DE3826660A1 - Elektrische heizpatrone mit selbstregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine, zum Beheizen fester, oder flüssi­ ger Medien bestimmte, elektrische Heizpatrone gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte, beispielsweise durch die DE-OS 32 01 367, oder das DE-GM 83 24 372 offenbarte Heizpatronen dieser Art mit Selbst­ regelung sind mit PTC-Elementen ausgerüstet, die jedoch nur Be­ triebstemperaturen bis ca. 300°C zulassen. Andererseits wäre aber gerade bei Heizpatronen für höhere Temperaturbereiche ein Selbstregelungseffekt wünschenswert, um thermische Überlastun­ gen, die zum Durchbrennen des Heizleiters führen, zu vermeiden.

Bei hohen Betriebstemperaturen verwendete man bisher meist Heiz­ elemente mit besonderen, selbsttätigen Regeleinrichtung, die aber naturgemäß einen höheren technischen Aufwand bedingen.

Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Heizpatrone zu schaf­ fen, deren Heizelement auch in höheren Temperaturbereichen bis etwa 800°C und mehr einen sicheren Selbstregelungseffekt aufweist, so daß thermische Überlastungen verhindert werden, bzw. die vorgegebene Betriebstemperatur eingehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Diese neuartige Heizpatrone ist auch in sehr hohen Temperatur­ bereichen verwendbar und weist zudem eine sehr kurze Anheiz­ phase auf, was vielfach erwünscht ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden beschrieben.

Die Heizpatrone besteht aus einem Metallmantel 1, einem Heiz­ leiter 2, der auf einem Träger 3 aus Keramik od. dgl. in Form einer Wendel aufgewickelt ist. Heizleiter 2 und Träger 3 sind mittels eines Metalloxydpulvers 4 im Mantel 1 eingebettet und diese Füllung mittels eines Stopfens 5, durch den die Anschluß­ drähte 6 des Heizleiters herausgeführt sind, verschlossen. Der beschriebene Aufbau ist in üblicher Weise hochverdichtet.

Für den Heizleiter 2 wird erfindungsgemäß eine Legierung auf Nickelbasis verwendet, die einen Temperaturkoeffizienten grö­ ßer als 200% aufweist. Einsetzbar sind Legierungen, die eine Widerstandsänderung in den Temperaturbereichen zwischen 20°C und 800°C bis zu 600% aufweisen.

Eine solche Heizpatrone hat durch den geringen Widerstand bei 20°C eine äußerst kurze Anheizphase, was beispielsweise bei Maschinen- und Werkzeugbeheizungen große Vorteile bringt. Aus­ gehend von der Nennleistung bei Betriebstemperatur, heizt ei­ ne solche Patrone mit 3 bis 6facher Nennleistung an und re­ gelt dann bei Annäherung an die Betriebstemperatur die Lei­ stungsaufnahme zurück.

Derartige Heizpatronen können vorteilhaft auch zur Erwärmung flüssiger Medien, wie Wasser, verwendet werden. Ein, mit ei­ ner solchen Patrone ausgerüsteter Heizkörper schützt sich so selbst vor Überhitzung, beispielsweise durch Wassermangel, während bei Verwendung herkömmlicher Patronen die Leistungs­ aufnahme auch bei Wassermangel konstant bleibt und so die Temperatur stark ansteigt, was schließlich zum Durchbrennen des Heizelements führen kann.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Heizpatrone wird noch darin gesehen, daß die Möglichkeit gegeben ist, die Temperatur auch auf elektronische Weise, d. h. ohne besondere Temperatur­ fühler zu regeln, bzw. zu überwachen. Der hohe Widerstandsände­ rungswert der Heizwicklung kann elektronisch abgetastet werden, ein elektronisches Stellglied prüft den Widerstandswert des Heiz­ leiters und wertet diesen aus.

Ergänzend wird hinzugefügt, daß die Erfindung nicht nur auf den beschriebenen Aufbau der Heizpatrone begrenzt ist, sondern im Rahmen dieser Erfindung auch beliebig anders gestaltet werden kann. So ist es nicht erforderlich, den Heizleiter auf einen Träger aufzuwickeln, sondern es kann dieser in beliebiger an­ derer Form auch ohne Träger in das Metalloxydpulver eingebet­ tet werden. Ebenso ist es auch möglich, Heizpatronen mit beider­ seits herausgeführten Anschlußdrähten in der erfindungsgemä­ ßen Weise zu gestalten.

Claims (2)

1. Elektrische Heizpatrone mit Selbstregelung, bei der ein Heizleiter in einem Metallmantel mittels eines hochver­ dichteten Metalloxyds eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (2) aus einer Legierung auf Nickel­ basis besteht, mit einem Temperaturkoeffizienten (TK) grö­ ßer als 200%.

2. Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Temperaturregelung dem Heizleiter (2) ein elektronisches Stellglied zugeordnet ist, das den Wider­ stand des Heizleiters (2) prüft und auswertet.