DE2032235C3 - Elektrisches Widerstandserhitzungskabel - Google Patents
Elektrisches WiderstandserhitzungskabelInfo
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
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- Resistance Heating (AREA)
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Description
ein elektrisch nichtisolierter Draht beliebiger Form Kabels auftretenden Temperaturen aushalten kann,
und gegebenenfalls zusammengesetzter Bauart ?m Der Kern kann eine einfache oder eine zusammengeverstehen.
. ' setzte Bauart aufweisen und z. B. aus Polynivylchlo-
Bei Anwendung der Kabelkonstrufuion nach der rid, Silikongummi, Nylon. Glasgam, Asbestgarn, Po-Erfindung
lassen sich auf einfach.- Weise, ohne daß 5 lytetrafluoräthylen und Polyfluoräthylenpropylen beaußer
dem Heizdraht noch andere Materialien ver- stehen.
wendet werden, in der Längsrichtung des Kabels Innerhalb des Kernes kann ein zentraler Leiter anSektoren
mit sehr verschiedenen Widerstands .verten gebracht sein. Dieser Leiter erstreckt sich über die
und somit sehr unterschiedlicher Wärmeentwicklung ganze Länge des Kabels und kann für Kontaktieerhalten.
Darüber hinaus erleichtert der Aufbau nach io rungszwecke verwendet werden, wenn es bedenklich
der Erfindung die Kontaktierung. ist, das Kabel schleifenartig anzuordnen oder auf an-
Das Auftreten eines Temperaturunterschiedes als dere Weise die Kontaktierung zu bewirken,
solcher ist lediglich auf die besondere Bauart des Ka- Der Heizdraht kann grundsätzlich aus einem behe-
bels nach der Erfindung zurückzuführen. bigen elektrisch leitenden Material bestehen. Vo r-
Nach einer geeigneten Ausführungsform der Erfin- 15 zugsweise wird aber ein Material mit einem hohen
dung liegen in den Sektoren des Kabels, die beim Be- positiven Temperaturkoeffizienten des spezifischen
trieb eine verhältnismäßig niedricc Temperatur an- Widerstandes (0,002 oder größer pro Grad C) vernehmen,
drei Heizdrahtschichten aufeinander und ist wendet, wie z. B. Nickel oder Kupfer. Dadurch wird
in den Sektoren, die beim Betrieb eine verhältnismä- nämlich der auftretende Temperaturunterschied bei
ßig hohe Temperatur annehmen, der Heizdraht in 20 einer gegebenen Bauart vergrößert, und bei einem
einer einzigen Schicht gewickelt. vorgeschriebenen Temperaturunterschied ist eine ge-
Em derartiges Kabel besteht in elektrischer Hin- ringere Materialmenge genügend als bei Anwendung
sicbi aus einer Anzahl von Sektoren mit einem ver- von Materialien mit einem niedrigen Temperaturkohältnismäßig
hohen und einer Anzahl von Sektoren effizienten.
mit einem verhältnismäßig niedrigen Widerstand, 25 Die Außenumhüllung kann in Abhängigkeit von
wobei die letzteren Sektoren dadurch erhalten wer- den beim Betrieb auftretenden Temperaturen aus tür
den. daß der Heizdraht derart eewickelt wird, daß diesen Zweck bekannten organischen oder anorganieine
Anzahl von Teilwiderständen gebildet werden, sehen Materialien bestehen. Grundsätzlich lassen sicn
die je nur einen Teil des Stromes führen, der in den die gleichen Materialien verwenden, die auch tür den
anderen Sektoren vom Widerstandsdraht geführt 30 Kern angewandt werden.
wird. Die Anzahl in einem bestimmten Sektor vo-- Das Kabel kann dadurch erhalten werden, da« der
handener Teilwiderstände bedingt auf diese Weise in Kern, der im allgemeinen einen kreisförmigen Uuer-Abhängigkeit
von der Belastung" die beim Betrieb in schnitt aufweist, kontinuierlich in einer Richtung
diesem Sektor erreichte Temperatur. durch eine Wickelvorrichtung geführt wird, wobei
Der Heizdraht kann in den unterschiedlichen Sek- 35 man diese Vorrichtung am Kern entlang eine nintoren
und in den aufeinanderliegendcn Schichten mit und hergehende Bewegung vollfuhren IaUt, wenn
der Weichen oder mit verschiedener Steigung gewik- einige Schichten aufeinander angebracht werden
JeIt sein müssen. Nach einem anderen Verfahren wird ein fe-
Auch kann innerhalb eines Sektors während des ster Wickelpunkt verwendet, und der Kern wird-Wickelvorgangs
die Steigung derart geändert werden, 40 wenn einige Schichten aufeinander aufgewickelt werdaß
innerhalb eines Sektors ein bestimmtes Tempera- den müssen, hin und her bewegt. Der mit dem
,urprofil erhalten wird. Widerstandsdraht bewickelte Kern wird anschließend
Bei einer Ausführungsform die sich in der Praxis mit einer Außenumhüllung versehen, z. ti. dadurcn,
besonders bewährt hat, und bei der in den Kabelsek- daß Glas- oder Asbestfaser.! oder Rayon oder Baumtoren
die beim Betrieb eine verhältnismäßig niedrige 45 wolle um den Kern herumgewickelt odeI.-8erlo^nlL"
Temperatur annehmen, drei Heizdrahtschichten auf- werden oder daß der Kern durch eine Hieüpreijvoreinanderliegen,
sind die beiden ersten auf dem Kern richtung geführt wird, mit deren Hilfe das Kaoei mn
liegenden Schichten mit größerer Steigung als die einem Kunststoffmantel verschen wird,
dritte Schicht gewickelt. Bei Anwendung dieser Bau- Der Außenmantel kann erwunsch enfalls auch aus
art wird ein größerer Temperaturunterschied iwi- 50 einer Anzahl mit einer zentralen Öffnung vers^nener
sehen den unterschiedlichen Sektoren erhalten als bei Körper aus keramischem Material bestehen,
einer Bauart, bei der die beiden ersten auf dem Kern Da es günstig ist, die Sektoren verschiedener Ten-
liegenden Schichten mit einer gleichen Steigung wie peratur auch erkennen zu können wenn das1 Kanu
de' dritte Schicht gewickelt sind. Wenn eine dritte außer Betrieb ist. z. B. be. ^r Momage jn.Apparat cn
Schicht mit kleiner Steigung gewickelt wird, wird ein 55 oder bei der Anbringung ^" AnschluBghedern s
guter elektrischer Kontakt zwischen den unterschied- es empfehlenswert, auf der Außenum^llung Martje
liehen Schichten hergestellt und die Anbringung, rungen anzubringen. Be. ^m umwickelte η Kabel
wenn gewünscht, von betriebssicheren Kontakten an können die Sektoren mit verhall.nsmaßig niednger
diesen Teilen erleichtert. Naturgemäß kann der ge- Temperatur beim *«"* !^^
£ SSTiÄÄ AuSSnU™ feiner für diesen Zweck^ig-en Vorru,;-ergibt
jedoch im Vergleich zu einer derartigen Bauart tung kann e.ne Markiervoi richtung verbunden wer
^'S^iSSrSSTu. einem be.iebigen * ^Kabel nach der Erfindung^
elektrisch isolierenden organischen oder anorgani- re^verwenden, in der orJ^h. ^a™c β
sehen Material bestehen, das die beim Betrieb des muß, wahrend die zwischenl.egenden
paratur und die Anschlußpunkte keine oder nur eine etwas höhere Temperatur annehmen dürfen.
Kabel nach der Erfindung lassen sich z. B. in Lokkenwickelheizvorrichtungen
anwenden, die grundsätzlich aus einer Anzahl zu erhitzender Hohlzylinder oder »Finger« bestehen, die aus einer Bodenplatte
hervorragen und auf die die Lockenwickel aufgeschoben werden können. Die Sektoren des Kabels,
die beim Betrieb eine hohe Temperatur erreichen, werden in den Fingern untergebracht, während die
verhältnismäßig kalt bleibenden Teile sich in der Bodenplatte befinden.
Kabel nach der Erfindung lassen sich auch in Auftauungsvorrichtungen
für Kühlschränke verwenden.
Die Erfindung wird nachstehend für zwei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der die F i g. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab die Ausführungsbeispiele zeigen.
Das Kabel enthält einen aus Glasfasern bestehenden Kern 1. Auf den Kern ist ein Heizdraht 2 aufgewickelt.
In den Sektoren A, die teilweise dargestellt sind, ist der Heizdraht in einer einzigen Schicht gewickelt,
wobei der Widerstand 30_Q/m beträgt. Die Sektoren A erreichen bei Betrieb bei einer Belastung
von 90 W/m eine Temperatur von etwa 400° C. In den Sektoren B, von denen in der Figur einer dargestellt
ist, ist der Heizdraht in drei Schichten gewikkelt. In der ersten unmittelbar auf dem Kern liegenden
Schicht ist der Heizdraht mit einer Steigung, die etwa 20mal größer als die Steigung in den Sektoren/1
(Drahtteile 3 und 4) ist, in der gleichen Richtung (in der Figur nach rechts) wie im vorhergehenden
Sektor gewickelt. In der darauf angebrachten Schicht (Drahtteile 5 und 6) ist der Heizdraht gleichfalls
mit dieser größeren Steigung, aber nun in entgegengesetztem Sinne, gewickelt. In der dritten Schicht
(anfangend mit dem Drahtteil 7) ist der Heizdraht wieder mit der gleichen Steigung und in dem gleichen
Sinne wie im vorhecgehenden Sektor A (in der Figur nach rechts) gewickelt. Die Temperatur im Sektor B
ist beim Betrieb etwa 50° C. Die Länge der Sektoren B ist gleich der der Sektoren A. Die elektrisch
isolierende Umhüllung 8 des Kabels besteht in diesem Falle aus herumgeflochtenen Glasfasern mit
einer Gesamtdecke von 0,5 mm.
Nach Fig. 2 besteht der Kern des Kabels aus
einem zentralen Leiter 10, der mit einer aus Glasfaser bestehenden Umhüllung 11 versehen ist. Auf diesen
Kern ist ein Heizdraht 12 aufgewickelt. In dem dargestellten Teil A des Kabels ist der Heizdraht in
einer einzigen Schicht gewickelt. In dem Sektor B ist der Heizdraht in drei Schichten gewickelt (s. Fig. 1).
Das Kabel ist weiter mit einem Außenmantel 13 und zwei Endgliedern 14 und 15 versehen. Das Endglied
14 dient zum Verbinden des Hehldrahtes 12 mit dem z.B. aus Kupfer bestehenden zentralen Leiter 10. Zu
diesem Zweck besteht das Endglied 14 aus einer Außenumhüllung 16 aus einem elektrisch isolierenden
Material und einer Metallbuchse 17, die um den mit dem Heizdraht 12 versehenen Kern paßt; die
Metallbuchse ist mit einem Metallzylinder 18 versehen, der um den zentralen Leiter paßt. Das Endglied
15 dient zur Kontaktierung; es besteht aus einer Buchse aus einem elektrisch isolierenden Material,
die mit einer metallenen Innenbuchse 20 versehen ist, die einen Kontaktstift 21 trägt. Das Endglied
trägt außerdem einen aus Metall bestehenden Hohlstift 22, in dem sich der aus der Umhüllung hervorragende
Teil des zentralen Leiters 10 befindet.
Da im Sektor B der Heizdraht 12 in verschiedenen
Schichten gewickelt ist, wird die Temperatur in diesem Sektor nicht besonders hoch. Der Mantel 19 des
Endgliedes kann also z. B. aus Kunststoff bestehen.
Diese Ausführumgsform des Erhitzungskabels hat den Vorteil, daß die elektrische Kontaktierung des
Kabels auf einer Seite stattfinden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel, Heizdraht und einem Mantel aus elektrisch isolierendas
aus einem biegsamen Kern aus elektrisch iso- dem Material besteht, wobei das Kabel in mindestens
lierendem Material, einem sich ringsum diesen 5 zwei Gruppen sich in der Längsrichtung des Kabels
Kern über die ganze Länge des Kabels erstrek- erstreckender Sektoren geteilt ist, die abwechselnd
kenden schraubenlinienförmig gewickelten an sei- angeordnet sind und die beim Betrieb des Kabels
ner Oberfläche nicht isolierten Heizdraht und verschiedene Temperaturen annehmen,
einem Mantel aus elektrisch isolierendem Maie- Ein Kabel dieser Art ist aus der deutschen Patentrial besteht, wobei das Kabel in mindestens zwei io schrift 820 943 bekannt. Bei diesem Kabel ist der Gruppen sich in der Längsrichtung des Kabels Heizdraht in den Sektoren, die beim Betrieb eine erstreckender Sektoren geteilt ist, die abwechselnd verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen angeordnet sind und die beim Betrieb des Kabels müssen, mit größerer Steigung gewickelt als in den verschiedene Temperaturen annehmen, da- Sektoren, die beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe durch gekennzeichnet, daC in den K?.- 15 Temperatur annehmen müssen,
belsektoren (B), die beim Betrieb eine verhältnis- In der Praxis stellt sich heraus, daß es bei einer mäßig niedrige Temperatur annehmen, eine un- derartigen Bauart nicht möglich ist, ein Kabel mit gerade Anzahl miteinander in elektrischer Ver- Sektoren mit sehr großen Temperaturunterschieden bindung stehender abwechselnd im gleichen Wik- (von einigen 1000C) herzustellen; die Temperatur kelsinn wie der Heizdraht (2 bzw. 12) in den Sek- ao des Heizdrahtes selber weist in den unterschiedlichen toren (A) mit verhältnismäßig hoher Temperatur Sektoren kaum Unterschiede auf.
beim Betrieb und in entgegengesetztem Sinne Eine andere Bauart eines derartigen Kabels ist aus schraubenlinienförmig gewickelter Heizdraht- der USA-Patentschrift Re 26 522 bekannt,
schichten aufeinander auf dem Kern (1 bzw. Bei dem elektrischen Widerstandserhitzungskabel 10/11) liegen, wobei die Anzahl aufeinander an- 35 nach dieser letzteren Patentschrift werden Sektoren, gebrachter Schichten mindestens um zwei größer deren Temperatur beim Betrieb nicht oder nur auf als die Anzahl von Schichten in den Sektoren (A) einen verhältnismäßig niedrigen Wert ansteigt, daist, die beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe durch erhalten, daß in bestimmten Abständen längs Temperatur annehmen. des Kabels eine Anzahl Wicklungen des Heizdrahtes
einem Mantel aus elektrisch isolierendem Maie- Ein Kabel dieser Art ist aus der deutschen Patentrial besteht, wobei das Kabel in mindestens zwei io schrift 820 943 bekannt. Bei diesem Kabel ist der Gruppen sich in der Längsrichtung des Kabels Heizdraht in den Sektoren, die beim Betrieb eine erstreckender Sektoren geteilt ist, die abwechselnd verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen angeordnet sind und die beim Betrieb des Kabels müssen, mit größerer Steigung gewickelt als in den verschiedene Temperaturen annehmen, da- Sektoren, die beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe durch gekennzeichnet, daC in den K?.- 15 Temperatur annehmen müssen,
belsektoren (B), die beim Betrieb eine verhältnis- In der Praxis stellt sich heraus, daß es bei einer mäßig niedrige Temperatur annehmen, eine un- derartigen Bauart nicht möglich ist, ein Kabel mit gerade Anzahl miteinander in elektrischer Ver- Sektoren mit sehr großen Temperaturunterschieden bindung stehender abwechselnd im gleichen Wik- (von einigen 1000C) herzustellen; die Temperatur kelsinn wie der Heizdraht (2 bzw. 12) in den Sek- ao des Heizdrahtes selber weist in den unterschiedlichen toren (A) mit verhältnismäßig hoher Temperatur Sektoren kaum Unterschiede auf.
beim Betrieb und in entgegengesetztem Sinne Eine andere Bauart eines derartigen Kabels ist aus schraubenlinienförmig gewickelter Heizdraht- der USA-Patentschrift Re 26 522 bekannt,
schichten aufeinander auf dem Kern (1 bzw. Bei dem elektrischen Widerstandserhitzungskabel 10/11) liegen, wobei die Anzahl aufeinander an- 35 nach dieser letzteren Patentschrift werden Sektoren, gebrachter Schichten mindestens um zwei größer deren Temperatur beim Betrieb nicht oder nur auf als die Anzahl von Schichten in den Sektoren (A) einen verhältnismäßig niedrigen Wert ansteigt, daist, die beim Betrieb eine verhältnismäßig hohe durch erhalten, daß in bestimmten Abständen längs Temperatur annehmen. des Kabels eine Anzahl Wicklungen des Heizdrahtes
2. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel 30 mittels eines aus einem elektrisch leitenden Matenach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rial bestehenden Streifens kurzgeschlossen werden,
der Heizdraht (2 bzw. 12) aus einem Material mit Der Streifen befindet sich bei einem Kabel nach einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten dieser Patentschrift zwischen dem Kern und den des spezifischen Widerstandes besteht. Wicklungen des Heizdrahtes.
der Heizdraht (2 bzw. 12) aus einem Material mit Der Streifen befindet sich bei einem Kabel nach einem hohen positiven Temperaturkoeffizienten dieser Patentschrift zwischen dem Kern und den des spezifischen Widerstandes besteht. Wicklungen des Heizdrahtes.
3. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel 35 Wenn ein derartiges Kabel geknickt oder mehrere
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- Male gebogen wird, besteht die Gefahr, daß die Ennet,
daß in den Kabelsektoren (B), die beim Be- · den des Streifens sich aus dem Raum zwischen den
trieb eine verhältnismäßig niedrige Temperatur Wicklungen des Widerstandsdrahtes herausschieben
annehmen, drei Heizdrahtschichten aufeinander- und sich biegen, wobei sie die isolierende Außenumliegen,
während in den Sektoren (A), die eine 40 hüllung beschädigen und Kurzschluß zwischen dem
hohe Temperatur annehmen, der Heizdraht (2 Kabel und anderen beim Betrieb in der Nähe des Ka-
bzw. 12) in einer einzigen Schicht gewickelt ist. bels liegenden Metallteilen herbeiführen. Außerdem
4. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel treten dabei örtlich Änderungen des Widerstandes
nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß des Kabels auf.
in den Kabelsektoren (B), die beim Betrieb eine 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
• verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen, elektrisches Widerstandskabel zu schaffen, bei dem
drei Heizdrahtschichten aufeinanderliegen, wo- der Temperaturunterschied zwischen den Sektoren
bei die beiden ersten auf dem Kern (1 bzw. höherer und niedrigerer Temperatur innerhalb der
10/11) liegenden Schichten mit größerer Steigung von den weiteren verwendeten Kabelmaterialien ge-
als die dritte Schicht gewickelt sind. 50 setzten Grenzen beliebig groß gemacht werden kann,
5. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel wobei die Längen der Sektoren innerhalb weiter
nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge- Grenzen beliebig klein und groß gemacht werden
kennzeichnet, daß der Kern (1) aus Glasfasern können und wobei die Kontaktierung elektrisch und
und die isolierende Außenumhüllung (8) des Ka- materialtechnisch keine Schwierigkeiten bietet.
bels aus um diesen Kern (\) herumgeflochtenen 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-·
oder — gesponnenen Glasfasern besteht. löst, daß in den Kabelsektoren, die beim Betrieb eine
6. Elektrisches Widerstandserhitzungskabel verhältnismäßig niedrige Temperatur annehmen, eine
nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeich- ungerade Anzahl miteinander in elektrischer Verbinnet,
daß der Kern (10/11) aus einem zentralen dung stehender abwechselnd im gleichen Wickelsinn
sich über die ganze Länge des Kabels erstrecken- 60 wie der Heizdraht in den Sektoren mit verhältnismäden
elektrischen Leiter (10) mit einer elektrisch ßig hoher Temperatur beim Betrieb und in entgegenisolierenden
Umhüllung (11) besteht, gesetztem Sinne schraubenlinienförmig gewickelter
Heizdrahtschichten aufeinander auf dem Kern liegen, wobei die Anzahl aufeinander angebrachter
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches 65 Schichten mindestens um zwei größer als die Anzahl
Widerstandserhitzungskabel, das aus einem biegsa- von Schichten in den Sektoren ist, die beim Betrieb
men Kern aus elektrisch isolierendem Material, eine verhältnismäßig hohe Temperatur annehmen,
einem sich rings um diesen Kern über die ganze Unter »Heizdraht« ist in diesem Zusammenhang
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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