DE3406238A1

DE3406238A1 - Electrical heating cartridge

Info

Publication number: DE3406238A1
Application number: DE19843406238
Authority: DE
Inventors: Karl Johannes 6107 Reinheim Wiesehof
Original assignee: Eltra GmbH and Co KG Leicht und Trambauer
Current assignee: Eltra GmbH and Co KG Leicht und Trambauer
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1985-08-22

Abstract

In the case of an electrical heating cartridge whose heated structure length is provided with heating zones of different heating powers, it is provided in order to increase the life that the heating conductor wire winding is wound, following a predetermined heating power distribution, onto the winding former of the heating cartridge with a respectively matched heating conductor wire winding density, the variation changing continuously in accordance with the values of the heating power distribution.

Description

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Beschreibung 'Z- 3,406238Description 'Z- 3,406238

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizpatrone mit wenigstens einer einlagigen Heizdrahtwicklung, bei der wenigstens einige benachbarte Windungen unterschiedlichen Abstand haben.The invention relates to an electrical heating cartridge with at least one single-layer heating wire winding, in which at least some adjacent turns have a different spacing to have.

Die bekannten Bauarten elektrischer Heizpatronen werden zum Ausgleich der in den Randzonen von zu beheizenden Objekekten stark abfallenden Töperaturwerten am Anfang und/oder am Ende mit einer spezifisch höheren Heizleistung als in der übrigen beheizten Länge der Heizpatrone versehen. Das wird dadurch erreicht, daß der Heizleiterdraht auf dem keramischen Wickelkörper der Heizpatrone an diesen Stellen dichter gewickelt wird als auf dem übrigen Teil. Bei dieser Technik wird das spezifische Leistungsniveau übergangslos verändert und auf dem veränderten Niveau gleichmäßig fortgeführt. Die beschriebene Art von Heizpatrone mit unterschiedlich starken Heizzonen lassen sich meist ohne besondere Schwierigkeiten herstellen. Die Lebensdauererwartung ist jedoch geringer als bei solchen mit gleichmäßiger Beheizung. Dieser Nachteil wirkt sich um so stärker aus, je größer die Heizleistungsdifferenz zwischen den Heizzonen ist und je öfter Aufheizzyklen mit großen Temperaturerhöhungen vorgenommen werden müssen. Außerdem kann durch die sprungartige Veränderung der Heizleiterdrahtwicklungsdichte nur eine annähernde Anpassung an die tatsächlich benötigte Heizleistung erzielt werden.The known types of electrical heating cartridges are used to compensate for the in the edge zones of to heating objects with sharply falling temperature values at the beginning and / or at the end with a specifically higher heating output than in the rest of the heated The length of the heating cartridge. This is achieved in that the heating conductor wire on the ceramic winding body of the heating cartridge is wound more tightly at these points than on the rest Part. With this technique, the specific performance level is seamlessly changed and on the changed level. The type of heating cartridge described with different strong heating zones can usually be created without any particular difficulties. The life expectancy however, it is less than with those with uniform heating. This disadvantage is all the more pronounced off, the greater the heating output difference between the heating zones and the more often large heating cycles Temperature increases must be made. In addition, the sudden change in the heating conductor wire winding density only an approximate adaptation to the actually required heating output can be achieved.

Auch kann es besonders bei langen Heizpatronen erstrebenswert sein, daß die Anpassung der Heizleistung über die gesamte beheizte Länge der Patrone, einem in seiner Länge mehrmals veränderten Wärmebedarf folgt um damit, je nach Anforderung, einen bestimmten Temperaturverlauf oder ein gleichmäßiges Temperaturbild am beheizten Objekt zu erhalten. Letzteres läßt sich mit der bekannten Wickeltechnik mit vertretbaren Aufwand nicht erreichen.It can also be desirable, especially with long heating cartridges, to adjust the heating power over the entire heated length of the cartridge, one changed in length several times Heat demand follows a certain temperature curve or a constant one, depending on the requirements To obtain temperature image on the heated object. The latter can be done with the well-known winding technique can not be achieved with reasonable effort.

Mit der Erfindung soll daher eine Heizpatrone entwickelt werden, die bei der über ihre Länge veränderlichen Heizleistung eine höhere Lebensdauer besitzt.With the invention, therefore, a heating cartridge is to be developed which can be varied over its length Heating power has a longer service life.

Bei der eingangs genannten elektrischen Heizpatrone wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Wicklung Abschnitte aufweist, längs denen sich der Abstand der Heizdrahtwindungen kontinuierlich ändert.In the case of the electrical heating cartridge mentioned at the outset, this is achieved according to the invention in that the Winding has sections along which the distance between the heating wire turns continuously changes.

Durch diese Wickeltechnik wird der sprungartige übergang zwischen den Heizzonen unterschiedlicher 'Leistungsdichte vermieden. Die besonders beim Aufheizvorgang entstehenden Materialspannungen, die sich auf die Heizpatronenlebensdauer nachteilig auswirken, werden dadurch minimiert und es ist eine optimale Anpassung der Heizleiterdrahtwickeldichte an den partiell unterschiedlichen Heiz|_ei_stungsbedarf möglich.This winding technique avoids the sudden transition between the heating zones of different power densities. The material stresses that arise especially during the heating process and have a negative effect on the service life of the heating cartridge are minimized and the density of the heating conductor wire is optimally adapted to the partially different heating elements _e i _s capacity requirements possible.

Anhand von Fig. 1 und Fig. 2 soll der erfindungsgemäße Gedanke näher erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Beispiel einer gewünschten Heizleistungsverteilung, die auf der Heizpatronenlänge entstehen soll,dargestellt. Die Heizleistung darstellende Linie NL beginnt am Längenindex L bei 0 = 184 % N, durchkreuzt etwa bei L o,8 N 100 % und erreicht bei L 3,5 mitBased on FIG. 1 and FIG. 2, the inventive Thought to be explained in more detail. In Fig. 1 is an example of a desired heating power distribution, which should arise on the heating cartridge length is shown. The line NL representing the heating power begins at length index L at 0 = 184% N, crosses 100% at about L o.8 N and reaches 3.5 at L with

, ' E , ' E

N 55 % den kleinsten Wert, um von dort aus i'n leichter Wellenform auf N 190 % bei L 10 anzusteigen und zu enden. Der Flächeninhalt der Fläche F 3 ist die Summe der Flächeninhalte Fl + F 2. Das bedeutet NL würde bei einer gleichmäßigen Heizleistungsverteilung durchlaufend den Wert N 100 % haben. Demnach muß die Heizleiterdrahtberechnung unverändert, wie bei einer gleichmäßigen Heizleistungsverteilung erfolgen. Die so erhaltenden Werte sind dem computergesteuerten Heizleiterwickelautomat einzugeben. Die ebenfalls einzuprogrammierenten NL-Werte der gewünschten Heiz-r .· leistungsverteilung nach Fig. 1 bewirken dann beim Wickelvorgang, daß die Heizleiterdrahtführung die Wendelsteigung kontinuierlich zwischen den Programmiereingabewerten verändert, und daß die Gesamtwicklungszahl mit unterschiedlichen Dichten nach den Eingabewerten auf die Gesamtwicklungslänge aufgeteilt wird.N 55 % the smallest value in order to rise from there in a slight waveform to N 190 % at L 10 and end. The area of the area F 3 is the sum of the areas Fl + F 2. That means NL would consistently have the value N 100% with a uniform heating power distribution. Accordingly, the heating conductor wire calculation must be carried out unchanged, as in the case of a uniform heating power distribution. The values obtained in this way are to be entered into the computer-controlled heating conductor winding machine. The NL values of the desired heating power distribution according to FIG. 1, which must also be programmed in, then cause the heating conductor wire guide to continuously change the helix pitch between the programming input values during the winding process, and that the total number of windings is divided over the total winding length with different densities according to the input values.

Die Merkmale eines nach Fig. 1 mit Heizleiterdraht gewickelten Wickelkörpers 10 sind unter der Fig. 1 in Fig. 2 dargestellt. Ander maßstabgleichen Darstellung des Wickelkörpers in Fig. 2 mit der vorgegebenen Heizleistungsverteilung nach Fig. 1 wird die.Ausführung der Heizleiterdrahtwicklung 10 an vier Abschnitten 1...4 des Wickelkörpers durch Gegenüberstellung verdeutlicht.The features of a winding body 10 wound with a heating conductor wire according to FIG. 1 are shown in FIG. 1 in Fig. 2 shown. Different to scale representation of the winding body in FIG. 2 with the given one Heating power distribution according to Fig. 1 is die.Ausführung the heat conductor wire winding 10 on four sections 1 ... 4 of the bobbin illustrated by a comparison.

Die bei L 0 mit 184 % N der normalen Heizleistung beginnende Heiz 1 eit.erdrahtwi.ckl ung ist bei L 1 auf 85 % N .!ü reduziert. Fig. 2 Abschnitt ^zei.tjt die Wicklung mit großer Wickeldichte beginnend, von Windung zu Windung erweiternd, weil beim Wickelvorgang die Heizleiter- The heating wire winding which begins at L 0 with 184 % N of the normal heating output is reduced to 85% N.! Ü at L 1. Fig. 2, section ^for the coil with a large winding density ei.tjt starting, expanding from turn to turn, because during the winding process the heating conductors

.. .... '. _E .. .... '. _E.

drahtführung sich kontinuierlich verändert hat, was gleichermaßen die Windungssteigung beeinflußt. Zwischen den Programmierungspunkten L 3 und L 4 ist im Abschnitt 2 ein mit gleicher Windungssteigung bei 55 % N verlaufender Heizleiterdrahtwickel dargestellt und der Abschnitt3 zeigt die Veränderung wieder zu höheren Wickeldichten 100 % N durchlaufend. Beim Abschnitt 4 ist die Erhöhung der Leistungsdichte von 160 % N bis zum Wickelende auf 190 % N ansteigend, dargestellt.wire routing has changed continuously, which also affects the pitch of the winding. Between programming points L 3 and L 4 In section 2, a heating conductor wire winding with the same winding pitch at 55% N is shown and section 3 shows the change again to higher winding densities 100% N continuously. Section 4 increases the power density by 160% N up to the end of the winding 190% N increasing, shown.

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Claims

Dr. rer. nat. Horst Zinngrebe Patentan ^ lP "238

(uropcati I'.ilnnl Atlimwy MiiiuiiiUiiii! on IjiovoI m

Dipl.-Ing. G. Schliebs Patent Attorney (1982)

To the

German Patent Office

Zweibrückenstrasse 12th

Munich 2 Feb. 21, 1984

E 576-a

Re: ELTRA GmbH & Co. KG, Leicht & Trambauer, 6102 Pfungstadt Electric heating cartridge

CLAIM

Electric heating cartridge, the heated length of which is provided with heating zones of different heating capacities is, characterized in that the heating conductor wire winding (10) has a predetermined heating power distribution (F1, F2, F3) following, on the winding body of the heating cartridge with each adapted Heating conductor wire winding density is wound, the changes according to the values of the Heating power distribution run continuously.