem nunmehr die von der Heizleiterwendel erzeugte Wärmeenergie verlustlos an den aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff bestehenden Träger und von hieraus großflächig auf das zu beheizende Werkstück übertragen wird und der mit einfachen Mitteln und Maßnahmen herstellbar ist.

Darüber hinaus ist die Heizleiterwendel vor Beschädigungen jeglicher Art geschützt

Ein nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellter Heizkörper ist im Anspruch 8 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Heizkörpers sind in den Ansprüchen 9 bis 12 gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 einen auf einen Wickelkörper wendelförmig aufgewickelten Heizleiter in der Vorderansicht;

F i g. 2 und 3 Querschnitte des Heizleiters mit kleiner Windungssteigung nach zueinander unterschiedlichen Herstellungsschritten im vergrößerten Maßstab;

Fig.4 ein Formwerkzeug im Längsschnitt mit eingesetzter Heizwendel;

Fig.5 einen nach dem Verfahren hergestellten Heizkörper im Längsschnitt;

F i g. 6 desgleichen im Querschnitt;

F i g. 7 einen Heizkörper-Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles, wobei in den Fig.5 bis 7 der Maßstab größer als in der F i g. 4 gewählt worden ist.

Auf einen wiederverwendbaren, zylindrischen Wikkelkörper 1 werden ein blanker Heizleiter 2 wendelförmig mit Steigung aufgewickelt, die Heizleiter-Endteile achsparallel abgebogen (F i g. 1) und anschließend der Wickelkörper 1 samt der Heizwendel 2 in eine Keramik-Schlämme getaucht, um eine Keramik-Schlämme-Schicht 3 aufzubringen.

Dabei kann durch die jeweilige Konsistenz der Schlämme und auch durch Veränderung der Verweilzeit des Wickelkörpers mit Heizleiter in der Schlämme die Dicke der Keramik-Schlämme-Schicht 3 variiert werden.

Nach einem anschließenden Trockenvorgang der Keramik-Schlämme-Schicht 3 bildet diese für die Heizleiterwendel 2 ein etwa rohrförmiges und zwischen den Windungen der Heizleiterwendel sich erstreckendes Stützkorsett.

Alsdann wird der Wickelkörper 1 aus der ummantelten Heizleiterwendel 2 entfernt und die Heizleiterwendel erneut vorrübergehend in die Keramik-Schlämme eingetaucht, um auch an den zuvor noch blanken Wickelkörper-Abstützstellen der Heizleiterwendel auch eine Keramik-Schlämme-Schicht aufzubringen, die ebenfalls getrocknet wird.

Danach ist die Heizleiterwendel 2 allseitig elektrisch isoliert (F i g. 3).

In einem darauf folgenden Verfahrensschritt (F i g. 4) wird sodann die elektrisch isoliert ummantelte und formstabilisierte Heizleiterwendel 2 auf einen Formwerkzeugkern 4 aufgestellt und kann damit lagerichtig fixiert werden.

Anschließend daran wird der Formwerkzeugkern 4 samt der Heizleiterwendel 2 in ein hülsenförmiges, Stirnwände 6 und 7 aufweisendes Formwerkzeug 5 koaxial ausgerichtet eingesteckt und das Formwerkzeug 5 mit Kupfer-Beryllium-Pulver gefüllt, welches in einem daran anschließenden Verfahrensschritt formstabil verdichtet wird.

Dazu kann schon eine Druckbeaufschlagung der gegenüber dem Formwerkzeug 5 axial verstellbar geführten Stirnwände 6 und 7 ausreichen.

Bevorzugterweise sollten aber in radialer Richtung wirksame Preßkräfte auf das Kupfer-Peryllium-Pulver ausgeübt werden, um eine noch höhere und gleichmäßigere Dichte eines die Heizwendel nunmehr formschlüssig umfassenden Trägers 8 zu erreichen.

Alsdann ist das gesamte Trägerformwerkzeug zu entfernen.

Der Wickelkörper 1 und das gesamte Formwerkzeug können auch konisch ausgebildet sein.

Auch ist es möglich, den Formwerkzeugkern 4 und/oder das Formwerkzeug 5 vieleckig zu profilieren.

Zudem ist es möglich, die ummantelte Heizleiterwendel 2 durch das Formwerkzeug 5 mittel- bzw. unmittelbar lagerichtig zu justieren. Darüber hinaus ist auch eine Fixierung der ummantelten Heizleiterwendel 2 im Formwerkzeug mittels der Heizleiterendteile möglich.

Der in den Fig.5 und 6 dargestellte Heizkörper besteht aus einem über seine gesamte Länge gleiche, kreisringförmige Querschnitte aufweisenden formstabilen Träger 8 aus hoehwärmeleitfähigem Werkstoff.

In diesen ist eine Heizleiterwendel 2 sowohl mit Abstand von der Innen- als auch der Außenwandung angeordnet, deren Windungen dem Umfang des Trägers folgend in die Wandung formschließend eingefügt sind.

Der Heizleiter 2 ist mit einem Mantel 3 aus Keramik umhüllt.

Die Endteile des Heizleiters 2 sind achsparallel abgebogen und stirnseitig aus dem Träger 8 herausgeführt, um nichtdargestellte Anschlußleitungen befestigen zu können.

Dabei sind die Heizleiterendteile einander entgegengerichtet.

Beide Heizleiterendteile können auch zueinander gleichgerichtet aus dem Träger 8 achsparallel verlaufend herausgeführt werden.

Auch kann in den Träger 8 eine zweite Heizwendel eingebettet werden, die aber einen gegenüber der Heizleiterwendel 2 größeren Windungsdurchmesser haben muß und zur ersten Heizleiterwendel koaxial ausgerichtet angeordnet sein sollte.

Eine bifilare Ausgestaltung der Heizleiterwendel 2 ist ebenso möglich. Eine besonders große Formstabilität der Heizleiterwendel durch die keramische Ummantelung wird dann erzielt, wenn die Windungssteigung so klein gewählt wird, daß die Ummantelungen benachbarter Windungen sich berühren, vorzugsweise ineinander übergehen, wie dies aus den F i g. 3 und 5 ersichtlich ist.

Der Träger 8 besteht aus formstabil verdichtetem Kupfer-Beryllium-Pulver.

Der Abstand der Heizleiterwendel von der Innenwandung des Heizkörpers kann im übrigen dadurch variiert werden, daß beim Wickeln gemäß Anspruch 1 ein Wickelkörper mit etwa dem gleichen Durchmesser eingesetzt wird, wie ihn auch der beim Verpressen bzw. Urformen verwendete Innendorn aufweist. Die Wendel liegt dann sehr nahe der Innenwandung des fertigen Heizkörpers. Oder es wird ein im Durchmesser relativ größerer Wickelkörper und ein relativ kleinerer Innendorn zum Urformen verwendet, so daß eine größere Wandstärke zwischen dem freien Innenraum des Heizkörpers und der Wendel des Heizkörpers erzielt wird.

Verwendet wird der Heizkörper z. B. zur Beheizung von Dornen von Heißkanalspritzgießmaschinen, wobei die Heizkörper formschlüssig auf die Dorne aufgeschoben werden und diese aufheizen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstands-Heizkörpers zur Beheizung von vom Heizkörper umfaßbaren Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) einen blanken Heizleiter (2) auf einen formgebenden Wickelkörper (1) aufwickelt,

b) die auf dem Wickelkörper (1) befindliche Heizleiterwendel mit einer Keramik-Schlämme-Schicht (3) überzieht,

c) die Keramik-Schlämme-Schicht (3) trocknet und damit stabilisiert,

d) den Wickelkörper (1) aus der durch die getrocknete Keramik-Schlämme-Schicht (3) formstabilisierten Heizleiterwendel entfernt,

e) eine weitere Keramik-Schlämme-Schicht auf die Heizleiterwendel aufbringt,

f) auch letztere Keramik-Schlämme-Schicht trocknet,

g) die allseitig elektrisch isolierte Heizleiterwendel beim Urformen eines über seine gesamte Länge Ring-Querschnitte aufweisenden Trägers (8) aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff in letzteren formschließend einfügt und

h) das Träger-Formwerkzeug (4,5,6,7) entfernt.