EP1897410B1 - Wärmestrahler - Google Patents

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EP1897410B1
EP1897410B1 EP06722810A EP06722810A EP1897410B1 EP 1897410 B1 EP1897410 B1 EP 1897410B1 EP 06722810 A EP06722810 A EP 06722810A EP 06722810 A EP06722810 A EP 06722810A EP 1897410 B1 EP1897410 B1 EP 1897410B1
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EP
European Patent Office
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radiator
heat
reflector
radiation
heat radiator
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EP06722810A
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Wilbert Effmert
Markus Dumon
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Deutsche Mechatronics GmbH
Original Assignee
Deutsche Mechatronics GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/009—Heating devices using lamps heating devices not specially adapted for a particular application
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Definitions

  • the invention relates to a heat radiator in rod form, consisting of a light source, a housing and a reflector, and a multi-zone radiator.
  • Rod-shaped heat radiators are known as so-called round tube or as a double tube with reflector. So is out of the DE 4438870 (Heraeus Noblelight) discloses an elongate radiation source type infrared radiator using a fused silica capillary tube containing a carbon fiber ribbon as a resistor body. In the infrared emitter after DE 10029437 the quartz glass tube is designed as a double tube radiator, wherein the back is provided with a reflection layer.
  • an electric radiator whose reflector comprises both a spherical or hemispherical shape and different spherical segment shapes.
  • the US 5 276 763 A describes an infrared radiator with a reflective coating, preferably of gold, on which a protective layer of, for example, zirconium was applied. These radiators are designed as double-tube radiators and can withstand high thermal loads.
  • radiators used for heating products with circular or elliptical cross sections emit the radiation in a large emission cone. Only a small part of the technically usable radiation is used to heat the products. The achievable with the known radiators area performance for heating products is therefore not optimal.
  • multi-zone radiators which consist of several, arranged in a direction parallel to the heating material heat radiators, it is not yet possible to provide heating energy for heating products within a sharply delimited temperature zone. Also, it is very difficult to comply with the known multi-zone radiators accurate temperature profiles, since the radiation angle of the individual heat radiators are very large and therefore the radiated Heat energy of each heat radiator overlaps with the adjacent heat radiator.
  • Object of the present invention is to produce a heat radiator of the type mentioned in rod form of vitreous material which does not have the disadvantages mentioned, a low emission cone and thus an increase in the yield of technically usable radiation and higher efficiency allows.
  • the area performance should be precisely adjustable and a variable temperature profile on the surface of the heat-up material should be made possible.
  • FIG. 1 already allows a narrow beam angle through the parabolic curved reflection wall. With an integrated, spherical or convex lens on the front, it is in FIG. 2 shown.
  • the radiation angle decreases in accordance with the lens curvature, so that a zone with very strong radiation and the focusing of the emitted beams is achieved.
  • the radiator is equipped with a light source 2, a housing 3 and a reflector 4 on the back.
  • the housing is made of quartz glass, which closes like a shell completely around the light source, wherein a radiation exit surface 5 is located on the front and the reflector surface on the back.
  • parabolic reflector In a parabolic reflector, the result in FIG. 1 shown radiation intensities, wherein in the overlap region of many rays, a higher heat intensity is achieved than in the outdoor area.
  • parabolic shape of the reflector prevents radiation in the glass body dead by reflections and thereby accounts in the energy balance as usable radiation.
  • FIG. 3 is an inventive heat radiator with a arranged in the cavity in the housing 3.2 light source 2.2 and with a front and rear lens-shaped thickening 6.2, 7 and a reflector 8 in an application (bonding a spine) represented.
  • the beam path is shown with a dashed line, it can be seen that a maximum of surface power for heating the product 9 is achieved by the narrow focus.
  • a high uniformity of the bond is provided by the zonal limitation of the radiation field.
  • the housing may have instead of the thickening 7 on its back an outwardly curved, patch body, on which the reflector rests flush.
  • FIG. 5 shows in section A a multi-zone radiator consisting of six individual heat radiators 10 to 15, the heat output surfaces are arranged parallel to the Aufchristgut 16.
  • a arranged at the upper portion of the Auffilgutes 16 thread 17 is outside the radiation field of the heat radiator 10 to 15. This area remains untouched by the heat radiation, because the heat radiator according to the invention has a small Abstrahlkegel and thus a sharply defined temperature profile according to Fig. 5B on the surface of the heating material 16 allows.
  • section C of the Fig. 5 is the material to be heated after the deformation in the scale 1: 5 shown.
  • FIG. 6 a multi-zone radiator according to the prior art shown with the associated overall temperature profile. Since the radiation fields of the heat radiators 20 to 25 strongly overlap, so-called bulkhead plates, which are water-cooled, are needed in order to limit the heat-affected zone. For example, a partition plate 26 for shielding the thread 27 in the upper region of the Auffilgutes 16 is arranged. With this device, a precisely adjustable temperature profile can not be realized, so that as in section C of Fig. 6 shown wavy surface after the deformation of the Auffilgutes 16 results. Due to the scale change to 1: 5, the undeformed thread 27 decreases in the representation "C".
  • FIG. 7 the temperature profiles of the multi-zone radiator according to the invention are compared as a curve 28 with the curve 29 obtained according to the prior art. It turns out that due to the elevated temperature 30 in the areas large deformation and the lower temperatures 31 in the areas of low deformation, the potential of the heat-up can be better utilized by adjusting the favorable for each deformation temperature profile, so that the inventive arrangement is superior to the prior art in the control of the heating process and the deformation process. Very sharp-edged contours can be imaged on the surface of the heat-up material.
  • the radiation angle in a conventional round tube emitter is approximately 180 ° with a uniform radiation distribution.
  • the conventional double-tube reflector with the reflector of the beam angle is also at about 165 °, but it results from reflected radiation, an area with increased radiation power, due to the reflector shape, a portion of the radiation is reflected so long in the radiator back and forth, so that until the radiant energy completely converted into waste heat.
  • Another disadvantage is that a large part of the emitted power is scattered over the entire emission angle and therefore can not contribute to increasing the maximum Einstrahl amongsêt.
  • Another advantage is that due to the sharp delimitation of the radiation cone, it is possible to specifically heat only certain zones of the product and thus, for example, to produce a temperature profile in the product.
  • the lens creates a focal point in which the power density increases extremely. This focusing has advantages for certain applications, for example in the welding wire preheating.
  • the housing is thickened like a lens in the area of the exit surface. But it can also be placed patch body on the housing, which is particularly advantageous on the back of the heat radiator according to the invention.
  • the reflection layer is integrated with the rear side of the heat radiator. This means that the beam path is not scattered or broken by intermediate layers, for example by air gaps or by other materials, but is held with high power output within the effective reflection range of the heat radiator.

Landscapes

  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle (2), einem Gehäuse (3) und einem Reflektor (4), wobei das Gehäuse für die Leuchtquelle aus einer die gesamte Länge der Leuchtquelle überdeckenden und die Leuchtquelle allseitig umgebenden Glashülle gebildet wird, die eine Strahlungsaustrittsfläche auf der Vorderseite, eine Reflektorfläche an der Rückseite und an der Vorder- und/oder Hinterseite eine linsenförmige nach aussen gewölbte Verdickung (6,7) aufweist. Die Verdickung besteht aus einer konvexen Linse, wobei die reflektierten Strahlen in einem linienförmigen Fokus gebündelt sind und zwischen der Strahlungsaustrittsfläche und dem Reflektor ein Hohlraum existiert, in dem die Leuchtquelle in Stabform, Bandform oder als Wendel ausgebildet ist, wobei die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Mehrzonenstrahler bestehend aus mindestens drei Wärmestrahlern, wobei sich die Abstrahlungsfelder teilweise überdecken.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle, einem Gehäuse und einem Reflektor, sowie einen Mehrzonenstrahler.
  • Stabförmig ausgebildete Wärmestrahler sind als sogenannte Rundrohrstrahler oder auch als Doppelrohrstrahler mit Reflektor bekannt. So ist aus der DE 4438870 (Heraeus Noblelight) ein Infrarotstrahler mit langgestreckter Strahlungsquelle bekannt, bei dem ein Quarzglas-Kapillarrohr verwendet wird, das als Widerstandskörper ein Kohlefaser-Band enthält. In dem Infrarotstrahler nach DE 10029437 wird das Quarzglasrohr als Doppelrohrstrahler ausgebildet, wobei die Rückseite mit einer Reflektionsschicht versehen ist.
  • Ferner ist aus der US 606 792 A ein elektrischer Radiator bekannt, dessen Reflektor sowohl eine Kugel- oder Halbkugelform als auch verschiedene Kugelsegmentformen umfasst. Die US 5 276 763 A beschreibt einen Infrarot-Radiator mit einer reflektierenden Beschichtung, vorzugsweise aus Gold, auf der noch eine Schutzschicht aus beispielsweise Zirkon aufgebracht wurde. Diese Radiatoren sind als Doppelrohrstrahler ausgebildet und halten auch hohen thermischen Belastungen stand.
  • Die zum Erwärmen von Produkten eingesetzten Strahler mit kreisförmigen oder elliptischen Querschnitten (Doppelrohrstrahler) emittieren die Strahlung in einem großen Abstrahlkegel. Dabei wird nur ein geringer Teil der technisch nutzbaren Strahlung zur Erwärmung der Produkte genutzt. Die mit den bekannten Strahlern erreichbare Flächenleistung zum Erwärmen von Produkten ist daher nicht optimal.
  • Bei Mehrzonenstrahlern, die aus mehreren, in einer parallel zur Ebene des Aufheizgutes angeordneten Wärmestrahlern bestehen, ist es bisher nicht möglich, Heizenergie zum Erwärmen von Produkten innerhalb einer scharf begrenzten Temperaturzone bereitstellen. Auch ist es sehr schwierig mit den bekannten Mehrzonenstrahlern genaue Temperaturprofile einzuhalten, da die Abstrahlwinkel der einzelnen Wärmestrahler sehr groß sind und sich deshalb die abgestrahlte Wärmeenergie jedes einzelnen Wärmestrahlers mit dem benachbarten Wärmestrahler überlappt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmestrahler der eingangs genannten Art in Stabform aus glasartigem Material herzustellen, der die genannten Nachteile nicht aufweist , einen geringen Abstrahlkegel und damit eine Erhöhung der Ausbeute der technisch nutzbaren Strahlung sowie eine höhere Effizienz ermöglicht. Bei Mehrzonenstrahlern soll die Flächenleistung genau einstellbar sein und ein variables Temperaturprofil auf der Oberfläche des Aufheizgutes ermöglicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1 und 6 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Wärmestrahler mit gerader Frontfläche gem. Figur 1 ermöglicht schon einen engen Abstrahlwinkel durch die parabelförmig gebogene Reflektionswand. Mit einer integrierten, sphärisch ausgebildeten oder konvexen Linse an der Frontseite ist er in Figur 2 dargestellt. Hier verringert sich der Abstrahlwinkel entsprechend der Linsenkrümmung, so dass eine Zone mit sehr starker Einstrahlung und die Fokussierung der emittierten Strahlen erreicht wird.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig.1
    erfindungsgemäßer Strahler mit parabolförmiger Reflektorgeometrie
    Fig.2
    erfindungsgemäßer Strahler mit integrierter Linse
    Fig.3
    erfg. Strahler mit linsenförmiger Verdickung an der Vorder- und Hinterseite
    Fig. 4
    Herkömmlicher Strahler mit großem Reflektorumschlingungswinkel
    Fig. 5
    Mehrzonenstrahler und zugehöriges Temperaturprofil nach der Erfindung
    Fig. 6
    Mehrzonenstrahler und Temperaturprofil nach dem Stand der Technik
    Fig. 7
    Vergleich der Temperaturprofile der Mehrzonenstrahler
    Fig. 8
    Strahler nach dem Stand der Technik
    Fig. 9
    Strahler nach dem Stand der Technik
  • In Figur 1 ist der Strahler mit einer Leuchtquelle 2, einem Gehäuse 3 und einem Reflektor 4 auf der Rückseite ausgestattet. Das Gehäuse besteht aus Quarzglas, das sich wie eine Hülle vollständig um die Leuchtquelle schließt, wobei sich eine Strahlungsaustrittsfläche 5 auf der Vorderseite und die Reflektorfläche auf der Rückseite befindet.
  • Bei einem parabelförmig ausgebildeten Reflektor ergeben sich die in Figur 1 dargestellten Strahlungsintensitäten, wobei im Überschneidungsbereich vieler Strahlen eine höhere Wärmeintensität erreicht wird als im Außenbereich. Durch die als bevorzugte Ausführungsform angesehene Parabelform des Reflektors wird verhindert, dass sich Strahlung im Glaskörper durch Reflektionen totläuft und dabei in der Energiebilanz als nutzbare Strahlung entfällt.
  • In Figur 2 ist eine alternative Form des Wärmestrahlers mit einer im Hohlraum des Gehäuses 3.1 angeordneten Leuchtquelle 2.1 gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Hier weist die Quarzglashülle einen Reflektor 4.1 an der Rückseite und an der Vorderseite eine linsenförmige Verdickung 6-1 auf, so dass der Abstrahlwinkel α erheblich reduziert ist im Vergleich zum Beispiel nach Figur 1. Vorzugsweise liegt der Abstrahlwinkel α im Bereich von 50° bis 60°, wobei sich die Brennweite F der linsenförmigen Verdickung 6.1 nach folgender Gleichung ergibt: F = 2 ⁢ H - r Ax 3 + Bx 2 + Cx + D .
    Figure imgb0001
     x = f ⁢ R 1 , R 2 , R 3 H - 2 ⁢ r .
    Figure imgb0002
    • (3) R1 = äußere Krümmungsradius der linsenförmigen Verdickung
    • (4) R2 = innerer Krümmungsradius der linsenförmigen Verdickung
    • (5) R3 = Krümmung des Reflektors
    • (6) H = Höhe des Wärmestrahler-Gehäuses
    • (7) r = oberer oder unterer Radius des Gehäuses
  • In Figur 3 wird ein erfindungsgemäßer Wärmestrahler mit einer im Hohlraum im Gehäuse 3.2 angeordneten Leuchtquelle 2.2 und mit einer vorderen und hinteren linsenförmigen Verdickung 6.2, 7 und einem Reflektor 8 in einem Anwendungsfall (Verklebung eines Buchrückens) dargestellt. Der Strahlengang ist mit gestrichelter Linie eingezeichnet, wobei erkennbar ist, dass durch die enge Fokussierung ein Maximum an Flächenleistung zur Erwärmung des Produktes 9 erreicht wird. Außerdem wird für eine hohe Gleichmäßigkeit der Verklebung durch die zonale Begrenzung des Abstrahlungsfeldes gesorgt. Die Brennweite F ergibt sich nach Gleichung (1) mit A=5-6, B=18-20, C=20-22, D=8-9 und nach Gleichung (2) mit x = f ⁢ R 1 H - 2 ⁢ r .
    Figure imgb0003
    sowie den Werten nach Gleichung (6) bis (7) unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse.
  • Bei bestimmten, besonders kostengünstigen Wärmestrahlern kann das Gehäuse anstelle der Verdickung 7 auf seiner Rückseite einen nach außen gewölbten, aufgesetzten Ausgleichskörper aufweisen, auf dem der Reflektor bündig aufliegt.
  • Im Gegensatz zu dem beim erfindungsgemäßen Wärmestrahler mit einem ReflektorUmschlingungswinkel β von 180° bis 240° erzeugten engen Abstrahlfeld zeichnet den Wärmestrahler aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 4 eine hohe Wärmeverlustleistung infolge des großen Reflektorumschlingungswinkels β von 340° bis 355° und infolge der fehlenden vorderen/hinteren Linsen aus. Dort ist der Reflektor 8.1 weit um die Gehäusefläche des Strahlers herumgezogen, so dass nur ein kleiner Öffnungswinkel für den austretenden Wärmestrahl, der auf einen Buchrücken 9.1 gerichtet ist, übrig bleibt. Der Rest der nicht austretenden Strahlen wird innerhalb des Strahlers als Wärme verbraucht, weshalb dieser dann zusätzlich gekühlt werden muss.
  • Der Öffnungswinkel (und damit die Abstrahlfläche 5) des erfindungsgemäßen Strahlers gemäß Fig. 3 mit linsenförmige Verdickung 6.2 und 7 ist also um das zehnfache größer, wodurch die installierte Leistung bei gleicher erzielter Wirkung auf einen kleinen Bruchteil reduziert werden kann. Dadurch erschließen sich andere, energieintensive Wärmeanwendungen, wie z. B. Löten oder Schweißdrahtvorwärmung. Figur 5 zeigt im Abschnitt A einen Mehrzonenstrahler bestehend aus sechs einzelnen Wärmestrahlern 10 bis 15, deren Wärmeaustrittsflächen parallel zum Aufheizgut 16 angeordnet sind. Ein am oberen Abschnitt des Aufheizgutes 16 angeordnetes Gewinde 17 liegt außerhalb des Abstrahlungsfeldes der Wärmestrahler 10 bis 15. Dieser Bereich bleibt von der Wärmestrahlung unberührt, weil der erfindungsgemäß ausgebildete Wärmestrahler einen geringen Abstrahlkegel aufweist und damit ein scharf begrenztes Temperaturprofil gemäß Fig. 5B auf der Oberfläche des Aufheizgutes 16 ermöglicht. Im Abschnitt C der Fig. 5 ist das Aufheizgut nach der Verformung im Maßstab 1:5 dargestellt.
  • Ferner ist als durchgezogene Linie mit breiter Strichstärke das zum erfindungsgemäß ausgebildeten Mehrzonenstrahler gehörende resultierende Gesamt-Temperaturprofil im Abschnitt B der Figur 5 dargestellt. An diesem Verlauf des Temperaturprofils erkennt man, dass genau begrenzte Temperaturzonen ausgebildet sind, so dass das Gesamt-Temperaturprofil des Mehrzonenstrahlers über die Fokussierung der einzelnen Wärmestrahler einstellbar ist. Dadurch kann die Temperatursteuerung des Aufheizguts gezielt, z.B. für eine Verjüngung (oder Einschnürung) im Griffbereich des flaschenförmig ausgebildeten Aufheizgutes erfolgen.
  • Im Vergleich dazu ist in Abschnitt.A der Figur 6 ein Mehrzonenstrahler nach dem Stand der Technik mit zugehörigem Gesamt-Temperaturprofil dargestellt. Da die Abstrahlfelder der Wärmestrahler 20 bis 25 stark überlappen, benötigt man sogenannte Schottbleche, die wassergekühlt sind, um die Wärmeeinflusszone zu begrenzen. Beispielsweise ist ein Schottblech 26 zur Abschirmung des Gewindes 27 im oberen Bereich des Aufheizgutes 16 angeordnet. Mit dieser Einrichtung lässt sich ein genau einstellbares Temperaturprofil nicht verwirklichen, so dass eine wie im Abschnitt C der Fig. 6 dargestellte wellige Oberfläche nach der Verformung des Aufheizgutes 16 resultiert. Durch die Maßstabsänderung auf 1:5 verkleinert sich in der Darstellung "C" das unverformte Gewinde 27.
  • In Figur 7 sind die Temperaturprofile des Mehrzonenstrahlers gemäß der Erfindung als Kurvenverlauf 28 mit dem gemäß dem Stand der Technik erhaltenen Kurvenverlauf 29 verglichen. Es zeigt sich, dass durch die erhöhte Temperatur 30 in den Bereichen großer Verformung und die niedrigeren Temperaturen 31 in den Bereichen niedriger Verformung das Potential des Aufheizgutes durch Einstellung der für die jeweilige Verformung günstigen Temperaturprofils besser genutzt werden kann, so dass die erfindungsgemäße Anordnung dem Stand der Technik in der Kontrolle des Aufheizprozesses und des Verformungsprozesses überlegen ist. Es können sehr scharfkantige Konturen auf der Oberfläche des Aufheizgutes abgebildet werden. Zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Wärmestrahler sind die Strahlengänge eines konventionellen Rundrohrstrahlers mit Reflektor 41 sowie eines konventionellen Doppelrohrstrahlers mit Reflektor 42, 43 in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Man erkennt, dass der Abstrahlwinkel bei einem konventionellen Rundrohrstrahler etwa 180° bei gleichmäßiger Strahlungsverteilung beträgt. Beim konventionellen Doppelrohrstrahler mit Reflektor liegt der Abstrahlwinkel ebenfalls bei etwa 165°, es ergibt sich jedoch durch reflektierte Strahlung ein Bereich mit erhöhter Abstrahlleistung, wobei aufgrund der Reflektorform ein Teil der Strahlung so lange im Strahler hin und her reflektiert wird, so dass bis die Strahlungsenergie komplett in Verlustwärme umgewandelt wurde. Nachteilig ist ferner, dass ein Großteil der emittierten Leistung über den gesamten Abstrahlwinkel gestreut wird und daher nicht zur Erhöhung der maximalen Einstrahlleistungsdichte beitragen kann.
  • Durch den Strahler mit dem parabelförmigen Reflektor wird in Verbindung mit darauf abgestimmten Linsen erreicht, dass aufgrund des optimierten Strahlenganges weniger Strahlungsleistung durch Hin- und Herreflektieren in Wärme umgewandelt wird, die dann durch erhöhte Kühlleistung abgeführt werden muss, da die Reflektorschicht keine beliebig hohen Temperaturen verträgt.
  • Durch das Integrieren der Linse in den Strahler wird annähernd die gesamte austretende Strahlung zur Mitte des Strahlers gebrochen. Dadurch entsteht ein langer Abstrahlkegel, der gegenüber den anderen Strahlern aufgrund der Bündelung der Strahlen eine deutlich höhere Einstrahlleistungsdichte erzeugt.
  • Ein weiterer Vorteil ist es, dass aufgrund der scharfen Abgrenzung des Strahlungskegels es möglich ist nur bestimmte Zonen des Produktes gezielt zu erwärmen und so z.B. ein Temperaturprofil im Produkt zu erzeugen. Die Linse erzeugt einen Brennpunkt, in dem die Leistungsdichte extrem ansteigt. Diese Fokussierung hat für bestimmte Anwendungen Vorteile z.B. bei der Schweißdrahtvorheizung.
  • Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmestrahler in Stabform verläuft der Brennpunkt als Linie oder Rechteck dessen Breite zu dem Strahlerdurchmesser in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,5 steht, für spezielle Anwendungsfälle bis zu 1,0. Bei einer integrierten Linse ist das Gehäuse im Bereich der Austrittsfläche linsenförmig verdickt. Es können aber auch aufgesetzte Ausgleichskörper auf dem Gehäuse angebracht werden, was insbesondere auf der Rückseite des erfindungsgemäßen Wärmestrahlers von Vorteil ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist. Dies bedeutet, dass der Strahlengang nicht durch Zwischenschichten, beispielsweise durch Luftspalte oder durch andere Materialien gestreut oder gebrochen wird, sondern mit hoher Leistungsausbeute innerhalb des wirksamen Reflektionsbereiches des Wärmestrahlers gehalten wird.

Claims (8)

  1. Wärmestrahler in Stabform, bestehend aus einer Leuchtquelle (2), einem Gehäuse (3) und einem Reflektor (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) für die Leuchtquelle (2) aus einer die gesamte Länge der Leuchtquelle überdeckenden und die Leuchtquelle allseitig umgebenden Glashülle gebildet wird,
    dass die Glashülle eine Strahlungsaustrittsfläche (5) auf der Vorderseite und eine Reflektorfläche (4) an der Rückseite aufweist,
    dass die Glashülle an der Vorder- und/oder Hinterseite eine linsenförmige nach außen gewölbte Verdickung (6, 7) aufweist,
    dass die Verdickung (6, 7) aus einer konvexen Linse besteht, wobei die reflektierten Strahlen in einem linienförmigen Fokus gebündelt sind,
    dass zwischen der Strahlungsaustrittsfläche (5) und dem Reflektor ein Hohlraum existiert, in dem die Leuchtquelle (2) angeordnet ist,
    dass die Leuchtquelle (2) in Stabform, Bandform oder als Wendel ausgebildet ist und dass die Reflektionsschicht mit der Rückseite des Wärmestrahlers integriert ist.
  2. Wärmestrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (4.1) im Querschnitt gesehen parabelförmig ausgebildet ist.
  3. Wärmestrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor im Querschnitt gesehen elliptisch, kreisförmig oder kreissegmentförmig ausgebildet ist.
  4. Wärmestrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3.1) bündig bis zur Strahlungsaustrittsfläche (5) von einer Reflektorfläche (4.1) umschlossen ist, wobei als Zwischenschicht auf die Glashülle eine die kurzwellige Strahlung absorbierende Beschichtung aufgetragen ist.
  5. Wärmestrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem ovalen Hohlraum das Längen- zu Breitenverhältnis l/b = 1,3 - 2,5 beträgt.
  6. Mehrzonenstrahler bestehend aus mindestens drei Wärmestrahlern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel der Strahler 120° bis 180° beträgt, dass der Abstrahlwinkel der Strahler 50° bis 60° beträgt, und dass sich die zum jeweiligen Wärmestrahler gehörenden Abstrahlungsfelder teilweise überdecken.
  7. Mehrzonenstrahler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstrahlungsfeld der Wärmestrahler zur Erzeugung eines Temperaturprofils auf der Oberfläche eines Aufheizgutes ein den jeweils eingestellten Strahlungsleistungen der einzelnen Wärmestrahler entsprechendes Intensitätsprofil aufweist wobei das Verhältnis von Breite eines linien- oder rechteckförmigen Brennpunkts der Linse zum Durchmesser des jeweiligen Strahlers 0,05 bis 0,5 beträgt und über Fokussierung der Linse der einzelnen Wärmestrahler ein Strahlengang zur Erzeugung erhöhter Temperatur in Bereichen großer Verformung und niedriger Temperatur in Bereichen niedriger Verformung mit sehr scharfkantigen Konturen auf dem Aufheizgut ausgebildet wird.
  8. Mehrzonenstrahler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsaustrittsflächen der Wärmestrahler parallel und im Abstand von 2 bis 10 H zur Oberfläche des Aufheizgutes ausgerichtet sind mit H = Höhe des Wärmestrahlers.
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